ДОСТОР МЕНЕН АКЫСЫЗ:
Антибиотиктерди чыгаруучу микроорганизмдер жана алардын биологиясы
План.
1. Антибиотиктердин тарыхы
2. Антибиотик чыгаруучу микроорганизмдер
3. Ар кандай антибиотиктер
Кириңиз.
Антибиотиктердин тарыхы.
Микробдор менен күрөшүү идеясы 1862-1868-жылдары ириңдеги күйдүргү таякчасын аныктаган Пастерге таандык. 1871-жылы орус дарыгери В.А.Монасейн менен А.Г.Полотебковго барып, аны инфекцияланган жараларга сүйкөп коюуну айткан. Бирок ал жакшы болгон жок. Көп өтпөй Мечников адамдын ичегисиндеги ириңдүү бактерияларга каршы сүт кислотасынын бактерияларын (лактобацилла) колдонгон. Англиялык окумуштуу А.Флеминг 1928-жылы биринчи антибиотик пенициллинди ачкан. Ал Penicillium notatum стафилококктун колониясын лизиске жөндөмдүү экенин аныктайт. Бирок акыркы 10 жылдын ичинде пенициллинди изилдөө абдан өнүгүп, анын микробдор менен күрөшүү жөндөмдүүлүгү төмөн экени аныкталган. Экинчи дүйнөлүк согуш терең жараларды дарылоо үчүн антибиотиктерди изилдөөгө аргасыз кылган.
1940-жылы англиялык окумуштуулар Х.Флори жана Э.Эйен пенициллин препаратын алышкан, ал тазаланбаган, курамында N. антибиотиктери бар, бирок активдүүлүгү жогору болгон. Кийинчерээк Улуу Британиянын жана АКШнын 39 лабораториясында жүргүзүлгөн эксперименттер P.notatum жана P.chrysogenum дын 1000ден ашык штаммдары аныкталганын, пенициллиндерди өстүрүү жана бөлүп алуу жана аларды медицинада колдонуу ыкмалары иштелип чыкканын көрсөттү. Пенициллиндин структурасы 1945-жылы химиялык методдор жана рентген структуралык анализдин жардамы менен аныкталган.
(Р. Вудворд, Д. Ходжкин, Р. Робинсон)
З.А.Ваксман антибиотиктерди изилдөөгө чоң салым кошкон. Ал маанилүү антибиотиктерди бөлүп алган жок, бирок аларды скрининг ыкмасы менен иштеп чыккан. Хлоромфенинол жана тетрациклин 1948-1950-жылдары ачылган. 1952-жылдан 1954-жылга чейин жана 60-жылга чейин антибиотиктердин бардык түрлөрү аныкталган. 1950-жылы 150, 1960-жылы 1200, 1970-жылы 2000ден ашык антибиотиктер аныкталган. Азыркы учурда антибиотиктердин ачылышы жана изоляциясы бир топ жай жүрүп жатат. Бирок жылына 50 жаңы зат ачылат. Учурда медицинада 50дөн 100гө чейин антибиотиктер колдонулса, анын 60-65% дүйнөлүк рынокто сатылууда.
Антибиотиктердин таасир этүү механизми боюнча 4 түргө бөлүнөт
1) бактериянын клетка дубалынын синтезинин ингибиторлору
2) оксил синтезинин м-РНК ингибитору
3) Нуклеин кислотасынын ингибитору
4) Функционалдуу цитоплазмалык мембрананын ингибитору.
Антибиотиктерди чыгаруучу микроорганизмдер
Көптөгөн микроорганизмдер ар кандай физиологиялык активдүү заттарды: ферменттерди (биологиялык катализаторлорду), витаминдерди, аминокислоталарды, биологиялык стимуляторлорду, вакциналарды жана антибиотиктерди синтездөө жөндөмүнө ээ. Мисалы, сахаромицет ачыткылары 45-50%ке чейин белокту синтездей алат. Кээ бир бактериялар антибиотиктерди синтездейт: тиротрицин, бацитрацин, субтилин, полимиксин V. Башкалары уксус кислотасын синтездейт. Актиномицеттер: ар кандай козу карындар стрептомицин, ауреомицин, неомицин, тетрациклин сыяктуу антибиотиктерди синтездейт. Башкача айтканда, азыркы кезде белгилүү болгон антибиотиктердин 2|3 пайызы актиномицеттер тарабынан синтезделет.
