Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Выделение микроорганизмов - продуцентов

Читайте также:
  1. Активизировать аутолитические ферменты клеточной стенкой микроорганизмов и вызывать гибель микробов.
  2. Биохимические и генетические механизмы лекарственной устойчивости микроорганизмов.
  3. Выделение в производственной структуре специализированных заводов.
  4. Выделение германия из растворов
  5. Выделение диаграммы
  6. Выделение значений
  7. Выделение листов
  8. ВЫДЕЛЕНИЕ ОЦЕНОЧНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ
  9. Выделение управленческого учета из общей системы бухгалтерского учета

Классификация антибиотиков

Классификация антибиотиков

ПРОИЗВОДСТВО АНТИБИОТИКОВ

 

Открытие сульфаниламидных препаратов и применение их в медицинской практике явилось величайшим достижением в химиотерапии многих инфекционных заболеваний, в том числе сепсиса, менингита, пневмонии, рожистого воспаления и некоторых др.

Наибольший интерес для науки и практики представили различные биологически активные вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов.

Термин «антибиотик» был предложен А. Вюименом в 1889 г., чтобы обозначить действующий агент процесса «антибиоза», т.е. сопротивления, оказываемого одним живым организмом другому.

В конце XIX в. русские ученые В.А. Манассеия и А.Г. Полотебков показали, что грибы из рода Penicillium способны задерживать в условиях in vivo развитие возбудителей ряда кожных заболеваний человека.

И. Мечников в 1894 г. обратил внимание на возможность использования некоторых сапрофитных бактерий в борьбе с патогенными микроорганизмами.

В 1986 г. Э.Госсио из культуральной жидкости Penicillium выделил кристаллическое соединение (микофеноловую кислоту), подав­ляющее рост возбудителя сибирской язвы.

Р. Эммерих и О. Лоу в 1899 г. сообщили об антибиотическом веществе, образуемом Pseudomonas pyocyanea, и назвали его пиоцианазой. Препарат использовался как местный антисептик.

В 1910 - 13 гг. О. Black и U. Alsherg выделили из гриба рода Penicillium пенициловую кислоту, обладающую антимикробными свойствами.

К сожалению, эти и некоторые другие наблюдения и открытия не получили в то время дальнейшего развития, но они оказали огромное положительное влияние на более поздние исследования в области изучения биологически активных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

В 1929 г. А. Флемингом был открыт новый препарат пенициллин, который только лишь в 1940 г. удалось выделить в кристаллическом виде. Это новое и весьма эффективное химиотерапевтическое вещество было получено в результате жизнедеятельности микроорганизма, то есть биосинтетическим путем.

Применение пенициллина в борьбе с различными инфекционными заболеваниями и воспалительными процессами явилось мощным стимулом для поиска новых, еще более эффективных антибиотических веществ, образуемых различными группами микроорганизмов (бактериями, актиномицетами), низшими растениями (дрожжами, водорослями, плесневыми грибами, высшими грибами), высшими растениями и животными организмами.

Настойчивые поиски продуцентов новых антибиотиков увенчались блестящими успехами.

В 1937 г. О. Вельш описал первый антибиотик актиномицетного происхождения (актиномицин), в 1939 г. Н.А. Красильниковым и А.И. Кореняко был получен линцетин и Дюбо-тиротрицин. Таким образом, к моменту получения пенициллина в очищенном виде уже было известно 5 антибиотических веществ. После этого число антибиотиков росло очень быстрыми темпами.

Изучение пенициллина в Советском Союзе было начато З.В. Ермольевой.

В 1942 г. под ее руководством в лаборатории биохимии микробов Всесоюзного института экспериментальной медицины в Москве был получен первый отечественный пенициллин-крустозин, сыгравший огромную роль в спасении жизней воинов Советской Армии, раненных на полях сражений Великой Отечественной войны.



В январе 1944 г. Москву посетила группа иностранных ученых, среди которых был профессор Г. Флори, привезший с собой английский штамм продуцента пенициллина. Сравнение двух штаммов (советского и английского) показало, что советский штамм образует 28 ед./мл, а английский - 20 ед./мл пенициллина.

Последние 15-20 лет различным вопросам, связанным с изучением антибиотиков, посвящается более пяти тыс. работ ежегодно.

Открытие и изучение свойств нового антибиотика, применяемого в медицинской и ветеринарной практике - это огромный труд ученых различных направлений (микробиологов, биохимиков, генетиков, химиков, технологов, фармакологов, врачей и др.).

По информации американских ученых, над открытием одного антибиотика широкого спектра действия непрерывно работали 55 ученых в течение 2,5 лет. Они изучили более 100 тыс. образцов почвы и израсходовали на исследования 4 млн долларов.

Итальянской фармацевтической компании «Лепетит» для производства нового противотуберкулезного антибиотика потребовалось 11 лет научно-исследовательских работ, которые обошлись в несколько миллионов долларов.

