Klimnik_Sitnik_mikrobiologiya

За механізмом біологічної дії препарати можуть виступати як сп^ цифічні інгібітори синтезу клітинної стінки мікробів (бета-лактамвд антибіотики, циклосерин, група ванкоміцина, бацитрацин). Окремі аі них порушують молекулярну організацію і функцію клітинних мемб-1 ран (поліміксини, полієни, граміцидини); пригнічують синтез білка на рівні рибосом (левоміцетин, макроліди, лінкоміцин, фузидин, тет­ рацикліни, аміноглікозиди). Інші антибіотики можуть бути інгібітора­ ми синтезу РНК на рівні РНК-полімерази (ріфампіцини); РНК на рівні ДНК матриці (актиноміцини, група ауреолової кислоти); ДНК •> на рівні ДНК-матрищ (мітоміцин С, антрацикліни, брунеоміцин, блеомі- $ цин). Є й такі препарати, які пригнічують процеси дихання (антиміци-| ни, олігоміцини, піоцианін); окисного фосфорилювання (валіноміциц, ] граміцидини, коліцини, олігоміцин, тироцидин).

За спектром біологічної дії виділяють антибіотики вузького спектр ру, активні переважно проти грампозитивних мікроорганізмів і широН кого спектру, ефективні проти багатьох грампозитивних і грамнегаг] тивних бактерій. За типом протимікробної активності їх поділяют^ на бактерицидні (пеніциліни, стрептоміцин, цефалоспорини, полімік*; сини) та бактеріостатичні (тетрацикліни, левоміцетин, антибіотики^ макроліди).

Потреби медицини задовільняє класифікація антибіотиків, яка в ховує особливості хімічної будови, механізму та спектру активні бета-лактамні (пеніциліни, інгібітори бета-лактамаз, цефалоспор] монобактами, тієнаміцини (карбапенеми); макроліди; лінкоза; тетрацикліни; аміноглікозиди; хлорамфеніколи; глікопептиди; полі^ пептиди; фторхінолони; протипухлинні та інші.

Зараз вивчаються шляхи й способи направленого біосинтезу анти? біотичних речовин з метою одержання біологічним шляхом різнома*? нітних модифікацій вже відомих препаратів з більш цінними власти** востями.

До антибіотиків висуваються певні вимоги. Вони повинні мати виаиф вибірковість антимікробного ефекту в дозах, нетоксичних для ор] му; зберігати антибактеріальну дію в рідинах організму, ексуда’ тканинах; гарно всмоктуватись, розподілятись, а також виводитись організму, що забезпечує тривале підтримання терапевтичних

центрацій. Вони повинні бути в зручній лікарській формі і стабільними' при звичайних умовах зберігання.

Пеніциліни і цефалоспорини пригнічують ферменти, які здійсню­ ють синтез пептидоглікану - основного компонента клітинної стінКИ

230

і

мікроорганізмів. За рахунок цього клітини неспроможні протистояти осмотичному градієнту між клітинами і зовнішнім середовищем, отже, вони розбухають і руйнуються.

Пеніциліни активні проти грампозитивних мікроорганізмів (стафі­ лококів, стрептококів, збудників сибірки). Напівсинтетичні пеніциліни проявляють активність і проти грамнегативних коків (менінгококів, гонококів), збудників сифілісу, лептоспірозу, псевдомонад, гемофільної палички, багатьох ентеробактерій. У практиці широко використо­ вують бензилпеніцилін, феноксиметилпеніцилін, оксацилін, метицилін, ампіцилін, амоксицилін та інші.

Цефалоспорини (цефалоридин, цефалексин, цефаклор, цефотаксим, латамоксеф та ін.) мають широкий спектр антибактеріальної активності відносно пеніциліназопродукуючих штамів грампозитивних і грамнегативних бактерій. їх використовують для лікування інфекцій верхніх і нижніх дихальних шляхів, сечовивідних і жовчовивідних шляхів, шкіри і м’яких тканин, кісток і суглобів; ендокардиту, сеп­ сису, остеомієліту, ранових інфекцій, опіків тощо.

