2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Mikrobiologia

–плазмиды, детерминирующие синтез факторов патогенности, обнаружены у многих бактерий – возбудителей инфекционных заболеваний человека. Патогенность возбудителей шигеллезов, чумы, сибирской язвы, кишечных эшерихиозов связана с наличием и функционированием у них плазмид патогенности;

Е.1.)Еnt-плазмида:

–определяет синтез энтеротоксина; Е.2.)Hly-плазмида:

–детерминирует синтез гемолизина у E.Coli;

2.Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости:

–св-ва микроорганизмов, как и любых других организмов, определяются их генотипом, т.е. совокупностью генов данной особи;

–фенотип представляет результат взаимодействия между генотипом и окружающей средой, т. е. проявление генотипа в конкретных условиях обитания. Фенотип микроорганизмов хотя и зависит от окружающей среды, но контролируется генотипом, т.к. характер и степень возможных для данной клетки стенотипических изменений определяются набором генов, каждый из которых представлен определенным участком молекулы ДНК;

–в основе изменчивости лежит изменение реакции генотипа на факторы окружающей среды и изменение самого генотипа в результате мутации генов или их рекомбинации. В связи с этим фенотипическую изменчивость подразделяют на:

2.1.Ненаследственная (средовая, модификационная) изменчивость:

–обусловлена влиянием внутри- и внеклеточных факторов на проявление генотипа;

–при устранении фактора, вызвавшего модификацию, данные изменения исчезают; 2.2.Наследственная (генотипическая) изменчивость:

–связана с мутациями – мутационная изменчивость. Основу мутации составляют изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, полная или частичная их утрата, т. е. происходит структурная перестройка генов, проявляющаяся фенотипически в виде измененного признака;

3.Подвижные генетические элементы:

–в состав бактериального генома, как в бактериальную хромосому, так и в плазмиды, входят подвижные генетические элементы, к которым относятся вставочные последовательности и транспозоны;

3.1.Вставочные (инсерционные) последовательности (IS-элементы):

–участки ДНК, способные как целое перемещаться из одного участка репликона в другой, а также между репликонами. IS-элементы содержат те гены, которые необходимы для их собственного перемещения – транспозиции:

ген, кодирующий фермент транспозазу, обеспечивающую процесс исключения IS-элемента из ДНК и его интеграцию в новый локус,

ген, детерминирующий синтез репрессора, который регулирует весь процесс перемещения;

3.2.Транспозоны:

–сегменты ДНК, обладающие теми же св-вами, что и IS-элементы, но имеющие структурные гены, т.е. гены, обеспечивающие синтез молекул, обладающих специфическим биологическим св-вом, например токсичностью, или обеспечивающих устойчивость к антибиотикам;

–перемещаясь по репликону или между ними, подвижные генетические элементы вызывают:

инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются;

образование повреждений генетического материала;

слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому;

распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических св-в популяции;

40.Механизмы передачи генетического материала у бактерий.

–рекомбинация у бактерий – это конечный этап передачи генетического материала между ними, осуществляющаяся посредством 3-ех механизмов: конъюгацией (при контакте бактерий, одна из которых несет конъюгативную плазмиду), трансдукцией (при помощи бактериофага) и трансформацией (при помощи высокополимеризованной ДНК);

1.Конъюгация:

–передача генетического материала от клетки-донора в клетку-реципиент путем непосредственного контакта клеток. Механизм передачи плазмидной ДНК из клетки в клетку заключается в том, что специальный белок, кодируемый tra-опероном, «узнает» определенную последовательность в ДНК плазмиды (называемую origin), вносит в эту последовательность одноцепочечный разрыв и ковалентно связывается с 5’-концом;

–затем цепь ДНК, с которой связан белок, переносится в клетку-реципиент, а неразорванная комплементарная цепь остается в клетке-доноре. Клеточный аппарат синтеза ДНК достраивает одиночные цепи и в доноре, и в реципиенте до двухцепочечной структуры;

–белок, связанный с 5’-концом перенесенной цепи, способствует замыканию плазмиды в реципиентной клетке в кольцо. Примером служит перенос в реципиентную клетку F-плазмиды (от англ. fertility – плодовитость), которая является как трансмиссивной, так и интегративной;

