Микробы антагонисты их использование в производстве антибиотиков

Применение антибиотиков в растениеводстве — Антибиотики. Назначение, применение, механизм воздействия на микроорганизмы

Микробы антагонисты их использование в производстве антибиотиков

Стремление использовать антагонизм микроорганизмов против фитопатогенной микрофлоры возникло задолго до открытия антибиотиков. Еще в 20-х годах изучали возможность использования бактерий-антагонистов против возбудителей заболеваний растений.

Положительные результаты получены при использовании некоторых актиномицетов и миколитических бактерий в борьбе с болезнями льна, сеянцев сосны, хлопчатника, овощных культур, садовых косточковых пород и др. Показана также возможность практического применения микробов-антагонистов для общего оздоровления почвы. После открытия антибиотиков они стали применяться для борьбы с заболеваниями растений.

Антибиотики обладают рядом ценных преимуществ в борьбе с фитопатогенными микроорганизмами но сравнению с другими используемыми для этой цели веществами: легко проникают в органы и ткани растений, поэтому их действие в меньшей степени зависит от неблагоприятных климатических условий; обладают антибактериальным действием в тканях растений и сравнительно медленно инактивируются в них; основные антибиотики, используемые в лечебных дозах, нетоксичны для растений.

Особенно широкое распространение в растениеводстве антибиотики получили после того, как стали очевидными неблагоприятные последствия использования ядохимикатов, которые наряду с подавлением фитопатогенной микрофлоры отравляют полезные виды птиц и животных, питающихся опыленными растениями. Попадая из почвы в водоемы, ядохимикаты отравляют рыб и другие виды водной фауны. Все это в конечном счете оказывает вредное влияние на человека.

Антибиотики, в отличие от названных веществ, обладают избирательностью действия и, подавляя развитие фитопатогенных бактерий и грибов, практически безвредны для растений и животных.

Многочисленные экспериментальные исследования показали, что большинство используемых антибиотиков хорошо проникает в ткани растений через корни, стебли, листовую поверхность, впитывается в семена и т. д.

Скорость проникновения в растение определяется свойствами антибиотика.

Особенно быстро проникают в ткани растений антибиотики нейтральной и кислой природы (хлорамфеникол, пенициллин), медленнее — амфотерные антибиотики (хлортетрациклин, окситетрациклин) и антибиотики-основания (неомицин, стрептомицин) .

Использование антибиотиков в растениеводстве основано на их свойстве подавлять развитие патогенной микрофлоры. Кроме того, антибиотики, как и другие микробные метаболиты, могут оказывать непосредственное воздействие на обмен веществ и развитие растений.

Антибиотики могут оказывать и стимулирующее влияние на рост и развитие растений, определенным образом активировать отдельные процессы и функции. Чаще всего это действие выражается в ускорении роста растений и повышении прироста зеленой массы (в отдельных случаях на 15—50%).

Например, внесение в почву отходов производства пенициллина (мицелия продуцента) положительно влияло на урожай ячменя и зеленой массы. Отмечено стимулирующее влияние хлорамфеникола на яровизацию озимой ржи.

Механизм стимулирующего влияния антибиотиков на жизнедеятельность растительных организмов изучен еще недостаточно.

По-видимому, как и в случае стимуляции роста животных, он складывается по крайней мере из двух факторов: подавления фитопатогенной микрофлоры, что благоприятно влияет на рост и развитие растений, и определенного воздействия на обменные процессы, что способствует активации иммунобиологических свойств. Кроме непосредственного влияния, антибиотики могут оказывать и косвенное воздействие на растения, препятствуя возникновению заболеваний, а также определенным образом изменяя состав микробной популяции почвы.

Таким образом, антибиотики обладают всеми свойствами, которые необходимы для лечебных препаратов, применяющихся в растениеводстве. В литературе имеются многочисленные сообщения об успешном использовании антибиотиков в борьбе с различными заболеваниями растений.

При этом показано, что антибиотики не только предохраняют растение от поражений, но и оказывают лечебное действие при наличии различных инфекций (фитопатогенные грибы, бактерии и актиномицеты). Антибиотические препараты испытаны при лечении заболеваний фруктовых деревьев, хлопчатника, зерновых и овощных культур, декоративных растений как в лабораториях, так и в производственных условиях.

Например, хорошие результаты получены при использовании ауреофунгина в борьбе с грибковыми заболеваниями семян и ложной мучнистой росой. Предпосевная обработка семян хлопчатника антибиотиком позволила в 5—6 раз снизить заболевания хлопчатника гоммозом и вертициллезным увяданием. Перспективно использование антибиотиков в окулировке растений.