Каковы же основные причины столь быстрого роста числа антибиотиков, происходящего за последние 20-25 лет, несмотря на огромные финансовые затраты и необходимость привлечения большого числа исследователей?

Среди них можно назвать следующие:

1. Многие антибиотические вещества - незаменимые лечебные препараты. Они широко применяются при лечении большого числа инфекционных заболеваний, которые ранее, до открытия антибиотиков, считались неизлечимыми или сопровождались высоким летальным исходом. К их числу следует отнести некоторые формы туберкулеза, чуму, азиатскую холеру, брюшной тиф, бруцеллез, пневмонию, различные септические процессы.

2. Антибиотики - необходимые вещества для сельского хозяйства, прежде всего как лечебные препараты, применяемые в животноводстве, птицеводстве, пчеловодстве и растениеводстве, а отдельные антибиотические вещества - и как стимуляторы роста животных.

3. При широком применении антибиотиков в качестве лечебных препаратов происходит быстрое накопление резистентных к этим соединениям форм микроорганизмов. Проблема резистентности микроорганизмов ставит задачу замены одних антибиотиков другими, то есть поиска все новых и новых антибиотических веществ.

4. Некоторые антибиотики с успехом применяются в пищевой промышленности в качестве консервантов скоропортящихся продуктов (свежей рыбы, мяса, сыра, различных овощей).

5. Антибиотические вещества - новые, ранее неизвестные по химическому строению соединения - представляют огромный интерес для специалистов в области химии природных соединений. Изучение структуры этих веществ, а также синтез некоторых из них способствовали бурному развитию химии, а, следовательно, и самой науки об антибиотиках. Достаточно указать, что к настоящему времени синтезированы такие антибиотики, как пенициллины, хлорамфеникол, тетрациклины и др.

6. Антибиотики нашли широкое применение в научных исследованиях в качестве веществ, используемых при изучении отдельных сторон метаболизма организмов, расшифровки тонких молекулярных механизмов биосинтеза белка, механизма функционирования мембран и других биохимических превращений как специфические ингибиторы определенных реакций. Например, одни антибиотики специфически ингибируют отдельные этапы синтеза белка на рибосомах (хлорамфеникол, пуромицин, тетрациклин), другие - синтез на разных уровнях нуклеиновых кислот (саркомицин подавляет активность полимераз; актиномицин, блеомицин, рубомицин и другие нарушают функцию ДНК), третьи - образование клеточных стенок (пенициллины) и т.д.

7. Изучение путей образования антибиотиков способствует глубокому проникновению в механизмы синтетической деятельности продуцентов этих биологически активных соединений, раскрытию основных этапов их метаболизма.

Все эти факторы способствуют тому, что к проблеме антибиотиков привлечено внимание огромных групп ученых различных направлений: микробиологов, микологов, биохимиков, химиков, генетиков, ихтиологов, фармацевтов, врачей, технологов и т.д.

Изучение антибиотиков - это типичный пример комплексного подхода к проблеме, что само по себе способствовало прогрессу в исследовании этих биологически активных соединений.

Наряду с этим выявлены и недостатки, связанные с высокой резистентностью микроорганизмов к антибиотикам и появлению штаммов не только антибиотикоустойчивых. но и антибиотикозависимых.

Кроме того установлено, что нерациональное применение антибиотиков нередко приводит к развитию у животных и людей кандидомикозных, стафило- и стрептококковых заболеваний, к расстройству пищеварения и интоксикациям.

С учетом этих данных стали появляться высказывания об отказе от производства и применения антибиотиков.

Но в настоящее время пока нет других надежных лекарственных препаратов, которыми можно заменить антибиотики. Поэтому их продолжают выпускать и применять во врачебной практике. Наряду с выпуском известных антибиотиков ведутся поиски новых, более эффективных препаратов (табл. 17).

По различным показателям известные антибиотики классифицируются следующим образом:

По спектру действия:

- антибактериальные, губительно действующие на грамположительные (бензилпенициллин, ристомицин, новобиоцин), гамотрицательные (полимиксин) бактерии, а также антибиотики широкого спектра действия (левомицетин, канамицин, мономицин, гентамицин);

- противогрибковые (нистатин, леворин, гризеофульвин);

- противоопухолевые, включающие в себя шесть групп: актиномицины, антракциклины, оливомицины, брунеомицины, блеомицины, а также такие интерфероны, как стоталон и эленин. Таблица 17.

