Текст уведомления здесь

Знай наших! Об устойчивости к антибиотикам

Вот уже 75 лет антибиотики помогают человеку в войне с бактериями, но те и не думают сдаваться. Более того, бактерии так быстро вырабатывают устойчивость к антибиотикам, что людям приходится применять против них все новые и новые средства. Почему так происходит, где рождаются самые опасные бактерии и как устойчивость к антибиотикам распространена по миру? Смотрите в новом выпуске «Знай наших».
Добавить в закладки
Комментарии

Всем привет! С вами Анна Шустикова и рубрика о российской науке «Знай наших».

В 1941 году в мире произошло событие, во многом изменившее ход жизни миллионов: человека впервые вылечили с помощью пенициллина. С этого началась триумфальная эра антибиотиков. Казалось, что бактерии, в прошлом уносившие множество жизней, наконец-то были побеждены. Однако с течением времени бактерии научились выживать под натиском пенициллина, а затем и других антибиотиков. Почему так происходит и каков масштаб катастрофы — в этом мы постараемся разобраться сегодня.

В отличие от человека бактерии живут совсем недолго и очень быстро размножаются. И у этого есть свои плюсы: поколения сменяются быстро, а значит, и эволюция идет быстрее. То есть у бактерий куда быстрее, чем у человека, может появиться полезная мутация. Например, та, которая сделает бактерию невосприимчивой к антибиотику. Причем бактерии в отличие от нас могут передать эту полезную мутацию не только своим потомкам. Совершенно разные бактерии, просто оказавшиеся поблизости друг от друга, например в кишечнике человека, могут обменяться участками ДНК. В частности, отвечающими за устойчивость к антибиотику.

Именно поэтому врачам важно всегда иметь наготове новые антибиотики, устойчивость к которым — или, как ее еще называют, резистентность — не успела закрепиться среди бактерий. Однако придумывать новые антибиотики сложно, дорого и к тому же не очень-то выгодно, ведь очень быстро бактерии выработают устойчивость к новому препарату. Поэтому за последние пятьдесят лет новых вариантов было предложено не так уж и много, и особенно плохо дела обстоят в борьбе с так называемыми грамотрицательными бактериями. Их клеточная мембрана покрыта дополнительным липидным слоем, и поэтому, прежде чем попасть в клетку и начать там свою разрушительную деятельность, антибиотик должен пройти через узкие канальцы в липидном слое. Если же вещество будет для клетки незнакомое, то канальцы закроются, а специальные внутриклеточные насосы откачают то, что все-таки успело попасть внутрь клетки.

До недавнего времени для борьбы с грамотрицательными бактериями у человека оставалась горстка весьма опасных препаратов. Они дают массу осложнений и поэтому в медицинской практике используются лишь в крайних случаях. Но и к некоторым из них бактерии уже успели выработать резистентность. Как так?

А все дело в том, что антибиотики, в том числе и некоторые из тех, отложенных на черный день для лечения человека, применяются в сельском хозяйстве. Причем дают их не только больным коровам и свиньям, нет, их примешивают к корму вполне себе здоровых животных. Ведь благодаря небольшим ежедневным дозам антибиотиков животные быстрее прибавляют в весе. Только вот незадача: такая диета помогает бактериям вырабатывать устойчивость к этим препаратам.

Впрочем, разумеется, устойчивые к антибиотикам бактерии появляются не только на фермах. Более того, самые страшные бактерии, способные выжить под натиском разных типов антибиотиков, рождаются не там, а в больницах, и особенно — в реанимационных отделениях. Несмотря на дезинфекцию, какие-то бактерии все-таки остаются на поверхностях, аппаратах ИВЛ, халатах. А затем эти выжившие проходят проверку антибиотиками самого широкого спектра, ведь именно такие дают пациентам реанимаций. Пройти через это и остаться в живых могут только те немногие, у кого есть мутации, делающие их невосприимчивыми к действию всех этих лекарств. Таким образом на свет появляются «супербактерии», которым ни один из известных на сегодняшний день антибиотиков нипочем. И от таких уже сегодня погибают люди.

Однако есть и хорошие новости. Ведь совсем недавно ученые из Иллинойского университета впервые за многие годы предложили новое вещество для борьбы с такими супербактериями. Оно эффективно как раз против грамотрицательных бактерий (напомню, это те, у которых клетка защищена специальной липидной мембраной) и является антибиотиком широкого спектра. Кроме того, ученым удалось не просто получить одно работающее соединение, но и сформулировать, какая структура должна быть у эффективного антибиотика. Так что можно надеяться, что в скором времени появится новая линия антибиотиков, способных справиться даже с самыми страшными грамотрицательными супербактериями.

На этом, разумеется, война бактерий и человека не закончится, и поэтому хорошо бы знать, какими силами обладает противник, а именно: как устойчивость к антибиотикам распространена по миру. И вот недавно российские ученые из Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины, МФТИ и Лаборатории данных создали онлайн карту ResistoMap. Там вы можете выбрать тип антибиотиков и узнать, как обстоят дела с устойчивостью к ним в той или иной стране. Она основана на данных 12 исследований кишечной микробиоты по 15 странам.

Там можно обнаружить некоторые интересные закономерности, которые, кстати, подтверждаются и другими исследованиями. Например, в Европе наибольшая устойчивость к антибиотикам наблюдается в микробиоте французов. Это ученые связывают с тем, что во Франции антибиотики назначаются часто, да и купить их без рецепта не так уж и трудно. А самую низкую резистентность можно встретить у индейских племен из Венесуэлы, все еще живущих по старинному укладу и оттого совсем не сталкивающихся с современными методами лечения, а значит, и с антибиотиками.