–клетки-доноры, обладающие F-фактором, обозначаются как F+–клетки, а клетки-реципиенты, не имеющие F–фак- тора, – как F––клетки. Если F-фактор находится в клетке-доноре в автономном состоянии, то в результате скрещивания (F+- и F––клетки) клетка-реципиент приобретает донорские свойства. Если F-фактор или другая трансмиссивная плазмида встраиваются в хромосому клетки-донора, то плазмида и хромосома начинают функционировать в виде единого трансмиссивного репликона, что делает возможным перенос бактериальных генов в бесплазмидную клеткуреципиент, т.е. процесс конъюгации;

2.Трансдукция:

–передача бактериальной ДНК посредством бактериофага; 2.1.Общая трансдукция:

–происходит вследствие того, что бактериальная ДНК фрагментируется после фаговой инфекции и кусочек бактериальной ДНК того же размера, что и фаговая ДНК, проникает в вирусную, формируя дефектную фаговую частицу с частотой приблизительно 1 на 1000 фаговых частиц;

–при инфицировании клетки-реципиента дефектной фаговой частицей ДНК клетки-донора «впрыскивается» в нее и рекомбинирует гомологичной рекомбинацией с гомологичным участком хромосомы-реципиента с образованием стабильного рекомбинанта. Этим типом трансдукции обладают Р-фаги; 2.2.Специфическая трансдукция:

–наблюдается в том случае, когда фаговая ДНК интегрирует в бактериальную хромосому с образованием профага. В процессе исключения ДНК-фага из бактериальной хромосомы в результате случайного процесса захватывается прилегающий к месту включения фаговой ДНК фрагмент бактериальной хромосомы, становясь дефектным фагом. Т.к. большинство умеренных бактериофагов интегрирует в бактериальную хромосому в специфических участках, для таких бактериофагов характерен перенос в клетку-реципиент определенного участка бактериальной ДНК клетки-донора. ДНК дефектного фага рекомбинирует с ДНК клетки-реципиента сайт-специфической рекомбинацией. Рекомбинант становится меродиплоидом по привнесенному гену. В частности, бактериофаг передает специфической трансдукцией gal-ген у E. Coli;

3.Трансформация:

–заключается в том, что ДНК, выделенная из бактерий в свободной растворимой форме, передается бактерии-реци- пиенту;

–рекомбинация происходит, если ДНК бактерий родственны друг другу. В этом случае возможен обмен гомологичных участков собственной и проникшей извне ДНК;

–процесс может самопроизвольно происходить в природе у некоторых видов бактерий, чаще у грам(+), когда ДНК, выделенная из погибших клеток, захватывается реципиентными клетками;

–процесс зависит от компетентности клетки-реципиента и состояния донорской трансформирующей ДНК:

*Компетентность:

–это способность бактериальной клетки поглощать ДНК;

–зависит от присутствия особых белков в клеточной мембране, обладающих специфическим аффинитетом к ДНК;

–состояние компетентности у грам(+) бактерий связано с определенными фазами кривой роста. Трансформирующей активностью обладает только двунитчатая высокоспирализованная молекула ДНК. Это связано с тем, что в клеткуреципиент проникает только одна нить ДНК, тогда как другая – на клеточной мембране – подвергается деградации с освобождением энергии, необходимой для проникновения в клетку сохранившейся нити;

–высокий молекулярный вес трансформирующей ДНК увеличивает шанс рекомбинации, т.к. внутри клетки трансформирующая нить ДНК подвергается воздействию эндонуклеаз. Интеграция с хромосомой требует наличия гомологичных с ней участков у трансформирующей ДНК. Рекомбинация происходит на одной нити, в результате чего образуется гетеродуплексная молекула, одна нить которой имеет генотип реципиента, а другая — рекомбинантный генотип. Рекомбинантные трансформанты формируются только после цикла репликации;

41.Плазмиды бактерий, их функции и свойства. Использование плазмид в генной инженерии. 1.Плазмиды:

–представляют собой двухцепочечные молекулы ДНК. Они могут быть кольцевой формой и линейными;

–кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки ф-и, но придающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные условия существования. Среди фенотипических признаков, сообщаемых бактериальной клетке плазмидами, можно выделить следующие:

устойчивость к антибиотикам;

продукцию факторов патогенности;

способность к синтезу антибиотических веществ;

образование колицинов;

расщепление сложных органических веществ;

образование ферментов рестрикции и модификации; 1.1.Виды плазмидов:

А)Интегративные (Эписоны):

–некоторые плазмиды могут обратимо встраиваться в бактериальную хромосому и функционировать в виде единого репликона;

Б)Трансмиссивные:

–ряд бактериальных плазмид способны передаваться из одной клетки в другую, иногда даже принадлежащую иной таксономической единице;

–трансмиссивность присуща лишь крупным плазмидам, имеющим tra-оперон, в который объединены гены, ответственные за перенос плазмиды. Эти гены кодируют половые пили, которые образуют мостик с клеткой, не содержащей трансмиссивную плазмиду, по которой плазмидная ДНК передается в новую клетку. Этот процесс называется конъюгацией.

В)Мобилизуемые:

–мелкие плазмиды, не несущие tra-гены, не могут передаваться сами по себе, но способны к передаче при наличии трансмиссивных плазмид, используя их аппарат конъюгации называются мобилизуемыми, а сам процесс – мобилизацией нетрансмиссивной плазмиды;

Г)R-плазмиды (от англ. resistance – противодействие):

–содержат гены, детерминирующие синтез ферментов, разрушающих антибактериальные препараты (антибиотики);

–имеют особое значение в медицинской микробиологии т.к. обеспечивают устойчивость бактерий к антибиотикам;

Е)Патогенные плазмиды:

–плазмиды, детерминирующие синтез факторов патогенности, обнаружены у многих бактерий – возбудителей инфекционных заболеваний человека. Патогенность возбудителей шигеллезов, чумы, сибирской язвы, кишечных эшерихиозов связана с наличием и функционированием у них плазмид патогенности;

Е.1.)Еnt-плазмида:

–определяет синтез энтеротоксина; Е.2.)Hly-плазмида:

–детерминирует синтез гемолизина у E.Coli;

2.Использование плазмид в генной инженерии:

–плазмиды являются удобной моделью для экспериментов по искусственной реконструкции генетического материала, широко используются в генетической инженерии для получения рекомбинантных штаммов. Благодаря быстрому самокопированию и возможности конъюгационной передачи плазмид внутри вида, между видами или даже родами плазмиды играют важную роль в эволюции бактерий;

42.Медицинская биотехнология, ее задачи и достижения.

1.Биотехнология:

–представляет собой область знаний, возникшая и оформившиеся на стыке микробиологии, молекулярной биологии, ген-инженерии, хим-технологии и ряда других наук;

–это получение продуктов из биологических объектов или с применением биологических объектов. В качестве биологических объектов могут быть использованы организмы животных и человека (например, получение иммуноглобулинов из сывороток вакцинированных лошадей или людей; получение препаратов крови доноров), отдельные органы (получение гормона инсулина из поджелудочных желез крупного рогатого скота) или культуры тканей (получение лекарственных препаратов). Однако в качестве биологических объектов чаще всего используют одноклеточные микроорганизмы, а также животные и растительные клетки;

–с помощью биотехнологии получают множество продуктов, используемых в различных отраслях:

медицине (антибиотики, витамины, ферменты, АМК-ты, гормоны, вакцины, антитела, компоненты крови, диагностические препараты, иммуномодуляторы, алкалоиды, пищевые белки, НК-ты, нуклеозиды, нуклеотиды, липиды, антиметаболиты, антиоксиданты, противоглистные и противоопухолевые препараты);

ветеринарии и сельском хозяйстве (кормовой белок: кормовые антибиотики, витамины, гормоны, вакцины, биологические средства защиты растений, инсектициды);

пищевой промышленности (аминокислоты, органические кислоты, пищевые белки, ферменты, липиды, сахара, спирты, дрожжи);

химической промышленности (ацетон, этилен, бутанол);

энергетике (биогаз, этанол);

2.Биотехнология направлена:

–на создание диагностических, профилактических и лечебных медицинских и ветеринарных препаратов, на решение продовольственных вопросов (повышение урожайности, продуктивности животноводства, улучшение качества пищевых продуктов – молочных, кондитерских, хлебобулочных, мясных, рыбных);