По биологическому происхождению По механизму Действия По спектру действия По химическому строению
Эубактерии Род Pseudomonas пиоцианин, вискозин. Ингибирует синтез клеточной стенки (пенициллины,цефалоспорины) Узкого спектра (пенициллины, це- фалоспорины) Ациклические со- единения (микоза- мин, пирозамин)
Актиномицеты Род Streptomyces Тетрациклины, Стрептомицины, Эритромицин. Род Miсromonospora: гентамицины, сизо- мицин Нарушает функцию мембран (нистатин, кандицидин) Широкого спектра (тетрациклины, хлорамфеникол гента-мицин, тобрамицин)   Алициклические со- единения (актидион, туевая кислота). Тетрациклины.
Цианобактерии малинголид Подавляет синтез РНК (канам ицин, Неомицин) и синтез ДНК (актидион, эдеин) Противотуберкулезные (стрептомицин, канамицин) Ароматические соединения (галловая кислота, хлорамфе- никол). Хиноны
Грибы пенициллины Ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасрин) Противогрибные (нистатин, кандицин) Кислородосодержащие гетероциклические соединения (пенициллиновая кис- лота, карлинаоксид)
Лишайники, рас- тения, водоросли усниновая кислота, хлореллин Подавляет синтез белка (канамицин, тетрациклины, эритромицин, хло- рамфеникол) Противоопухоле- вые (адримицин) Макролиды (эритромицин)
Животного происхождения (интерферон, экмолин) Ингибиторы дыхания (усиновая кислота, пиоцианин). ингибиторы окислительного фосфорилирования(валиномицин, олигомицин) Противоамебные (фумагиллин) Аминогликозиды (тобрамицин, гентамицин, стрептоми- цины). Полипептиды (грамицидины)

По химической структуре :

- ациклические (нистатин, кандицин);

- гетероциклические (гризеофульвин);

- макроциклические (макролидазы. эритромицины);

- ароматические (гигромицин);

- аминогликозидные;

- полипептазы (грамицидин, полимиксин);

- пенициллины;

- актиномицины;

- стрептомицины.

 

 


Периплазма

Цитоплазма- Клеточная (бета-лактамаза

тическая стенка аминоглико-

мембрана зидмодифи-

цирующие

ферменты

 

Рис.10. Механизм действия антибиотиков на бактерии

 

По молекулярному механизму действия (рис.10):

- антибиотики, действующие на синтез бактерийной клеточной оболочки (пенициллины, ристомицин);

- антибиотики, нарушающие синтез белков (тетрациклины, макролиды, левомицетин);

- антибиотики, нарушающие синтез белков и порядок генетического кода (аминогликозиды);

-антибиотики, нарушающие синтез нуклеиновых кислот (противоопухолевые);

-антибиотики, нарушающие целостность цитоплазматической мембраны (противогрибковые).

В настоящее время описано более 6000 антибиотиков. Однако только 2-3% известных антибиотиков применяется на практике. Остальные из-за их токсичности, инактивации в организме и других причин не используются, большую часть выпускаемых антибиотиков составляют пенициллины, цефалоспорины, тетрациклины, эритрин, стрептомицин.

Необходимость поисков новых антибиотиков обусловлена многими причинами. Постоянно ведутся поиски эффективных антибиотиков для борьбы с теми заболеваниями, на возбудители которых не действуют существующие препараты. Потребность в антибиотиках обусловлена также тем, что при их использовании в лечебных целях происходит накопление резистентных к этим соединениям форм организмов. Длительное и не всегда оправданное применение антибиотиков приводит зачастую к ускорению эволюции патогенных организмов в сторону закрепления их устойчивости к этим препаратам. Поэтому необходимо постоянно заменять одни виды антибиотиком на другие. Для этого нужно находить наиболее активные микроорга­низмы - продуценты антибиотиков.

Основные этапы поисков антибиотиков:

-выделение микробов антагонистов из почвы;

-определение антагонистического спектра и активности антибиотиков;

-подбор условий культивирования продуцентов антибиотиков;

-выделение и химическая очистка антибиотиков;

-изучение физико-химических и фармакологических свойств антибиотиков;

-испытание химико-терапевтической эффективности;

-идентификация антибиотиков.

Биосинтез антибиотиков - наследственная особенность организмов, проявляющаяся в том, что каждый вид (штамм) способен образовывать один или несколько вполне определенных, строго специфичных для него антибиотических ве­ществ.

Вместе с тем известно, что одинаковые антибиотики могут образовываться несколькими видами организмов.

Выявление потенциальной возможности образовывать в процессе жизнедеятельности антибиотики связано с условиями культивирования организмов. В одних условиях организм образует антибиотик, в других условиях тот же организм не будет обладать способностью синтезировать антибиотическое вещество.

Как пишут С. Ваксман и М. Лешевалье (1962), антибиотики являются «лабораторными продуктами, образуемыми растущими чистыми культурами микроорганизмов в условиях богатой питательными веществами среды при хорошей аэрации, но они не обнаруживаются в почве».


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Тема 8. ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ БИОПРЕПАРАТЫ | Антибиотиков

Дата добавления: 2014-03-03; просмотров: 744; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.012 сек.