Микоплазмалар менен L түрүндөгү бактериялардын клетка дубалы жок. Көп учурда антибиотиктин таасири астында же табигый шарттарда L түрүндөгү бактериялар өзүнөн-өзү пайда болушу мүмкүн. Аларда клетка дубалы жарым-жартылай сакталып, көбөйүү өзгөчөлүгү толук сакталат. Алар чоң же кичине тоголок жана көптөгөн патогендүү жана сапрофиттик бактерияларда кездешет.
Actinomycetales отрядына кирет. Алар бутакталган гифалардан турат, алардан мицелий пайда болот. Гифалар бир клеткалуу, диаметри 0.5-2 мкм. Агар чөйрөсүндө өскөн актиномицеттер субстрат жана аба мицелиясын камтыйт. Аба мицеллалары түз, спиралдуу көрүнүшкө ээ. Спораларды алып жүрүүчүлөр болгондуктан, споралар көбөйүү үчүн колдонулат. Кээ бир актиномицеттерде аба мицеллаларынын ордуна ар кандай тармакталган таякчалар болот. Актиномицеттер адамдарда жана жаныбарларда сапрофиттүү жана патогендүү. Кээ бир өкүлдөрү жаныбарлардын, адамдардын жана өсүмдүктөрдүн оорулары менен күрөшүүдө колдонулган антибиотиктерди айырмалайт.
Микроорганизмдерде миллион клеткада бир мутация болушу мүмкүн. Мисалы, антибиотиктерге туруктуулугу, триптофанды синтездөө жөндөмдүүлүгү, фагдарга туруктуулугу, колониялардын формасынын өзгөрүшү, пигменттердин пайда болушунун өзгөрүшү же капсулалык формалардын капсулаланбай калышы, хивчиндердин пайда болушунун өзгөрүшү ж.б. Нан бышыруу үчүн колдонулган ачыткылардын жаңы штаммдарын алуу, көп сандагы антибиотиктерди синтездөөчү штаммдарды алуу, V12 витаминин, майларды жана липиддерди синтездөөчү штаммдарды алуу, сүт кислотасын пайда кылуучу штаммдарды алуу же дизентерия, паратиф, келтеге каршы активдүү профилактикалык формаларды алуу ж.б.у.с. мутациялардын мисалдары.
Бактериялар, козу карындар жана актиномицеттер радиоактивдүү нурлардын жана химиялык мутагендердин таасиринде болушу мүмкүн, алардын клеткаларындагы ДНКнын түзүлүшүн өзгөртүп, алардын ишмердүүлүгүн адам үчүн пайдалуу заттарды синтездөөгө багыттайт. Азыркы учурда бактериялардын физиологиялык касиеттерин жакшы билүү, аларды өзгөртүү жана ошону менен айыл чарба, медициналык, технологиялык процесстерде кеңири масштабда колдонуу микробиологдордун алдында турган маанилүү маселелердин бири.
Эписомалар. Эписомалар – хромосомалардан эркин болгон гендердин кичинекей кластерлери. Алар цитоплазмада эркин кездешет же бактерия хромосомасына жабышкан.
Эписомалар бактериянын вируленттүүлүгүн (Г'), дарыга туруктуулукту (R), бактериоциногендүүлүктү, холициногендүүлүктү жана башка факторлорду өткөрүүгө катышат. Эписомалардын антибиотиктерге туруктуулук фактору (R-фактор) биринчи жолу жапон окумуштуулары тарабынан аныкталган.