Інгібітори бета-лактамаз здатні зв’язуватись з активним центром фермента бета-лактамази, зменшуючи її спорідненість до антибіоти­ ків. Такими препаратами є азтреонам, оксацилін, клавуланова кисло­ та, сульбактам, оліванова кислота тощо. Вони ефективні проти гемофільної та кишкової паличок, протею, клебсієл, золотистих стафіло­ коків, деяких бактероїдів, гонококів, легіонел. їх призначають при лікуванні гнійно-запальних процесів різної локалізації.

Монобактамні антибіотики (азтреонам) активні відносно грамнега­ тивних бактерій, але до них резистентні стафілококи, стрептококи, пневмококи, бактероїди та інші анаероби. Використовують їх при сепсисі, інфекціях сечовивідних шляхів, м’яких тканин, менінгіті.

Карбапенеми (тієнаміцини) представлені антибіотиком іміпенемом. Він зв’язується з ферментами, які відповідають за синтез клітинної стінки. Іміпенем - антибіотик з найширшим спектром дії проти більшос­ ті аеробних і анаеробних грампозитивних і грамнегативних бактерій. Малі розміри його молекули зумовлюють надзвичайно швидку проник­ ність у клітину. Клінічний досвід застосування препарату довів його високу ефективність при терапії септицемії, ендокардиту, внутрішньоочеревинної, респіраторної, сечостатевої, гінекологічної інфекції, ін­ фекцій шкіри, м’яких тканин, кісток і суглобів.

Механізм дії природних та напівсинтетичних антибіотиків-мак- ролідів (еритроміцин, олеандоміцин, джозаміцин, кларитроміцин,

231

азитроміцин) зумовлений зв’язуванням з рибосомами і гальмування*;, синтезу білків. Спектр дії включає різноманітні грампозитивні гщ грамнегативні бактерії, а також збудники, що звичайно стійкі до більшості антибіотиків (атипові мікобактерії, Pneumocystis carinii, Toxoplasma gondii). Використовуються при інфекціях верхніх і нижніх дихальних шляхів, лор-органів, у гінекологічній практиці, інфекція* шкіри та м’яких тканин.

Лінкозаміни (лінкоміцин і кліндаміцин) діють бактеріостатично, при. гнічукль синтез білків мікробної клітини шляхом зв’язування 5QS субодиниць рибосом. Спектр їх дії включає грампозитивні мікроорга*- нізми, такі як стафілококи, гемолітичні стрептококи групи А, анаероби.: їх застосовують при анаеробних інфекціях, захворюваннях жіночсц статевої сфери, ураженнях кісток і суглобів. J

Тетрацикліни поділяються на природні - біосинтетичні (хлортетч і рациклін, окситетрациклін) та напівсинтетичні (доксициклін, мета^ циклін, міноциклін). , Вони гальмують зв’язування тРНК з 30S рибосомною субодиницек\ блокуючи елонгацію поліпептидного ланцюга. Спектр дії їх включає] більшість грампозитивних і грамнегативних бактерій, рикетсії, легісй нели, мікоплазми, хламідії. їх використовують для лікування бруцеі льозу, холери, мікоплазменної пневмонії, висипного тифу, Ку-гаряч*; ки, поворотного тифу, туляремії, пситакозу, венеричної лімфограну«| льоми, трахоми та багатьох інших. Ja Антибіотики-аміноглікозиди (стрептоміцин, неоміцин, мономіциШ канаміцин, гентаміцин, тобраміцин, амікацин та інші) впливають н* рибосоми мікроорганізмів, сприяючи утворенню аномальних білків^

що незворотно пригнічує їх життєдіяльність.

4

Вони ефективні, в основному, проти грамнегативних бактерій (кюш| кових паличок, сальмонел, *клебсієл), хоча впливають і на деякі грам-І позитивні мікроорганізми, зокрема стафілококи. т Застосовують аміноглікозиди при септицеміях, абдомінальнов^Й сепсисі, бактеріальному ендокардиті, інфекціях сечовивідних шляхщІ Неоміцин використовують місцево (для промивання ран, при шкірюШ захворюваннях у вигляді мазей) і перорально (для селективної декорт тамінації кишечника перед оперативним втручанням, перед застосу^і

ванням імунодепресантів).