Черенки, обработанные антибиотиком, практически стерильны, и растения после прививки не заболевают, в то время как контрольные, не обработанные антибиотиком, часто погибают от внесения инфекции.

Очень эффективно применение антибиотиков при заболеваниях растений бактериального происхождения: бактериоз яблони и груш, гниль грецкого ореха, бактериальная пятнистость томатов и перца, мокрая гниль картофеля, бактериальная пятнистость бобовых, бактериоз табака, гниение посадок картофеля, бурая гниль кочерыжек капусты, бактериальная пятнистость хризантем и т. д.

В последние годы антибиотики широко применяются в разных странах для борьбы с заболеваниями растений.

Источник: https://students-library.com/library/read/30107-primenenie-antibiotikov-v-rastenievodstve

3. Антибиотики

Антибиотики (от анти… и греч. bеоs — жизнь), вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерий и других микробов, а также вирусов и клеток. Многие антибиотики способны убивать микробов. Иногда к антибиотикам относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей.

Каждый антибиотик характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробов. В связи с этим различают антибиотики с широким и узким спектром действия.

Первые подавляют разнообразных микробов [например, тетрациклин действует как на окрашивающихся по методу Грама (грамположительных), так и на неокрашивающихся (грамотрицательных) бактерий, а также на риккетсий]; вторые — лишь микробов какой-либо одной группы (например, эритромицин и олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии).

В связи с избирательным характером действия некоторые антибиотики способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов в концентрациях, не повреждающих клеток организма хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных инфекционных заболеваний человека, животных и растений.

Микроорганизмы, образующие антибиотики, являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи антибиотика подавляют их рост.

Мысль об использовании явления антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит И. И.

Мечникову, который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека.

До 40-х гг. 20 в. антибиотики, обладающие лечебным действием, не были выделены в чистом виде из культур микроорганизмов. Первым таким антибиотиком был тиротрицин, полученный американским учёным Р. Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой аэробной палочки Bacillus brevis.

Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками. В 1940 английские учёные Х. Флори и Дж. Чейн, работая с пенициллином, образуемым плесневым грибом Penicillium notatuip, открытым английским бактериологом А.

Флемингом в 1929, впервые выделили пенициллин в чистом виде и обнаружили его замечательные лечебные свойства. В 1942 советские учёные Г. Ф. Гаузе, М. Г. Бражцикова получили из культуры почвенных бактерий грамицидин С, а в 1944 американский учёный З. Ваксман получил стрептомицин из культуры актиномицета Streptomyces griseus.

Описано около 2000 различных антибиотиков из культур микроорганизмов, но лишь немногие из них (около 40) могут служить лечебными препаратами, остальные по тем или иным причинам не обладают химиотерапевтическим действием.

Антибиотики можно классифицировать по их происхождению (из грибов, бактерий, актиномицетов и др.), химической природе или по механизму действия.

Антибиотики из грибов. Важнейшее значение имеют антибиотики группы пенициллина, образуемые многими расами Penicillium notatum, P. chrysogenum и другими видами плесневых грибов. Пенициллин подавляет рост стафилококков в разведении 1 на 80 млн. и мало токсичен для человека и животных.

Он разрушается энзимом пенициллиназой, образуемой некоторыми бактериями. Из молекулы пенициллина было получено её «ядро» (6-аминопенициллановая кислота), к которому затем химически присоединили различные радикалы. Так, были созданы новые «полусинтетические» пенициллины (метициллин, ампициллин и др.

), не разрушаемые ценициллиназой и подавляющие некоторые штаммы бактерий, устойчивые к природному пенициллину. Другой антибиотик — цефалоспорин С — образуется грибом Cephalosporium.

Он обладает близким к пенициллину химическим строением, но имеет несколько более широкий спектр действия и подавляет жизнедеятельность не только грамположительных, но и некоторых грамотрицательных бактерий.

Из «ядра» молекулы цефалоспорина (7-аминоцефалоспорановая кислота) были получены его полусинтетические производные (например, цефалоридин), которые нашли применение в медицинской практике. Антибиотик гризеофульвин был выделен из культур Penicillium griseofulvum и других плесеней. Он подавляет рост патогенных грибков и широко используется в медицине.

Антибиотик из актиномицетов весьма разнообразны по химической природе, механизму действия и лечебным свойствам. Ещё в 1939 советские микробиологи Н. А. Красильников и А. И. Кореняко описали антибиотик мицетин, образуемый одним из актиномицетов.