Бактериоциногендүүлүк деп бактерия клеткасындагы антибиотиктерге каршы заттардын синтездөө касиетин айтат, бул заттар бактериоциндер деп аталат. Мисалы: ичеги коли-колицин, Бакт. cerlus -aerocin, Bac. мегатериум-мегацин, E. Restis-testicin, Staphylococcus aureus-staphylacoccocin синтездейт. Алар бактериянын клеткасына адсорбцияланып, бактериялардын өлүмүнө себеп болот. Бактериоциндер продуцентке жакын бактерияларга гана таасир этет.
Бир микроорганизмдин экинчи микроорганизм менен өнүгүүсү кылымдар бою белгилүү. Бирок 1942-жылы гана «антибиотик» терминин илимге З.А.Ваксман киргизген. Азыркы учурда антибиотиктер капуста табигый зат катары колдонулат жана алардын химиялык жактан өзгөртүлгөн продуктулары аз концентрацияда бактериялардын, козу карындардын, жөнөкөй вирустардын жана рак клеткаларынын өсүшүнө таасирин тийгизип, алардын өнүгүшүн азайтат.
Акыркы 40 жылда антибиотиктерди медицинада колдонуунун натыйжасында ар кандай өлүмгө алып келген эпидемиялар басылган. Мисалы, холера. Бүткүл дүйнөдө инфекциялык оорулар (мисалы, кургак учук, сепсис, менингит, пневмония) хирургиялык жана төрөт процессинде кездешпейт. Бул ооруларга каршы антибиотиктерди өнүккөн өлкөлөр гана эмес, Борбор Азия, Африка, Латын Америкасынын өнүгүп келе жаткан өлкөлөрү колдонушат.
Антибиотиктердин механизмин изилдөө алар жука курал сыяктуу тигил же бул клеткалык системанын функциясына таасир этээрин көрсөтөт.
Пенициллин, цефалоспорин жана башка жакын антибиотиктер.
Пенициллин грам (+) микроорганизмдерге (стафилококк, пневмококк, стрептококк), кээ бир грамм (-) организмдерге (мингококк, гонококк), күйдүргү, клостридий, спирохеталарга таасир этет. Бирок кээде антибиотиктер аллергиялык ооруларды жана анафилактикалык шокту пайда кылышы мүмкүн.
Пенициллиндин молекуласында лакто-тиазолидин бар. Пенициллиндин биосинтези төмөнкүдөй ишке ашат:
L - аминоадилин кислотасынын конденсациясы L-цистеиндин жана L-валиндин конфигурациясынын трипептидге бир убакта өзгөрүшүнө алып келет. Кийинки кадамда -лактамдан изопенициллин N өндүрүлөт. Натыйжада пенициллин-ацилаза ферментинин таасири астында гидролиз 6-аминопенициллин кислотасынын пайда болушуна алып келет. Ачытуунун акыркы баскычында фенилссус кислотасы пенициллин G-ге айланат. Феноксиассус кислотасынын таасири астында пенициллин V (феноксиметилпенициллин) га айланат. Бул эки антибиотик тең көп жылдар бою колдонулуп келет.
70-жылдары пенициллин өзүнүн маанисин жоготкон. Ушул убакка чейин ферментативдик жана химиялык ыкмалар менен бензилпенициллинди 6-аминопенициллин кислотасына ажыратуу ыкмалары анализденген. Бул ыкма менен жарым синтетикалык пенициллин алынган. Ал пенициллин -лактамаза активдүү, туруктуу жана кеңири таасир этет.
1961 Е. А.Брахам жана Г.Ньютон Cephalosporium acremonium микроорганизминин экстрактысынан жаңы антибиотик цефалоспоринди аныкташкан. Бул антибиотик кеңири колдонулган эмес, бирок андан цефазолин, цефацетрил жана цефандар синтезделген.
70-жылдардын биринчи жарымында 7-метоксицефалоспорин актиномицет стрептомицеттеринен бөлүнүп алынган. 1975-жылы Нокардицин А антибиотик табылган. 1981-жылы монобактамдар, тактап айтканда сульфазицин аныкталган. β-лактамдык антибиотиктердин аракет механизми бактериянын клетка дубалына көз каранды.