Хлорамфенікол (левоміцетин), який гальмує синтез білка на 50Sff субодиниці рибосоми, активний проти стафілококів, стрептококи^ нейсерій, кишкових і гемофільних паличок, сальмонел, шигеі|р^

232

^ебсієл, ієрсиній, протею, рикетсій, спірохет. Його застосовують яри лікуванні черевного тифу, дизентерії, бруцельозу, туляремії, деШЛЮКа, висипного тифу, пневмоній, менінгітів, сепсису, остео­ мієліту та інших бактеріальних інфекцій.

Глікопептидні антибіотики (ванкоміцин, ристоміцин, тейкопланін) пригнічують синтез пептидоглікану клітинної стінки бактерій. Вони високоактивні відносно стафілококів, ентерококів, пневмококів, ме­ нінгококів, коринебактерій з множинною резистентністю до препара­ тів, в тому числі метицилінорезистентних штамів.

Поліпсптидні антибіотики (колістин, поліміксин В (М), бацитра- цин, граміцидин) ефективні відносно грамнегативних бактерій, особ­ ливо синьогнійної палички.

Застосовують їх при сепсисі, менінгіті, пневмонії, інфекціях сечо­ вих шляхів та ін. Граміцидин використовують лише місцево для про­ мивання, зрошення гнійних ран, пролежнів, виразок, при остеомієлі­ ті, пораненнях суглобів, емпіємах, флегмонах, карбункулах, фурун­ кулах тощо.

За хімічною будовою фторхінолони (еноксацин, офлоксацин, ломефлоксацин, флероксацин та ін.) є похідними карбонових кислот. Вони вибірково пригнічують активність життєво важливого фермен­ ту мікробної клітини - ДНК-гірази. Спектр дії фторхінолонів дуже широкий. Вони згубно діють на ентеробактерії, псевдомонади, гемофільні палички, бранхамели, гелікобактерії та кампілобактерії, ста­ філококи та інші.

Протипухлинні антибіотики (олівоміцин, брунеоміцин, рубоміцин та інші) використовують для лікування злоякісних новоутворень. Вони пригнічують синтез ДНК у перероджених клітинах.

Антибіотикорезистентність бактерій

Формування резистентності мікроорганізмів до антибіотиків - най­ актуальніша проблема медицини. Стійкі штами значно ускладнюють лікування різноманітних інфекційних захворювань та гнійно-септич­ них процесів.

Під резистентністю мікроорганізмів до антибактеріальних засобів розуміють збереження їх здатності до розмноження при наявності таких концентрацій цих речовин, які створюються при введенні тера­ певтичних доз.

233

Розрізняють декілька типів стійкості мікробів. Природна стійкість визначається властивостями даного виду або роду мікроорганізмів^ Наприклад, резистентність грамнегативних бактерій до бензилпені-, циліну, бактерій - до протигрибкових, а грибів - до антибактеріаль­ них препаратів. Набута стійкість може бути первинною й вторинною. Первинна стійкість формується в окремих клітин популяції внаслідок спонтанних мутацій до початку лікування антибіотиками. Вторинна, стійкість виникає при контакті бактерій з антибіотиками. Мутації при цьому ненаправлені та не пов’язані з дією антибіотиків. Останні відіграють роль лише селекціонуючих агентів, елімінуючи чутливі особини популяції, і, відповідно, в ній починають переважати резис-а тентні клітини. ’ .

Резистентні до антибіотиків мікроорганізми можуть відрізнятись , від своїх чутливих варіантів за деякими біологічними властивостями^* швидкістю росту, продукцією ферментів, зміненою вірулентністю*^ Стійкість мікробів до антибіотиків забезпечується генами, які^І локалізуються або в хромосомі, або в позахромосомних елементаду| спадковості (плазмідах). Хромосомні мутації є найчастішою причинок! І зміни рецептора, мішені, з якою взаємодіють ліки. л

Фактори множинної лікарської стійкості до антибіотиків (R-плаа міди) складаються з двох частин: гена переносу RTF (resistance trans^j fer factor) і детермінант резистентності до різних препаратів, соле важких металів (до десяти і більше). Вони роблять бактерії нечутливі вими до переважної більшості антибіотиків, які використовуються ] клініках, так як кодують синтез ферментів, що руйнують препарат (наприклад, Р-лактамазу). У стафілококів, ентеробактерій описано транспозони. Небезпека їх полягає в тому, що вони можуть інтегру^ ватись як з кон’югативними R-плазмідами, так із трансдукуюч

r-факторами грампозитивних бактерій, і мають власні детермінант стійкості до антибіотиків.