Первым антибиотиком из актиномицетов, получившим применение в медицине, был стрептомицин, подавляющий наряду с грамположительными бактериями и грамотрицательными палочки туляремии, чумы, дизентерии, брюшного тифа, а также туберкулёзную палочку.

Молекула стрептомицина состоит из стрептидина (дигуанидиновое производное мезоинозита), соединённого глюкозидной связью со стрептобиозамином (дисахаридом, содержащим стрентозу и метилглюкозамин).

Стрептомицин относится к антибиотикам группы воднорастворимых органических оснований, к которой принадлежат также антибиотики аминоглюкозиды (неомицин, мономицин, канамицин и гентамицин), обладающие широким спектром действия.

Часто используют в медицинской практике антибиотики группы тетрациклина, например хлортетрациклин (синонимы: ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (синоним: террамицин). Они обладают широким спектром действия и наряду с бактериями подавляют риккетсий (например, возбудителя сыпного тифа).

Воздействуя на культуры актиномицетов, продуцентов этих антибиотиков, ионизирующей радиацией или многими химическими агентами, удалось получить мутанты, синтезирующие антибиотики с измененным строением молекулы (например, деметилхлортетрациклин).

Антибиотик хлорамфеникол (синоним: левомицетин), обладающий широким спектром действия, в отличие от большинства других антибиотиков, производят в последние годы путём химического синтеза, а не биосинтеза. Другим таким исключением является противотуберкулёзный антибиотик циклосерин, который также можно получать промышленным синтезом.

Остальные антибиотики производят биосинтезом. Некоторые из них (например, тетрациклин, пенициллин) могут быть получены в лаборатории химическим синтезом; однако этот путь настолько труден и нерентабелен, что не выдерживает конкуренции с биосинтезом. Значительный интерес представляют антибиотики макролиды (эритромицин, олеандомицин), подавляющие грамположительные бактерии, а также антибиотики полиены (нистатин, амфотерицин, леворин), обладающие противогрибковым действием. Известны антибиотики, образуемые актиномицетами, которые оказывают подавляющее действие на некоторые формы злокачественных новообразований и применяются в химиотерапии рака, например актиномицин (синонимы: хризомаллин, аурантин), оливомицин, брунеомицин, рубомицин С. Интересен также антибиотик гигромицин В, обладающий противогельминтным действием.

Читайте также:  Зиннат антибиотик для детей

Антибиотик из бактерий в химическом отношении более однородны и в подавляющем большинстве случаев относятся к полипептидам.

В медицине используют тиротрицин и грамицидин С из Bacillus brevis, бацитрацин из Bac. subtilis и полимиксин из Bac. polymyxa.

Низин, образуемый стрептококками, не применяют в медицине, но употребляют в пищевой промышленности в качестве антисептика, например при изготовлении консервов.

Антибиотические вещества из животных тканей. Наиболее известны среди них: лизоцим, открытый английским учёным Антибиотик Флемингом (1922); это энзим — полипептид сложного строения, который содержится в слезах, слюне, слизи носа, селезёнке, лёгких, яичном белке и др.

, подавляет рост сапрофитных бактерий, но слабо действует на болезнетворных микробов; интерферон — также полипептид, играющий важную роль в защите организма от вирусных инфекций; образование его в организме можно повысить с помощью специальных веществ, называемых интерфероногенами.

Источник: http://med.bobrodobro.ru/1372

Микробы-антагонисты и их применение для защиты растений

Растения обладают целой системой защиты от фитопатогенных микроорганизмов. Большое значение, помимо механических свойств тканей, в фитоиммунитете принадлежит ряду химических соединений, входящих в состав растений. Значительными защитными свойствами обладают фитонцидные вещества и вырабатываемые в ответ на инфекцию фитоалексины (греч. фито — растение, алексо — отражение атаки).

Тем не менее, болезни растений широко распространены и причиняют существенный вред. Для борьбы с ними используют химические средства, а также более безопасные для окружающей среды биологические методы. Кроме того, важное значение имеет проведение профилактических мероприятий, так как некоторые патогенные микроорганизмы способны жить на растительных остатках в почве довольно долго.

Освобождению почвы от фитопатогенных организмов способствует усиление размножения в ней микробов — антагонистов возбудителей тех или иных заболеваний. Например, после посева люцерны почва очищается от возбудителя вертициллезного вилта хлопчатника (Verticillium dahliae).

