Чем опасны антибиотики и бактерии

Константин Северинов, заведующий лабораториями в Институте микробиологии им. Ваксмана (Университет Рутгерс, США) и Институтах молекулярной генетики и биологии гена РАН (Москва), считает, что одним из действительно актуальных и оправданных страхов может быть (и должен) страх лекарственной устойчивости бактерий.

Одним из первых антибиотиков стал стрептомицин. Его выделил еще в 40х годах XX века Зельман Ваксман из почвенной бактерии. Тогда его стали применять для лечения туберкулезных больных. С тех антибиотики прочно вошли в нашу жизнь.

Вред антибиотиков

Середина XX века ознаменована изучением микробов и сбором проб различных видов почвы для выделения специфических микробов, из штаммов которых создавали новые антибактериальные препараты. В это время полученные антибиотики применяли для лечения инфекционных заболеваний (в том числе сифилиса и туберкулеза). Их внедрили в медицинскую практику можно сказать мгновенно, почти не проводя исследований на безопасность того или препарата. С одной стороны, были побеждены смертельные заболевания. С другой — побочные эффекты не заставили себя ждать (один из самых распространенных — глухота).

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. Сотрудников крупных компаний фармацевтической отрасли (Lilly, Merck, Glaxo) обязывали заниматься сбором образцов почвы в тех местах, где они проводили отпуск, для последующей сдачи в микробиологические лаборатории этих компаний.

В то время будущее представлялось медикам в радужных тонах — полная победа над инфекционными заболеваниями. Но в скором времени врачи заметили, что бактерии стали невосприимчивы к антибиотику, то есть лечение попросту не срабатывало. Поначалу это было редкостью. К тому же до определенного времени стремительно увеличивалось число веществ-антибиотиков, полученных из штаммов почвенных микробов.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. Зельман Ваксман и Генрих Гаузе, работая в США и СССР соответственно, выделили одно и то же вещество: гризин (Ваксман) и альбомицин (Гаузе). Это было обусловлено как изоляционистской политикой СССР, так и тем, что находить новые, не открытые ранее вещества, становилось всё труднее.

Развитие медицины, введение прививок и использование антибиотиков в лечении сделали инфекционные заболевания воспоминанием прошлого (в первую очередь, для среднего класса). Фармацевтические лаборатории стали заниматься созданием лекарств против других болезней (сердечно-сосудистые, онкологические, диабет). Интерес к поиску и изучению антибиотиков пропал. Однако, использование антибиотиков и в то время, и сейчас весьма широко, поскольку эти средства дешевы и до определенного времени эффективны. Сфера применения антибиотиков не ограничивается медициной. Очень часто их добавляют в корм скоту или используют при обработке сельскохозяйственных растений, ведь это позволяет увеличить количество продукции. Но, к сожалению, в итоге всё больше антибиотиков попадает в окружающую среду.

Чем это может грозить? Для начала разберемся, как же появились антибиотики, ведь их первооткрыватели (в частности, Флемминг и Ваксман) не сами их изобрели, а воспользовались тем, что дала природа.

Миллионы лет бактерии выделяют антибиотики как средство «общения» между собой (различные коммуникации между ними происходят путем обмена разнообразными химическими веществами). А при неблагоприятных условиях среды (например, нехватке пищи) некоторые бактерии и микроскопические грибы выделяют вещества, которые убивают «соседей». Это и уменьшает конкуренцию между ними, и предоставляет еще один источник пищи (убитый «сосед»). Конечно, понятно, что бактерия, которая произвела антибиотик, сама имеет к нему иммунитет (иначе она бы сама погибла. Все логично).

Столь широкое применение антибиотиков в определенных сферах жизни человека должно было привести к сокращению числа бактерий. К сожалению или к счастью, этого не происходит. Бактерии удивительны и от нас отличаются тем, что им свойственен горизонтальный перенос генов — передача генов неродственным бактериям, например, не своему потомству, а тем же «соседям». Перенос генов, отвечающих за иммунитет к антибиотикам, происходит быстро и масштабно.

Эффективность антибиотиков в качестве лекарств была обусловлена тем, что в естественных условиях эти устойчивые гены встречаются редко. Но чем выше в окружающей среде концентрация антибиотиков, тем больше развиты эти гены. Бактерии проходят естественный отбор и выживают сильнейшие. А где больше всего применяется антибиотиков? Верно, в больницах и стационарах.

Это приводит к появлению микробов-мутантов, супермикробов, если можно так сказать, которым не страшен ни один из современных антибиотиков. Таким образом, при ослабленном иммунитете (а сколько человек сейчас может похвастать отменным здоровьем?) любом поход в больницу может закончиться заболеванием с худшим концом.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. Из-за применения различных видов антибиотиков в некоторых больницах были случайно созданы супермикробы, которых не возьмет ни один антибиотик. Например, Пресвитеранский госпиталь Колумбийского университета. Там проживает крайне опасная бактерия Клебсиелла, обладающая высокой лекарственной устойчивостью. Человек со слабым иммунитетом, заразившийся ею, в высокой степени будет просто приговорен. Таким образом, и проходившие лечение в этом госпитале люди представляют опасность для окружающих, поскольку могут быть носителями этой бактерии. Меры предосторожности и карантины далеко не всегда помогают. Новые заражения Клебсиеллой периодически происходят (в том числе, с летальным исходом).

Скорее всего, количество бактерий с множественной лекарственной устойчивостью будет расти. Виноваты в этом мы сами. Бездумное использование антибиотиков в сельком хозяйстве и медицине приводит к отбору и выживанию сильнейших бактерий. Не исключен и такой вариант развития событий: к 2050 году люди будут, как и раньше, умирать от заражения, казалось бы, обычными микроорганизмами из-за того, что лекарства просто перестанут действовать.

Каково же решение проблемы? Для начала необходимо изменить подход к использованию уже существующих антибиотиков, а также возобновить поиски новых средств. Геномика утверждает, что на нашей планете огромное количество микроорганизмов, которые невозможно выделить с помощью классической микробиологии, которую использовал Зельман Ваксман. Не исключено, что исследование ДНК-последовательностей этих микроорганизмов поможет найти гены, кодирующие новые антибиотики, и на какое-то время решить эту проблему.

2013-06-19, Anny (обновлено 2016-10-07)