Поява в клініці штамів бактерій, що містять плазміди резистен ності, може призвести до спалахів тяжких внутрішньолікаряних ІН^ фекцій внаслідок розповсюдження самого штаму й передачі плаз» до інших бактерій.

Розробка заходів щодо обмеження розповсюдження резистент мікроорганізмів спрямовується на попередження формування анти-^ біотикостійких і дію на вже сформовані антибіотикорезистентні nonyrf ляції. Попередити формування антибіотикостійких популяцій моЖ»|(| за рахунок підвищення ефективності хіміотерапії використаннях^

234

І

комбінацій двох антимікробних сполук, комбінаціями антибіотика з препаратами, які підвищують адсорбцію і проникнення його у мікроб­ ну клітину.

Дія на вже сформовану в організмі стійку популяцію може вклю­ чати елімінацію резистентних клітин шляхом зниження інтенсивності селективної дії антибіотика, застосування препаратів з іншим меха­ нізмом дії, елімінацію плазмід сполуками, які впливають на ДНК та мембрани.

Інтенсивна циркуляція лікарськостійких варіантів збудників серед людей і розповсюдження їх з предметами домашнього вжитку в за­ критих колективах (лікарні, військові частини) створило велику проб­ лему перед охороною здоров’я. Тому знання генетичних та біохімічних механізмів формування антибіотикостійкості необхідне для здійснення раціональної тактики антибіотикотерапії, пошуків шляхів поперед­ ження її формування та розповсюдження.

Побічна .дія антибіотиків. Хоча антибіотики є препаратами, які принесли величезну користь людству у боротьбі з інфекційними за­ хворюваннями, вони деколи спричиняють негативні наслідки для ор­ ганізму хворого.

При повторному їх введенні можуть виникнути алергічні реакції: шкірні висипки, кропивниця, астматичні приступи, риніт, кон'юнкти­ віт. Тетрацикліни та гризеофульфін здатні викликати фотодерматози. Як правило, всі ці зміни нетривалі і зникають після відміни антибіоти­ ків. Однак анафілактичний шок та ангіоневротичний набряк гортані становлять значну загрозу для життя хворого і можуть закінчитися смертю.

У частини пацієнтів антибіотики викликають токсичні реакції завдяки їх органотропній дії. Ступінь їх вираження залежить від три­ валості прийому препаратів. Загрозливою для життя є токсична дія на клітини крові, що спричиняє розвиток агранулоцитозу, апластичної анемії. Деколи спостерігаються ураження печінки, нирок (при вве­ денні масивних доз бета-лактамних антибіотиків, тетрациклінів), вестибулярного та слухового апарата (при тривалому застосуванні антибіотиків-аміноглікозидів). Стрептоміцин, тетрацикліни, левоміце­ тин спричиняють ембріотоксичну дію, яка проявляється порушенням пігментації зубів, затримкою скелетоутворення, майбутньою схиль­ ністю до карієсу дитини. Тому вони протипоказані для прийому ва­ гітним. Великі дози левоміцетину у новонароджених, особливо недоно­ шених, можуть викликати “сірий синдром” плода, який проявляється

235

метаболічним ацидозом, здуттям живота, проносом, гіпотонією, гіпсЦ термією, сірим забарвленням шкіри. Смерть наступає через 24-48 годьі у 40-60 % таких дітей. ] Особливим проявом токсичної дії є бактеріальний ендотоксикоз, І що розвивається у хворих при введенні антибіотиків, до яких сальмо-?J нели, шигели, кишкові палички, бруцели, трепонеми сифілісу прояв-»..і ляють високий ступінь чутливості. При цьому вивільняється значна j кількість ендотоксинів і виникає лихоманка, м’язовий та головний.! біль, тахікардія. j Деколи у хворих формуються дисбіотичні ураження, пов’язані з.j порушенням складу мікробіоценозів кишечника, шкіри. Вони розвива- J ються в осіб із хронічними процесами, яким тривалий час у великих■j дозах призначали антибіотики. Генералізований кандидоз, стафілоко-^j ковий ентероколіт, вторинні пневмонії, що викликаються грамнегатив^ ними бактеріями, можуть призвести до смерті хворого. Однак місцеві^ кандидози, наприклад, молочниця, легко коригуються відповідними ; засобами. ц Основні принципи раціональної антибіотикотерапії.3 метою за-с побігання розвитку ускладнень при застосуванні антибіотиків необ-^