Очевидно, это объясняется не только тем, что корневая система люцерны выделяет в почву алкалоиды, угнетающие многие микроорганизмы, но и тем, что она стимулирует размножение в почве антагонистов возбудителя вертициллеза.

Подобными свойствами обладают и растения рапса, промежуточная культура которого может быть использована на юге между посевами других культур.

Установлено, что возделывание некоторых растений (клевер, вика и т. д.) способствует освобождению почвы от сибиреязвенной бациллы, другие растения (житняк, картофель) благоприятствуют размножению зародышей этого микроорганизма.

Таким образом, в принципе возможна борьба с болезнетворными микробами, находящимися в почве, введением в севооборот тех или иных растений, однако для широкого практического применения этого приема необходима его экспериментальная доработка.

Внимание микробиологов привлекает вопрос использования микробов-антагонистов для лечения растений. На грибах-паразитах нередко паразитируют другие грибы (паразиты второго порядка). Так, на мучнисторосяных грибах паразитирует пикнидиальный гриб Cicinnobolus cesati; на возбудителе бурой ржавчины пшеницы (Puccinia triticina), как показано Г. С.

Муромцевым, Т. И. Курахтановой,— также пикнидиальный гриб Darluca filum. Эксперименты с грибами-паразитами второго порядка, которых наносили в виде водных суспензий на поверхность растений в профилактических целях или при борьбе с заболеваниями, дали обнадеживающие результаты.

Однако для профилактических целей отмеченные микроорганизмы пока не используются.

Хороший эффект дает использование культур микробов — антагонистов для обработки семян, зараженных фитопатогенами, или для внесения на поверхность вегетирующих растений, а также в зараженную почву. Микроб-антагонист, уничтожая вредителя, не причиняет вреда растению-хозяину.

Исследования в этом направлении были начаты в СНГ Я. П. Худяковым (1935), который выделил бактерии рода Pseudomonas, лизирующие мицелий фитопатогенных грибов Sclerotinia и Botrytis. Эти микробы-антагонисты успешно использовали в полевых опытах для борьбы с фузариозом пшеницы, льна и т. д. Культурой Pseudomonas бактеризовали семена растений.

Оздоровлению сеянцев и саженцев сосны способствовало применение Н. А. Красильниковым миколитических бактерий при борьбе с фузариозом.

Как уже было отмечено, культура Azotobacter chroococcum предупреждает заболевания сельскохозяйственных растений, вызываемые рядом грибов, например Alternaria.

Успешно бороться с мучнистой росой крыжовника, вызываемой грибом Sphaerotheca mors-uvae, позволяет опрыскивание растений настоем навоза. Это стимулирует размножение микроорганизмов на поверхности растения. В составе эпифитной микрофлоры находятся бактерии-антагонисты, которые после опрыскивания начинают размножаться.

Микробов-антагонистов, вероятно, можно использовать не только против возбудителей болезней растений, но и против растений — паразитов культурных растений.

Так, положительные результаты были получены при борьбе с заразихой арбузов (Orobanche aegiptyaca) с использованием патогенного для заразихи гриба Fusarium orobanches.

Чистая культура этого гриба, размноженная на питательном субстрате (кукурузная мука и т. д.), была предложена для практического применения.

Не исключена возможность подбора микробных культур, действующих в качестве гербицидов на определенные группы сорных растений.

Некоторые культуры грибов-антагонистов применяют в борьбе с почвенной инфекцией. С. Н, Московец, В. И. Билай и другие исследователи установили, что грибы рода Trichoderma выделяют токсические вещества, поражающие микробов-фитопаразитов.

Опыты показали, что внесение в почву культуры Trichoderma lignorum существенно уменьшает увядание хлопчатника, пораженного Verticillium albo atrum, грибные заболевания картофеля и других сельскохозяйственных культур.

Авторы рекомендуют вносить культуру

Указанного гриба в почву при посеве растений. На основе культуры Trichoderma lignorum приготовляют препарат триходермин.

Микробы — антагонисты не только угнетают фитопаразитов в зоне корня, но и вырабатываемые ими антибиотики проникают в ткани растений, что повышает устойчивость последних к возбудителям болезней.

Кратко остановимся на технике использования микробов-антагонистов. Для обеззараживания семян их опрыскивают культурой микроорганизма, разведенной в воде. Стерилизуется не только поверхность семени, но и зона корня, куда переходят микроорганизмы и начинают там размножаться.

При высадке рассады и саженцев их корни смачивают взвесью в воде соответствующих микробов-антагонистов. Водную взвесь микробов можно также использовать для опрыскивания надземных частей поврежденных растений, а также для профилактических целей.