–на обеспечение многих технологических процессов в легкой, химической и других отраслях промышленности;

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------

–в настоящее время биотехнологию можно разделить на медицинскую, сельскохозяйственную, промышленную и экологическую. Медицинская в свою очередь подразделяется на фармацевтическую и иммунобиологическую, сельскохозяйственная – на ветеринарную и биотехнологию растений, а промышленная – на соответствующие отраслевые направления (пищевая, легкая промышленность, энергетика и т. д.);

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------

–биотехнологию также подразделяют на традиционную (старую) и новую. Последнюю связывают с генетической инженерией. Общепризнанное определение предмета «биотехнология» отсутствует и даже ведется дискуссия о том, наука это или производство;

43.Молекулярно-генетические методы, используемые в диагностике инфекционных болезней (ПЦР, рестрикционный анализ и др.).

1.Полимеразная цепная реакция:

–позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в нем ДНК микроба без выделения последнего в чистую культуру; 1.1.Для проведения этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, в которой определяют наличие специ-

фичного для данного микроба гена. Обнаружение гена осуществляют его накоплением. Для этого необходимо иметь праймеры комплементарного 3'-концам ДНК исходного гена. Накопление гена выполняется следующим образом; 1.2.Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на 2 нити. Добавляют праймеры. Смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры, при наличии в смеси ДНК искомого гена, связываются с его комплементарными участками; 1.3.Затем к смеси ДНК и праймера добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. Устанавливают температуру, оптима-

льную для функционирования ДНК-полимеразы. В этих условиях, в случае комплементарное ДНК гена и праймера, происходит присоединение нуклеотидов к 3'-концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена; 1.4.После этого цикл повторяется снова, при этом кол-во ДНК гена будет увеличиваться каждый раз вдвое. Проводят реакцию в специальных приборах – амплификаторах; 1.5.ПЦР применяется для диагностики вирусных и бактериальных инфекций;

2.Рестрикционный анализ:

–данный метод основан на применении ферментов рестриктаз, представляющие собой эндонуклеазы, расщепляющие молекулы ДНК путем разрыва фосфатных связей в определенных последовательностях нуклеотидов;

–особое значение имеют рестриктазы, узнающие последовательности, обладающие центральной симметрией и считывающиеся одинаково в обе стороны от оси симметрии. Точка разрыва ДНК может или совпадать с осью симметрии, или быть сдвинута относительно нее;

–в геноме конкретной таксономической единицы находится строго определенное (генетически задетерминированное) число участков узнавания для определенной рестриктазы. Если выделенную из конкретного микроба ДНК обработать определенной рестриктазой, то это приведет к образованию строго определенного кол-ва фрагментов ДНК фиксированного размера;

–размер каждого типа фрагментов можно узнать с помощью электрофореза в агарозном геле: мелкие фрагменты перемещаются в геле быстрее, чем более крупные, и длина их пробега больше. Гель окрашивают бромистым этидием и фотографируют в УФ-излучении. Таким образом можно получить рестрикционную карту определенного вида микробов;

–сопоставляя карты рестрикции ДНК, выделенных из различных штаммов, можно определить их генетическое родство, выявить принадлежность к определенному виду или роду, а также обнаружить участки с мутациями. Этот способ используется также как начальный этап метода определения последовательности нуклеотидных пар (секвенирования) и метода молекулярной гибридизации;

3.Метод молекулярной гибридизации:

–позволяет выявить степень сходства различных ДНК. Применяется при идентификации микробов для определения их точного таксономического положения;

–основан на способности двухцепочечной ДНК при повышенной температуре (90°С) в щелочной среде денатурировать, т.е. расплетаться на две нити, а при понижении температуры на 10°С вновь восстанавливать исходную двухцепочечную структуру;

–требует наличия молекулярного зонда. Зондом называется одноцепочечная молекула НК-ты, меченная радиоактивными нуклидами, с которой сравнивают исследуемую ДНК. Для проведения молекулярной гибридизации исследуемую ДНК расплетают указанным выше способом, одну нить фиксируют на специальном фильтре, который затем помещают в р-р, содержащий радиоактивный зонд. Создаются условия, благоприятные для образования двойных спиралей. В случае наличия комплементарности между зондом и исследуемой ДНК они образуют между собой двойную спираль;