хідно застосовувати їх раціонально, дотримуючись певних правил. Необхідно мати обгрунтовані показання до їх призначення і вибира-; ти найактивніший і найменш токсичний препарат. Антибіотики, найе-й фективніші при певному виді інфекції, до яких чутлива більшість-* штамів даного збудника, називаються препаратами першого вибору.

Альтернативні препарати призначаються тоді, коли препарати першої групи неефективні або коли штам виділеного збудника найчутливіший саме до них. Препарати резерву використовують лише в крайніх випадках (при неефективності першої та другої груп антибіотиків);, як правило, вони викликають багато ускладнень.

Обов’язково перед початком лікування, до першого введення антибіотика, необхідно взяти матеріал для бактеріологічного аналізу та визначення чутливості збудника до антимікробних агентів (антибіотикограма).

Важливим є введення оптимальних доз препарату з раціональною^ частотою та урахуванням тяжкості інфекційного процесу, а також вибір ефективного способу його введення (per os, внутрішньом’язово, внутрішньовенно та ін.).

Тривалість курсу антибіотикотерапії залежить від виду збудника, обраного протимікробного препарату, локалізації інфекційного

236

процесу, стану захисних сил організму і в середньому коливається від 5 до 21 дня. Необхідно призначати препарат до явного одужання хворого і ще протягом 3 днів після цього - для профілактики рециди­ ву захворювання.

Важливим є бактеріологічний контроль за виліковуванням і моніто­ ринг з метою профілактики негативних побічних реакцій і ускладнень.

Матеріали до практичних занять

Лабораторні методи визначення чутливості мікроорганізмів до антибіотиків

Оцінка чутливості мікробів до антибіотиків є найголовнішим лабораторним показником, який дозволяє прогнозувати ефективність антибактеріальної терапії, а також використовувати як маркер для виявлення джерел інфікування та шляхів розповсюдження полірезистентних штамів при діагностиці внутрішньолікарняних інфекцій.

Найрозповсюдженішими методами визначення антибіотикочутливості збудників інфекцій є методи дифузії в агар (метод дисків) та серійних розведень.

Живильні середовища, які при цьому використовуються, повинні бути стандартними та забезпечувати оптимальні умови росту мікро­ організмів, не містити інгібіторів бактеріального росту і великої кількості стимуляторів, не мати речовин, що пригнічують активність антибіотиків.

Диско-дифузійний метод є найпростішим якісним методом і широ­ ко використовується для епідеміологічного контролю резистентності.

Чутливість мікроорганізмів до антибіотиків потрібно визначати тільки у чистій культурі. Для виготовлення інокулюму 5-10 однорід­ них колоній суспензують у 2 мл рідкого середовища або фізіологіч­ ного розчину. Бактеріальну суспензію (103-105 КУО/мл залежно від виду мікробів) в об’ємі 1 мл рівномірно розподіляють по поверхні середовища при похитуванні чашки, надлишок рідини видаляють піпеткою. Чашки підсушують при кімнатній температурі протягом 20-30 хв, а потім на поверхню засіяного газону на однаковій віддалі кладуть диски з антибіотиками.