Препараты, предназначенные для борьбы с почвенной инфекцией (типа триходермина), вносят в почву при посеве. Пока микробы-антагонисты систематического применения в сельском хозяйстве не получили.

Сейчас широко используют микробиологический метод борьбы с грызунами (мышами домашними, полевками, крысами). Известно несколько культур микроорганизмов, вызывающих у грызунов кишечные заболевания, напоминающие брюшной тиф. Для человека и домашних животных эти микроорганизмы безопасны.

Впервые бактерию мышиного тифа Bact. Typhi murium выделил в 1892 г. в Германии Леффлер. Позднее С. С. Мережковским, Б. Я. Исаченко и другими учеными был обнаружен ряд близких к этой форме микроорганизмов.

Эти организмы относятся к группе так называемых кишечно-тифозных бактерий, точнее, к подгруппе паратифозных бактерий (род Salmonella).

При борьбе с грызунами размноженную культуру бактерий наносят на хлеб или на ней замешивают тесто. Для изготовления приманок используют и другие продукты. Приманки раскладывают в норах или наиболее посещаемых грызунами местах.

Бактериальный метод борьбы с грызунами дешев и имеет преимущество перед химическим, так как он безвреден для человека, домашних животных, хищных птиц и мелких хищников (ласка, хорь и т. д.).

Эффективность его в достаточной степени высока. В настоящее время широко используют препарат бактероденцид, созданный на основе описанного микроба Б. Л. Исаченко (Salmonella enteritidis var.

Issatschenko).

Источник: https://agroinf.com/mikrobiologiya/22/mikroby-antagonisty-i-ix-primenenie-dlya-zashhity-rastenij.html

Антагонизм в мире микробов

С явлением антагонизма в мире микробов было связано открытие антибиотиков.

Антагонизм широко распространен в природных микробных сообществах, состоящих из бактерий, грибов, актиномицетов. дрожжей, водорослей, простейших и других микроорганизмов. Широкое понятие антагонизма включает и такие формы взаимоотношений, как конкуренция, хищничество, паразитизм. Нас в данном случае интересует антагонизм в узком смысле, т. е.

антагонизм, обусловленный образованием антимикробных веществ и, в частности, антибиотиков. Взаимоотношения, обусловленные продукцией любых антимикробных веществ, можно назвать активным или прямым антагонизмом.

В отличие от него существует пассивный, или косвенный, антагонизм, при котором подавление одних микроорганизмов происходит за счёт изменения другими микробами условий окружающей среды в неблагоприятную для развития сторону.

Антагонизм должна быть односторонним (микроорганизм подавляет развитие своего конкурента͵ не реагируя на воздействие соперника) и двусторонним (происходит взаимное угнетение микроорганизмов в сообществе). Существует еще понятие направленного (насильственного), или вынужденного, антагонизма.

При этих взаимоотношениях наблюдается образование антимикробных веществ (вероятно, различной природы, обладающих разным механизмом действия) только при совместном выращивании двух различных микроорганизмов, которые в условиях изолированного культивирования этих веществ не образуют. Антагонизм между микроорганизмами можно наблюдать и в лабораторных условиях. Активность продуцентов антибиотиков обычно выражают массой антибиотика, содержащейся в единице объёма питательной среды, в которой выращивали продуцент.

Рис. 193. Синœергизм у микробов. Вокруг агарового блока с культурой актиномпцета видна зона стимуляции роста плесневого гриба.

Термин ʼʼантибиотикиʼʼ, или ʼʼантибиотические веществаʼʼ, предложенный в 1942 ᴦ. Вакс-маном, первоначально обозначал химические соединœения, образуемые микроорганизмами, которые обладают способностью подавлять рост и даже разрушать бактерии и другие микроорганизмы.

Это определœение, как оказалось впоследствии, не совсœем точно, так как в число антибиотиков нужно было бы включить вещества микробного происхождения, которые оказывают не специфическое, а общее антисептическое или консервирующее действие на живые клетки. К таким веществам относятся, в частности, спирты, органические кислоты, перекиси, смолы и др.

К тому же антибактериальное действие эти соединœения оказывают только в относительно высоких концентрациях. К антибиотикам следует относить только такие вещества, которые в незначительных количествах проявляют специфическое (избирательное) действие на отдельные звенья обмена веществ микробной клетки.