–молекулярная гибридизация составляет основу микрочипа, который представляет собой стеклянную пластинку с присоединенными в определенных локусах молекулярными ДНК-зондами (от 100 до 1000), специфичными для некоторой таксономической единицы. Из исследуемого образца выделяют общую ДНК, амплифицируют по стабильной последовательности 16S РНК-гена. Выделенную ДНК метят флуорохромом или ферментом и обрабатывают ею микрочип, создавая условия для гибридизации. После отмывают несвязавшуюся ДНК и определяют локализацию молекулярных гибридов постановкой ИФА (Иммуноферментный анализ) или денситометрией;

§6.МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ ХИМИОТЕРАПИИ. 44.Понятие о химиотерапии. История открытия химиотерапевтических препаратов.

1.Химиотерапия:

–это лечение инфекционных заболеваний или злокачественных опухолей, которое заключается в избирательном (селективном) подавлении жизнеспособности возбудителей инфекции или опухолевых клеток химиотерапевтическими средствами. Избирательность действия химиотерапевтического препарата заключается в том, что такое лекарственное средство является токсичным для микробов и при этом существенно не затрагивает клетки организма-хозяина;

2.Основоположником химиотерапии:

–является немецкий химик, лауреат Нобелевской премии П.Эрлих, установивший, что химические в-ва, содержащие мышьяк, губительно действуют на спирохеты и трипаносомы, и получил в 1910 г. первый химиотерапевтический препарат — сальварсан (соединение мышьяка, убивающее возбудителя, но безвредное для микроорганизма);

–в 1935 г. другой немецкий химик Г.Домагк обнаружил среди анилиновых красителей в-во – пронтозил, или красный стрептоцид, спасавший экспериментальных животных от стрептококковой инфекции, но не действующий на эти бактерии вне организма;

–механизм действия сульфаниламидов (сульфонамидов) на микроорганизмы был открыт Р.Вудсом, установившим, что сульфаниламиды являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты (ПАБК), участвующей в биосинтезе фолиевой кислоты, необходимой для жизнедеятельности бактерий. Бактерии, используя сульфаниламид вместо ПАБК, погибают;

3.Первый природный антибиотик:

–был открыт в 1929 г. английским бактериологом А.Флемингом. А. Флеминг открыл штамм плесневого гриба пеницилла, выделяющий химическое в-во, задерживающие рост стафилококка. В-во было названо пенициллином, однако лишь в 1940 г. X. Флори и Э. Чейн смогли получить стабильный препарат очищенного пенициллина – первый антибиотик, нашедший широкое применение в клинике. В 1945 г. А. Флеминг, X. Флори и Э. Чейн были удостоены Нобелевской премии. В нашей стране большой вклад в учение об антибиотиках внесли З.В. Ермольева и Г.Ф. Гаузе. Сам термин «антибиотик» был предложен С. Ваксманом в 1942 г. для обозначения природных веществ, продуцируемых микроорганизмами и в низких концентрациях антагонистичных росту других бактерий;

45.Противомикробные препараты: дезинфектанты, антисептики, противомикробные химиотерапевтические препараты (природные и синтетические).

1.Противомикробные препараты:

–сдерживание или прекращение роста микробов достигается различными методами (комплексами мер): антисептикой, стерилизацией, дезинфекцией, химиотерапией. Соответственно, хим-в-ва, применяемые для осуществления

этих мер, называются стерилизующими агентами, дезинфектантами, антисептиками и противомик-робными химиопрепаратами; 1.1.Дезинфектанты:

–это хим-в-ва, предназначенные для инактивации или уничтожения микроорганизмов. Дезинфекция убивает не все микробы, особенно споры бактерий; она менее эффективна нежели стерилизация, представляющая физ-/хим-про- цесс, убивающий все виды жизни;

–дезинфицирующие средства разрушают клеточную стенку микробов или нарушают их метаболизм; 1.2.Антисептики:

–противогнилостные средства, предназначенные для предотвращения процессов разложения на поверхности открытых ран, например в ранах, образующихся после больших операций или ушибов, или для задержания уже начавшихся изменений в крови. Антисептики применяются для обработки рук хирургов и медицинского персонала перед контактом с пациентами; 1.3.Противомикробные химиотерапевтические препараты:

–это химические препараты, применяющиеся при инфекционных заболеваниях для этиотропного лечения (т.е. направленного на микроб как на причину болезни), а также для профилактики инфекций;

46.Антибиотики. Природные и синтетические. История открытия природных антибиотиков. Классификация антибиотиков по химической структуре, механизму, спектру и типу действия. Способы получения. 1.Антибиотики:

–химиотерапевтические препараты из химических соединений биологического происхождения (природные), а также их полусинтетические производные и синтетические аналоги, которые в низких концентрациях оказывают избирательное повреждающее или губительное действие на микроорганизмы и опухоли;

2.Природные и синтетические:

2.1.Природные:

–основными продуцентами природных антибиотиков являются микроорганизмы, находящиеся в своей естественной среде и синтезирующие антибиотики в качестве средства борьбы за выживание. Клетки растений и животных также могут нырабатывать разнообразные химические в-ва с селективным антимикробным действием (например, антимикробные пептиды и др.);

–основными источниками получения природных и полусинтетических антибиотиков стали:

плесневые грибы – синтезируют природные р-лактамы (грибы Cephalosporium и Penicillium) и фузидиевую к-ту;

актиномицеты (стрептомицеты) – ветвящиеся бактерии, синтезируют большинство природных антибиотиков

(80%);

типичные бактерии, например бациллы, псевдомонады, продуцируют бацитрацин, полимиксины и другие в-ва;

2.2.Синтетические:

–к наиболее значимым группам широко применяемых синтетических препаратов, активных против клеточных форм микроорганизмов, относятся сульфаниламиды, нитроимидазолы, хинолоны/фторхинолоны, оксазолидиноны, нитрофураны, имидазолы и многие другие (противотуберкулезные, противосифилитические, противомалярийные и т.п.);

3.История открытия природных антибиотиков:

–тот факт, что одни микробы могут каким-то образом задерживать рост других, был хорошо известен издавна. Еще в 1871-1872 гг. российские ученые В.А.Манассеин и А.Г.Полотебнов наблюдали эффект при лечении зараженных ран прикладыванием плесени. Наблюдения Л.Пастера (1887 г.) подтвердили, что антагонизм в мире микробов – это распространенное явление, однако природа его была неясна;

–в 1928-1929 гг. А.Флеминг открыл штамм плесневого гриба пеницилла (Penicillium notatum), выделяющего хим. в- во, задерживающее рост стафилококка. В-во было названо «пенициллин», и в 1940 г. Х.Флори и Э.Чейн смогли получить очищенный пенициллин – первый антибиотик, нашедший широкое применение в клинике;

–в 1945 г. А.Флеминг, Х.Флори и Э.Чейн были удостоены Нобелевской премии. В нашей стране большой вклад в учение об антибиотиках внесли З.В.Ермольева и Г.Ф.Гаузе. Сам термин «антибиотик» был предложен С.Ваксманом в 1942 г. для обозначения природных в-в, продуцируемых микроорганизмами и в низких концентрациях антагонистичных к росту других бактерий;

4.Классификация антибиотиков по химической структуре, механизму, спектру и типу действия:

4.1.По хим.структуре:

–сгруппированы в семейства (классы): 4.1.1.β-Лактматы:

–основу молекулы составляет β-лактамное кольцо, при разрушении которого препараты теряют свою активность, тип действия – бактерицидный. Антибиотики этой группы подразделяют на пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы;

А)Пенициллины:

–природный препарат – бензилпенициллин – активен против грам(+) бактерий, но имеет много недостатков:

быстро выводится из организма,

разрушается в кислой среде желудка,

инактивируется пенициллиназами – бактериальными ферментами, разрушающими β-лактамное кольцо;

Б)Цефалоспорины:

–спектр действия широкий, но они более активны в отношении грам(–) бактерий. По последовательности внедрения различают четыре поколения (генерации) препаратов, которые отличаются по спектрам активности, устойчивости к β-лактамазам и по некоторым фармакологическим свойствам, поэтому препараты одного поколения не заменяют препараты другого поколения, а дополняют:

1-е поколение (цефазолин, цефалотин и др.):

–более активны в отношении грам(+) бактерий, разрушаются β-лактамазами;

2-е поколение (цефуроксим, цефаклор и др.):

–более активны в отношении грам(–) бактерий, более устойчивы к β-лактамазам;

3-е поколение (цефотаксим, цефтазидим и др.):

–более активны в отношении грам(–) бактерий, высокорезистентны к действию β-лактамаз;

4-е поколение (цефепим и др.):

–действуют в основном на грам(+), некоторые грам(–) бактерии, резистентны к действию β-лактамаз;

В)Карбапенемы (имипенем и др.):

–из всех β-лактамов имеют самый широкий спектр действия и резистентны к β-лактамазам; Г)Монобактамы (азтреонам и др.):

–резистентны к β-лактамазам;

–спектр действия узкий (очень активны против грам(–) бактерий; 4.1.2.Гликопептиды (ванкомицин и тейкопланин):

–это крупные молекулы, которым трудно пройти через поры грам(–)бактерий. Вследствие этого спектр действия ограничивается грам(+) бактериями. Их используют при резистентности или аллергии к β-лактамам, при псевдомембранозном колите, вызываемом Clostridium difficile;

4.1.3.Аминогликозиды:

–соединения, в состав молекулы которых входят аминосахара. Первый препарат – стрептомицин, полученный в 1943 году Ваксманом как средство для лечения туберкулеза;

–различают несколько поколений препаратов: 1.Стрептомицин, канамицин и др.; 2.Гентамицин; 3.Сизомицин, тобрамицин и др.;

–препараты бактерицидны, спектр действия – широкий (особенно активны против грам(–) бактерий;

4.1.4.Тетрациклины:

–семейство крупномолекулярных препаратов, имеющих в своем составе четыре цикличных соединения;

–в основном применяют полусинтетики, напр. доксициклин. Тип действия – статический. Спектр действия – широкий (часто используются для лечения инфекций, вызванных внутриклеточно расположенными микробами: риккетсиями, хламидиями, микоплазмами, бруцеллами, легионеллами); 4.1.5.Макролиды (и азалиды):

–семейство больших макроциклических молекул;

–эритромицин –известный и широко используемый антибиотик;

–новые препараты: азитромицин, кларитромицин (можно применять всего 1-2 раза в сутки). Спектр действия – широкий, включая внутриклеточные микроорганизмы, легионеллы, гемофильную палочку. Тип действия – статический (хотя в зависимости от вида микроба может быть и цидным); 4.1.6.Линкозамиды (линкомицин и его хлорированный дериват – клиндамицин):

–бактериостатики. Спектр их действия похож на макролиды. Клиндамицин особенно активен против анаэробов; 4.1.7.Левомицетин (хлорамфеникол):

–в составе молекулы нитробензеновое «ядро», которое делает препарат токсичным не только для бактерий, но и для клеток организма человека. Статический тип действия. Спектр действия – широкий, включая внутриклеточных паразитов.; 4.1.8.Рифамицины (рифампицин):

–в основе препарата – крупная молекула со сложной структурой. Бактерицидный тип действия. Спектр действия – широкий (в том числе внутриклеточные паразиты; очень эффективны против микобактерий). Применяют в основном только для лечения туберкулеза; 4.1.9.Полипептиды (полимиксины):

–спектр антимикробного действия – узкий (грам(–) бактерии), тип действия – бактерицидный. Очень токсичны. Применение – наружное; в настоящее время не используются; 4.1.10.Полиены (амфотерицин в, нистатин и др.):

–противогрибковые препараты, токсичность которых достаточно велика, поэтому применяются чаще местно (нистатин), а при системных микозах препарат выбора – амфотерицин В;

4.2.По механизму:

4.2.1.Антибиотики, нарушающие синтез клеточной стенки:

–относятся, например, β-лактамы. Препараты этой группы характеризуются самой высокой избирательностью действия: они убивают бактерии и не оказывают влияния на клетки микроорганизма, т.к. последние не имеют главного компонента клеточной стенки бактерий – пептидогликана. В связи с этим β-лактамные антибиотики являются наименее токсичными для макроорганизма; 4.2.2.Антибиотики, нарушающие молекулярную организацию и синтез клеточных мембран:

–примерами подобных препаратов являются полимиксины, полиены; 4.2.3.Антибиотики, нарушающие синтез белка:

–наиболее многочисленная группа препаратов. Представителями этой группы являются аминогликозиды, тетрациклины, макролиды, левомицетин, вызывающие нарушение синтеза белка на разных уровнях; 4.2.4.Антибиотики – ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот:

– хинолоны нарушают синтез ДНК, рифампицин – синтез РНК; 4.2.5.Антибиотики, подавляющие синтез пуринов и АМК-т:

–относятся, например, сульфаниламиды;

4.3.По спектру действия:

–препараты, действующие на клеточные формы микроорганизмов (антибактериальные, противогрибковые, противопротозойные). Антибактериальные, в свою очередь, принято подразделять на препараты узкого (активен в отно-

шении только небольшого кол-ва разновидностей или грам(+) или грам(–) бактерий) и широкого спектра действия (действует на достаточно большое кол-во разновидностей представителей обеих групп);

–противовирусные химиотерапевтические препараты. Кроме того, существуют некоторые антимикробные химиотерапевтические лекарственные средства, обладающие также противоопухолевой активностью;

4.4.По типу действия:

–различают:

4.4.1.Микробоцидные (бактерицидные, фунгицидные и т.п.) препараты:

–губительно действуют на микробы за счет необратимых повреждений; 4.4.2.Микробостатические:

–ингибируют рост и размножение микробов;

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------

–к антимикробным химиотерапевтическим средствам относят следующие группы препаратов: 4.4.3.Антибиотики:

–действуют только на клеточные формы микроорганизмов; также известны противоопухолевые антибиотики; 4.4.4.Синтетические химиотерапевтические препараты разного химического строения:

–среди них есть препараты, которые действуют или на клеточные, или на неклеточные формы микробов;

5.Способы получения:

–существует три основных способа получения антибиотиков:

биологический синтез (получают природные антибиотики – натуральные продукты ферментации, когда в оптимальных условиях культивируют микробы-продуценты, которые выделяют антибиотики в процессе своей жизнедеятельности);

биосинтез с последующими химическими модификациями (создают полусинтетические антибиотики). Сначала путем биосинтеза получают природный антибиотик, а затем его первоначальную молекулу видоизменяют путем хим. модификаций, например присоединяют определенные радикалы, в результате чего улучшаются противомикробные и фармакологические характеристики препарата;

химический синтез (получают синтетические аналоги природных антибиотиков, например хлорамфеникол/левомицетин). Это в-ва, которые имеют такую же структуру;

47.Синтетические противомикробные химиотерапевтические препараты, классификация по химической структуре, спектру и механизму действия.

–в настоящее время известно много разновидностей антибактериальных, противогрибковых, противопротозойных синтетических лекарственных средств разного хим-строения. К наиболее значимым группам относятся:

1.Сульфаниламиды:

–основу молекулы этих препаратов составляет парааминогруппа, поэтому они действуют как аналоги и конкурентные антагонисты парааминобензойной к-ты, необходимой бактериям для синтеза фолиевой к-ты – предшественника пуриновых и пиримидиновых оснований;

–бактериостатики, спектр действия – широкий;

–препарат этой группы, который продолжает достаточно широко использоваться в клинической практике – ко-три- моксазол (бактрим, бисептол) – комбинированный препарат, состоящий из сульфаметоксазола и триметоприма;

2.Хинолоны:

–первый препарат этого класса – налидиксовая к-та. У неё ограниченный спектр действия, к ней быстро развивается резистентность, применение нашла при лечении инфекций мочевыводящих путей, вызванных грам(–) бактериями. Сейчас используют фторхинолоны. Преимущества – разные способы введения, бактерицидное действие, хорошая переносимость, высокая активность в месте введения, хорошая проницаемость через гистогематический барьер, достаточно низкий риск развития резистентности. У фторхинолонов спектр – широкий, тип действия – цидный. Применяют при инфекциях, вызванных грам(–) бактериями, внутриклеточными паразитами, микобактериями;