Результати враховують через 24 та 48 год після інкубування при оптимальній температурі, вимірюючи діаметри зон затримки

237

Рис. 54. Визначення антибіо­ тикочутливості за допомогою методу стандартних дисків

росту (рис. 54). Оцінку результатів про* водять за спеціальними таблицями, які містять граничні значення діаметрів зон * затримки росту для резистентних, помір- І но резистентних та чутливих штамів, а ) також значення мінімальної пригнічую- 1 чої (інгібуючої) концентрації (МПК, МПС) З антибіотиків для стійких і чутливих ? штамів. Одержані значення діаметрів зоні затримки росту порівнюють з контроль- / ними значеннями таблиць і відносять до- ] сліджувані штами до однієї з трьох кате-] горій чутливості: чутливі, помірно резис­

тентні, резистентні. ^ Метод серійних розведень використовують при необхідності одерчі жання кількісних даних (переважно при тяжких перебігах інфекцій-! ного процесу) для проведення регульованої антибіотикотерапії, для? встановлення бактерицидної дії вибраного препарату як гарантії швиД-< кого терапевтичного ефекту та безрецидивного перебігу захворювання^ Існують дві модифікації методу серійних розведень - визначенням чутливості на рідкому та твердому живильних середовищах. ^ Визначення антибіотикочутливості за методом серійних розведень!

у рідкому живильному середовищі роблять так (табл. 7).												1
										Таблиця Щ
Схема визначення антибіотикочутливості
за методом серійних розведень
						Пробірки						*
Компоненти										Конт­	Конт­
	1	2		3	•4	5	6	7	8	роль	роль
										бак­	анти-*
МПБ, мл	2	2		2	2	2	2	2		терій	біотин«
									2	2	2	^
Пеніцилін1,	2	->			-»	->	-»	->	1		2.	,
100 ОД/мл, мл
Концентрація	50	25		12,5	6,3	3,2	1,6	0,8	0,4	-	50	]
антибіотика, ОД/мл
Суспензія бактерій,	0,2	0,2		0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
іФ/мл, мл
________________ Інкубація в термостаті при 37 °С 18-24 год												^
Результат	І	І	І	І	І	І	І	І	І	І		-
												(

238

Готують ряд (8-10 і більше) пробірок з двократними послідовними розведеннями препарату. Середовище (МПБ, перевар Хоттінгера) попередньо розливають у пробірки по 2 мл. У першу додають 2 мл розчину антибіотика певної концентрації, перемішують і переносять до наступної пробірки, продовжуючи розведення до передостанньої пробірки, з якої видаляють 2 мл суміші. Остання пробірка служить контролем росту культури. У тому ж бульйоні, який використовують для розведення антибіотиків, готують суспензію добової агарової або бульйонної культури бактерій. Потім до кожної пробірки з розве­ деннями, а також до контрольної додають по 0,2 мл виготовленої суспензії, з розрахунку 105-10в мікробних тіл в 1 мл середовища залежно від виду збудника.

Пробірки інкубують у термостаті при 37 °С протягом 18-24 год. Визначають наявність або відсутність росту в середовищі з різними розведеннями препарату. Остання пробірка, в якій спостерігають затримку росту культури (прозорий бульйон), відповідає МПК або МБсК (мінімальній бактеріостатичній концентрації) препарату віднос­ но даного мікроба і вказує на ступінь його чутливості. Якщо ріст з’являється в усіх пробірках, досліджуваний штам резистентий до максимальної концентрації препарату, яку було взято в дослід. Відсутність.росту бактерій в усіх пробірках, крім контрольної, свід­ чить, що МПК препарату нижча, ніж та, що використовується в досліді.

Для визначення бактерицидного ефекту антибіотика з декількох останніх пробірок, в яких немає ознак росту, роблять висів на сектори агару в чашках Петрі. Через 24-48 год інкубації при оптимальній температурі відмічають ту найменшу концентрацію препарату в про­ бірці, посів з якої не дав росту. Її приймають за мінімальну бакте­ рицидну концентрацію (МБцК). Про ступінь чутливості мікроорганіз­ мів роблять висновок за МБсК.

Принцип методу серійних розведень у твердому живильному середовищі аналогічний попередньому. Для цього готують серію 10-кратних розведень антибіотика в агарі. Посіви виконують за допо­ могою спеціального штампа-реплікатора, який дозволяє нанести од­ ночасно на поверхню агару 25-50 досліджуваних культур. Результати враховують після 18-24 год інкубації в термостаті при оптимальній температурі. За МПК антибіотика для даного штаму приймають ту, при якій відсутні ознаки його росту колоній на поверхні агару (або замість бляшки є ріст поодиноких колоній).

239