Читайте также:  Механизм действия антибиотиков

Позже в тканях высших растений и животных были найдены соединœения, способные в малых количествах специфически подавлять рост микробов. Более того, было показано, что некоторые сходные антибиотики (к примеру, цитринин) могут синтезироваться как микробами, так и высшими растениями.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, круг организмов-продуцентов антибиотических веществ расширился, что также должно было найти отражение в терминœе ʼʼантибиотикиʼʼ. Установление структуры молекул многих антибиотиков позволило осуществить химический синтез ряда этих соединœений без участия организмов-продуцентов.

Рис. 194. Пример антагонизма у микробов. Видна зона подавления роста стафилококка вокруг агарового блока с культурой актиномицета.

Дальнейший этап развития химии антибиотиков — изменение (трансформация) молекул этих соединœений для получения производных, обладающих рядом преимуществ по сравнению с исходными препаратами.

Такое направление исследований объясняется в основном двумя причинами: крайне важно стью снижения токсичности антибиотиков при сохранении их антибактериального действия; борьбой с инфекционными заболеваниями, вызываемыми устойчивыми к широко применявшимся антибиотикам формами патогенных микроорганизмов.

Преимущества производных антибиотиков по сравнению с исходными проявляются также и в изменении растворимости, удлинœении срока циркуляции в организме больного и т. д.

Получить производные антибиотиков можно с помощью как химического, так и биологического синтеза. Известен и комбинированный способ получения препаратов. В этом случае ядро молекулы антибиотика формируется при биосинтезе с помощью соответствующих микроорганизмов-продуцентов, а ʼʼдостройкаʼʼ молекулы осуществляется методом химического синтеза.

Полученные этим способом антибиотики называются полусинтетическими. Так были получены и нашли широкое применение в клинике весьма эффективные полусинтетические пенициллины (метициллин, оксациллин, ампициллин, карбенициллин) и цефалоспорины (цефалотин, цефалоридин) с новыми по сравнению с природными антибиотиками ценными терапевтическими свойствами.

Все эти данные, накопленные в процессе становления и развития науки об антибиотиках, потребовали уточнения термина ʼʼантибиотикиʼʼ.

Сегодня антибиотиками следует называть химические соединœения, образуемые различными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности, а также производные этих соединœений, обладающие способностью в незначительных концентрациях избирательно подавлять рост микроорганизмов или вызывать их гибель. Вполне вероятно, что и эта формулировка с дальнейшим прогрессом антибиотической науки будет уточняться.

В первые годы после открытия антибиотиков их получали с использованием метода поверхностной ферментации. Этот метод заключался в том, что продуцент выращивали на поверхности питательной среды в плоских бутылях (матрацах).

Чтобы получить сколько-нибудь заметные количества антибиотика, требовались тысячи матрацев, каждый из которых после слива культуралыюй жидкости крайне важно было мыть, стерилизовать, заполнять свежей средой, засевать продуцентом и инкубировать в термостатах.

Малопроизводительный способ поверхностной ферментации (поверхностного биосинтеза) не мог удовлетворить потребностей в антибиотиках. В связи с этим был разработан новый высокопроизводительный метод глубинного культивирования (глубинной ферментации) микроорганизмов — продуцентов антибиотиков.

Это позволило в короткий срок создать и развить новую отрасль промышленности, выпускающую антибиотики в больших количествах.

Метод глубинного культивирования отличается от предыдущего тем, что микроорганизмы-продуценты выращивают не на поверхности питательной среды, а во всœей ее толще. Выращивание продуцентов ведут в специальных чанах (ферментаторах), емкость которых может превышать 50 м3.

Ферментаторы снабжены приспособлениями для продувания воздуха через питательную среду и мешалками. Развитие микроорганизмов-продуцентов в ферментаторах происходит при непрерывном перемешивании питательной среды и подаче кислорода (воздуха).

При глубинном выращивании во много раз по сравнению с выращиванием продуцента на поверхности среды увеличивается накопление биомассы (из расчета на единицу объёма питательной среды), а значит, и возрастает содержание антибиотика в каждом миллилитре культуральной жидкости, т. е.

повышается ее антибиотическая активность.

Производственная схема биосинтеза любых антибиотиков включает следующие основные стадии: ферментацию, выделœение антибиотика и его химическую очистку, сушку антибиотика и приготовление лекарственной формы.

Для осуществления ферментации — биохимического процесса переработки сырья — крайне важно иметь питательную среду (сырье) и микроорганизмы, перерабатывающие это сырье.

Питательные среды подбирают с таким расчетом, чтобы они обеспечивали хороший рост и развитие продуцента и способствовали максимально возможному биосинтезу антибиотика.

