Антибиотици: Общ преглед

Антибиотиците са вид лекарство и се използват за лечение на бактериални инфекции.

Всеки ден влизаме в контакт с хиляди бактериални клетки. Колонизирани сме с много различни видове бактерии, които живеят върху нас и вътре в нас; навсякъде – от вдлъбнатините на пръстовите ти отпечатъците до гънките на червата ти. Ако преброиш всички бактериални клетки, те обикновено са повече от нашите клетки (под "нашите клетки" имаме предвид човешките ни клетки) в пропорция 10 към 1. За да останем здрави, трябва да поддържаме здрава екосистема от бактерии, наречена нормална флора (не всички бактерии са лоши!), докато избирателно се отърваваме от вредните, "патогенни" бактерии, които могат да причинят инфекция.

Патогенни бактерии е относително понятие. Някои бактерии могат да причинят заболяване независимо от всичко. Други бактерии причиняват заболяване, когато са извън нормално си местоположение (например черва) и се опитват да живеят на ново място (например пикочния мехур), което се случва, когато се развие инфекция на пикочните пътища. Имунната система на организма реагира на инфекцията, като се опитва да се бори и да унищожи навлезлите бактерии!

За да помогнем на имунната система, ние понякога използваме антибиотици, които представляват различни вещества (по-точно множество малки молекули), които навлизат в бактериалната клетка и се прикрепват към важни нейни части (като мишени), с което възпрепятстват способността ѝ да оцелява и да се размножава. Ако бактериите са податливи на действието на даден антибиотик, те спират да растат или просто загиват.

Тези важни части включват:

Когато антибиотичната молекула достигне целта си, тя обезврежда или унищожава този белтък или ензим. Ако количеството на антибиотика е достатъчно, бактериалната клетка бива осакатена и или спира да расте (бактериостатичен ефект), или просто загива (бактерициден ефект).

Само да поясним, че антибиотиците не влияят на вируси, гъбички или паразити - те се свързват само с мишените в бактериалните клетки, затова засягат само тях. В действителност, те се насочват специфично към бактериите, а не към човешките клетки.

През 1928 г. (точно преди началото на Голямата депресия) Александър Флеминг за пръв път открива антибиотика пеницилин, като забелязва, че бактериите, с които експериментира в лабораторията си, не растат в съседство с някои плесени, които са попаднали случайно в експерименталните култури. Плесените синтезирали малка молекула, която се разпространявала около тях в петриевите панички. Флеминг нарекъл това вещество "плесенен сок". Той осъзнал, че плесенният сок убива бактериите в областта! Следващата голяма изненада за сър Флеминг дошла, когато по-късно той установил, че тези плесени са същите синьо-зелени плесени, които растат върху стария хляб. За откритието си през 1945 г. той получава Нобелова награда и допринася за създаването на ключов антибиотик, който е помогнал за спасяването на безчет човешки животи.

В речта си на церемонията по връчване на Нобеловата му награда Флеминг предупредил света за опасностите от неправилната употреба на антибиотици. Той вече бил забелязал в лабораторията си, че някои бактерии развиват резистентност към пеницилина само няколко години след откриването му! След десетилетия на неправилно използване на антибиотици днес сме изправени пред бактерии, които са развили резистентност към повечето, ако не към всички, антибиотици.

Нека разгледаме два примера за антибиотици: пеницилин и азитромицин.

Пеницилинът е удивителен антибиотик, понеже не е токсичен за хората при концентрациите, при които може да убива бактериите, и е ефективен срещу голям брой различни видове бактерии.

Как работи? Пеницилинът отслабва бактериалната стена чрез:

Накратко, пеницилинът кара бактериите да отслабят собствената си клетъчна стена (представи си да те карат да се удариш!) и не допуска бактериите да могат да поправят себе си. При отслабена клетъчна стена вътре в бактериалните клетки навлиза вода, поради което те се подуват и експлодират.

Азитромицинът е широкоспектърен антибиотик, който се използва често в лечението на голям брой инфекции; всичко от пневмония до полово предавани болести.

Как работи това?

Азитромицинът не позволява на бактериите да се размножат, като:

Накратко, азитромицинът не позволява на бактериите да се размножават, с което значително улеснява имунната система в справянето с инфекцията.

През годините много антибиотици са били открити в природата или са били синтезирани лабораторно. Някои антибиотици действат само на определени бактерии и се наричат "тясноспектърни" антибиотици, докато други антибиотици действат на голям брой различни видове бактерии и се наричат "широкоспектърни" антибиотици.

Разработването на напълно нови класове антибиотици (за разлика от вариации на съществуващите антибиотици) е много трудно. Лесно е да намерим вещества, които убиват бактерии, но не е толкова лесно да намерим такива, които могат да се използват като лекарства, дори ако на изследователите бъдат дадени безкрайни ресурси! Изследователите, по същество, стрелят в тъмното. Всъщност най-скорошното откриване на нов клас антибиотици е било през 1987 г., преди повече от 30 години (Silver, L., 2011)! Въпреки че в момента се разработват няколко нови антибиотици, изследователите не знаят дали някога ще стане възможно да се използват като лекарство.

Този застой в откриването на антибиотици е проблемен. Когато определен вид бактерии развият резистентност към конкретно лекарство в някой клас лекарства, се развива известно ниво на резистентност към лекарствата от този клас. Например, ако една бактерия стане резистентна на ампицилин, тя също така има някакво ниво на резистентност и към други пеницилиноподобни антибиотици.