Биохимические основы антибиотикорезистентности

Лекарственная устойчивость бактерий

Существуют два типа лекарственной устойчивости бактерий: естественная, или природная, и приобретенная.

Естественная лекарственная устойчивость является видовым признаком. Она присуща всем представителям данного вида и не зависит от первичного контакта (контактов) с данным антибиотиком, в ее основе нет никаких специфических меха­низмов. Чаще всего эта резистентность связана с недоступностью мишеней для дан­ного антибиотика, обусловленной очень слабой проницаемостью клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, или какими-либо другими причинами. Если низ­кая проницаемость свойственна нескольким антибиотикам, то она будет обусловли­вать полирезистентность таких бактерий.

Приобретенная лекарственная устойчивость возникает у отдельных представите­лей данного вида бактерий только в результате изменения их генома. Возможны два варианта генетических изменений. Один из них связан с мутациями в тех или иных генах бактериальной хромосомы, вследствие которых продукт атакуемого гена пе­рестает быть мишенью для данного антибиотика. Это происходит либо вследствие изменения структуры белка, либо потому, что он становится недоступным для анти­биотика.

В другом случае бактерии становятся устойчивыми к антибиотику или даже сразу к нескольким антибиотикам благодаря приобретению дополнительных ге­нов, носителями которых являются R-плазмиды. Никаких других механизмов приобретенной лекарственной устойчивости не существует. Однако, приобретая устойчивость к антибиотику, а тем более сразу к нескольким антибиотикам, такие бактерии получают наивыгоднейшие преимущества: благодаря селективному дав­лению антибиотиков происходит вытеснение чувствительных к ним штаммов дан­ного вида, а антибиотикоустойчивые варианты выживают и начинают играть главную роль в эпидемиологии данного заболевания. Именно они и становятся ис­точниками формирования тех клонов бактерий, которые обеспечивают эпидеми­ческое распространение возбудителя. Решающую роль в распространении лекар­ственной устойчивости, в том числе множественной, играют R-плазмиды благодаря способности их к самопереносу.

Можно выделить следующие пять биохимических механизмов формирования резистентности:

1. Разрушение молекулы антибиотика. Такой механизм лежит главным образом в основе формирования устойчивости к бета-лактамным антибиотикам. Бета-лакта­мазы, разрушая структуру пенициллинов и цефалоспоринов, обеспечивают устойчи­вость к ним бактерий.

2. Модификация структуры молекулы антибиотика, в результате которой утрачи­вается ее биологическая активность. Гены, содержащиеся в R-плазмидах, кодируют белки, которые вызывают различные модификации молекул антибиотика путем их ацетилирования, фосфорилирования или аденилирования. Именно таким путем инактивируются аминогликозиды, макролиды, хлорамфеникол, клиндамицин и другие антибиотики. Существуют целые семейства генов, определяющих инактивацию того или иного антибиотика даже по одному из указанных выше механизмов. Например, среди клинических штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий обнаружены различные изоферменты аминогликозидфосфо-, -ацетил- и -аденил-трансфераз, обеспечивающие устойчивость бактерий к различным спектрам ами-ногликозидных антибиотиков.

3. Изменение структуры чувствительных к действию антибиотиков мишеней. Из­менение структуры белков рибосом 70S лежит в основе устойчивости к стрептомици­ну, аминогликозидам, макролидам, тетрациклинам и другим антибиотикам. Измене­ние структуры бактериальных гираз в результате мутации приводит к формированию устойчивости к хинолонам; РНК-полимераз - к рифампицину; пенициллинсвязыва-ющих белков (транспептидаз) - к бета-лактамам и т. п.

4. Образование бактериями «обходного» пути метаболизма для биосинтеза бел­ка-мишени, который оказывается нечувствительным к данному химиопрепарату, - механизм, который лежит в основе резистентности к сульфаниламидным препаратам.

5. Формирование механизма активного выведения из клетки антибиотика, в ре­зультате чего он не успевает достичь своей мишени (один из вариантов устойчиво­сти к тетрациклинам).

З А Н Я Т И Е14

Дата ______________

Тема: Инфекционный процесс. Изучение факторов патогенности бактерий. Биологический метод диагностики.

План занятия:

1. Факторы патогенности. Экзотоксины.

а) Определение экзотоксина реакцией преципитации в геле. Демонстрация.

б) Мембраноповреждающие токсины (разрушают эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, мастоциты, клетки культур тканей, протопласты и др.). Определение повреждающего действия на эритроциты (гемотоксина).

в) Определение некротоксического действия мембраноповреждающего токсина с помощью внутрикожной пробы на лабораторных животных - дермонекротическая проба. Демонстрация.

2. Факторы патогенности. Эндотоксин. Определение эндотоксина пробой на кролике. Демонстрация.

3. Факторы патогенности. Ферменты.

а) Гиалуронидаза. Определение гиалуронидазы - фактора проник­новения в опыте на кролике. Демонстрация.

б) Фибринолизин. Определение фибринолизина на средах с плазмой крови. Разбор методики.

в) Плазмокоагулаза. Определение плазмокоагулазы, демонстрация опыта.

г) Лецитиназа. Определение лецитиназы на желточных средах. Де­монстрация.

4. Методы заражения экспериментальных животных. Заражение бе­лой мыши.

Дата добавления: 2015-03-29