Поднятию производительности антибиотической промышленности, помимо внедрения в практику глубинной ферментации, в огромной степени способствовало использование для биосинтеза новых высокопроизводительных штаммов-продуцентов. Для их получения были разработаны специальные методы селœекции.

Вследствие большой вариабельности микроорганизмов-продуцентов и быстрой утраты ими исходных свойств (особенно уровня антибиотической активности) крайне важно было разработать методы хранения микроорганизмов-продуцентов и поддержания активности, а также способы приготовления посœевного материала для засева огромных объёмов питательной среды в ферментерах.

  • — Антагонизм в мире микробов

    С явлением антагонизма в мире микробов было связано открытие антибиотиков. Антагонизм широко распространен в природных микробных сообществах, состоящих из бактерий, грибов, актиномицетов. дрожжей, водорослей, простейших и других микроорганизмов. Широкое понятие… [читать подробнее].

  • Источник: http://referatwork.ru/category/dom/view/64116_antagonizm_v_mire_mikrobov

    Антибиотики и бактерии, что вызывает резистентность, как правильно пить детям

    Антибиотики – это природные либо полусинтетические по своей природе вещества, которые угнетают рост чужеродных клеток. Чаще всего действие их направлено против простейших или прокариотов.

    По происхождению эти препараты могут быть на животных, микробных либо растительных экстрактах. Взаимодействие антибиотиков и бактерий может быть разнообразным.

    Одни препараты подавляют жизнь и активность определенной группы микробов, другие способствуют их гибели.

    Антибиотики естественного происхождения, как правило, синтезируются актиномицетами, а также немицелиальными микроорганизмами.

    Часть антибактериальных препаратов значительно подавляет размножение и рост патологических микроорганизмов, практически не нарушая при этом целостность клеток и тканей макроорганизма.

    Именно по этой причине данные средства рекомендуют пить или вводить инъекционно в лечебных целях после установления бактериальной природы заболевания. Некоторое количество антибиотиков обладает противоопухолевым (цитостатическим) действием и применяется в лечении онкологических заболеваний.

    Однако на вирусы данная группа препаратов не воздействует, поэтому их применение для лечения против вирусов бесполезно. Но существуют данные, что некоторые группы антибиотиков (например, тетрациклины) способны оказывать эффект на вирусы наиболее крупных размеров.

    Виды и особенности

    Множество видов антибактериальных препаратов стало причиной создания системы классифицирования их на группы. В зависимости от того, какое действие проявляет препарат после взаимодействия с бактериальной клеткой, различают две основных группы препаратов:

    • Бактериостатические – медикаменты препятствуют размножению микробов, после чего не убивают их.
    • Бактерицидные – уничтожают микробов, после чего способствуют их выведению из макроорганизма.

    Согласно химическому составу в медицине широко применяется следующая классификация:

    1. Бета-лактамные препараты: пенициллины (синтезируются Penicillinum рода плесневых грибков) и цефалоспорины (по структуре довольно похожи на пенициллины, применяются после предыдущих, если есть устойчивость бактерий к пенициллинам).
    2. Макролиды – имеют бактериостатическое действие и сложную структуру.
    3. Тетрациклины – оказывают, как правило, бактериостатическое действие, применяются в лечении заболеваний инфекционного генеза мочевыводящей (микробы в моче) и дыхательной систем; также ими лечат тяжелые инфекционные заболевания: туляремию, сибирскую язву, бруцеллез.
    4. Аминогликозиды – высокотоксичные бактерицидные препараты, используются в лечении тяжелых инфекционных осложнений: перитонита, сепсиса.
    5. Левомицетины – бактериостатические препараты, применяются редко, так как после их использования могут развиваться угрожающие жизни осложнения: поражение структуры и нарушение кровеобразующей функции костного мозга.
    6. Гликопептидные антибиотики – препятствуют образованию стенки бактериальной клетки, обладают бактерицидным эффектом, однако против энтерококков, стафилококков и стрептококков проявляют бактериостатическое действие.
    7. Линкозамиды – обладают бактериостатическими свойствами (вследствие блокировки продуцирования рибосомами белка). Высокие концентрации на высокочувствительные микробы могут действовать бактерицидно.
    8. Противотуберкулезные медикаменты – высокоэффективны против туберкулезной палочки: изониазид, салюзид, фтивазид, метазид, протионамид, этионамид.
    9. Противолепрозные средства – наиболее эффективны против возбудителей лепры: солюсульфон, диафенилсульфон, диуцифон.
    10. Антибиотики различных групповых принадлежностей – к ним относят ристомицина сульфат, рифамицин, фузинид-натрий, гелиомицин, грамицидин.
    11. Антибиотики противогрибковой направленности действия – обладают литическим действием против грибков, повреждают клеточную мембрану грибков, после чего провоцируют их гибель. Такими препаратами лечат грибковые поражения кожи, ногтей и другие патологии.