Так что помните: не стоит употреблять антибиотики просто так, без рецепта врача. Кроме того, если вы уже начали прием, то ни в коем случае не бросайте его на середине — так бактерии не умрут, а вот шансы выработать устойчивость у них повысятся.

У меня же на этом все. Будьте здоровы, читайте новости науки на нашем сайте, и — до встречи!

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

Чего от нас хотят микробы?

Они управляют нашим поведением и добиваются желаемого

Недавно в журнале Nature вышла очередная статья, возлагающая вину за целый ряд человеческих болезней, в том числе психических, на микробов — обитателей нашего кишечника. За полвека изучения кишечных бактерий ученые так и не смогли определиться, чего они приносят больше — пользы или вреда. Но успели убедиться в том, что среди прочего микробы могут вызвать изменения в поведении человека и его психическом здоровье. Мы переводим их сигналы с микробьего языка на человеческий и предлагаем читателю самому решить, друзья нам бактерии или враги (но не обещаем, что они не повлияют на его мнение).
Добавить в закладки
Комментарии

Про микробов и людей

Помните советский мультфильм про лося, на рогах которого ездили лесные звери и устроили себе там дом? Наш организм — такой же лось для триллионов одноклеточных организмов (большинство из них составляют бактерии), которых собирательно называют микробами, микрофлорой или микробиотой. Можно даже сказать, что мы и наши микробы составляем один метаорганизм, который необходимо рассматривать как единое целое, поскольку людей, лишенных микробов, не существует.

Люди и микробы объединились во имя самого ценного, что нужно живому организму, — во имя еды. Люди умеют ее добывать, а микробы — переваривать. Однако для мирного сосуществования им необходимо выполнять договор о ненападении. Поэтому, действуя на скопления иммунных клеток стенки кишечника, бактерии смягчают возможный иммунный ответ. Если этого не происходит, например, из-за недостатка бактерий, иммунитет человека становится более агрессивным. Вероятно, именно из-за этого у детей, выросших в условиях пониженного содержания бактерий (в чистоте, вне контакта с матерью и ее молоком), чаще развиваются аллергии и аутоиммунные заболевания. Со своей стороны, микробы не разрушают стенки кишечника. Впрочем, они остаются мирными соседями лишь до тех пор, пока не проникнут внутрь организма человека. Там они вызывают тяжелые воспаления, с которыми непросто бороться.

Кроме того, микробы требуют защиты своих интересов. Например, им важно, чтобы к ним регулярно поступала пища, а стенка кишечника их не травмировала. Для этого они выделяют сигнальные молекулы, регулирующие деятельность окружающих клеток хозяина, например всасывание или секрецию ферментов, или даже отложение жира (да-да, есть данные о том, что ожирение связано с нарушением баланса кишечной микробиоты). Ну и, наконец, такое сосуществование иногда приводит к странным эффектам. Например, микробы могут поглощать лекарства, принимаемые хозяином, или как-то их модифицировать, что иногда существенно снижает эффективность лечения. Или же выделять свою ДНК (в рамках обмена генами с другими бактериями), которая, возможно, поглощается окружающими тканями хозяина. Однозначных подтверждений тому, что гены бактерий работают в клетках стенки кишечника, пока нет. Однако известны подобные случаи у насекомых и червей. А в геноме человека найдены некоторые последовательности, подозрительно похожие на бактериальные. Вероятно, между нами и нашими микрообитателями чуть больше общего, чем кажется на первый взгляд. [ ... ]

Читать полностью

Внеклеточная ДНК: история в пяти вопросах

Что умеет ДНК, кроме передачи информации, как она работает вне клетки и можем ли мы это использовать

ДНК — ключевая молекула, несущая генетическую информацию о белках организма. В клетках она находится в ядре и митохондриях (кроме бактерий, у которых ядра и митохондрий нет). Клетка умеет эту информацию считывать, то есть синтезировать закодированные в ней белки, и передавать по наследству дочерним клеткам. Однако ДНК можно обнаружить не только внутри клеток, но и снаружи — такие молекулы назвали внеклеточной ДНК (вкДНК). Они существуют в тканях сами по себе и влияют на функционирование окружающих клеток.
Добавить в закладки
Комментарии

Как это так — ДНК вне клетки?

Клетки бактерий могут выделять ДНК в окружающую среду — это связано с процессами их размножения и обмена информацией. Так, например, распространяется устойчивость к антибиотикам: одна бактерия приобретает соответствующий ген, копирует и делится им с остальной популяцией. У эукариотических (ядерных) организмов подобные процессы долгое время были неизвестны: полагали, что они используют ДНК только для хранения, считывания и передачи информации.

Но в 1948 году в плазме крови обнаружили внеклеточную ДНК — фракцию ДНК, не связанную с клетками и существующую отдельно от них. За последующие годы ученые нашли такую ДНК у всех исследованных организмов, от растений до животных и человека. Ее находили в межклеточном веществе, в циркулирующих жидкостях и даже в отдельно взятых культурах клеток. Похоже, что ДНК вне клеток встречается регулярно и, следовательно, может играть определенную роль в жизни организма.

Внеклеточная ДНК не похожа на обычную. [ ... ]

Читать полностью