    Механизм действия

    Действие антибиотиков не ограничивается антибактериальным эффектом при наружном применении, как у антисептиков. Антибиотиками эффективно лечат и вылечивают заболевание при правильном их системном использовании (таблетки, инъекционные формы, суппозитории).

    Действие антибиотиков может протекать по различным механизмам влияния на бактериальную клетку:

    • блокировка образования клеточной стенки;
    • нарушение основных функций мембраны;
    • угнетение образования нуклеиновых кислот;
    • блокировка образования пиримидинов и пуринов;
    • угнетение действия дыхательных ферментов микроба.

    Чем опасно неправильное использование антибиотиков?

    Антибиотики и бактерии – два взаимоисключающих понятия. Однако, если неправильно пить или вводить препараты, можно получить серьезные последствия, такие как резистентность.

    Под термином резистентность в медицине понимают устойчивость бактериальных клеток к антибактериальным препаратам определенной группы. Резистентность к препаратам у бактерий появляется спонтанно.

    Вызывает такую устойчивость мутация, которая под действием лекарственного средства укореняется в популяции. Препарат не вызывает резистентность, но стимулирует ее укрепление, а устойчивые штаммы распространяются.

    Резистентность может формироваться по разным механизмам и причинам:

    1. Бактериальная клетка не имеет структур, чувствительных для данной группы антибиотиков.
    2. Бактериальная стенка непроницаема для лекарственного препарата.
    3. Микроб способен инактивировать препарат (прекратить действие) данной группы.
    4. Как результат генетических мутаций, процессы жизнедеятельности бактерии могут быть изменены так, что блокировка антибиотиком определенных реакций не опасна для существования микробной клетки, в чем и выражается устойчивость.

    Однако главной проблемой является даже не устойчивость бактериальной клетки к одному из групп антибиотиков, а ее резистентность к нескольким группам антибиотиков (мультирезистентность).

    Ведь чем более устойчивы микробы к различным препаратам, тем меньше медикаментозных средств остается для устранения заболевания.

    Читайте также:  Нефротоксичные антибиотики список

    Одним из наиболее ярких примеров бактерий, которые имеют высокую устойчивость к ряду антибиотиков, является хеликобактер пилори (Helicobacter pylori).

    Типичный представитель резистентных штаммов

    Хеликобактер пилори является представителем тех бактерий, устойчивость которых к различным группам антибиотиков значительно затрудняет лечение. Учитывая широкую резистентность хеликобактер пилори, терапия включает несколько антибиотиков.

    Если пациент когда-то принимал назначенный врачом антибиотик, то лечение будет неэффективным, так как на него у хеликобактер уже выработалась устойчивость. Кроме того, все чаще встречается развитие дисбактериоза на фоне приема этих лекарств, так как они также убивают полезные бактерии в организме человека.

    Наблюдаются в отдельных случаях борьбы против хеликобактер и аллергические реакции на различные компоненты, входящие в лечение.

    Для максимально эффективного лечения патологий пищеварительной системы, вызванных хеликобактер, нужно использовать антибиотики специфического действия.

    Такие медикаменты должны обладать не только высокой эффективностью против хеликобактер, но и проявлять устойчивость к агрессивной среде желудка, быть способными проникнуть под слизь желудка для направленного действия против хеликобактер.

    Действие таких медикаментозных средств против хеликобактер должно быть локальным, и выводиться в кратчайшие сроки из организма после воздействия на микроб. Только полное уничтожение хеликобактер гарантирует полное излечение больного.

    О чем говорит наличие бактерий в общем анализе мочи

    Выявление бактерий в моче является одним из наиболее распространенных первоочередных диагностических мероприятий. Важно не только обнаружение микробов в моче, но и их количество.

    Титр бактерий до 10 в четвертой степени на 1 мл в моче считается нормой. В моче мочевого пузыря бактерий нет, однако после ее протекания по всем мочевыводящим путям она значительно загрязняется ими.

    На количестве бактерий в моче отражается и время транспортировки, хранения. Поэтому бактерии в моче являются диагностически значимым критерием только после дополнительного лабораторного подтверждения.

    Правила безопасного использования антибиотиков в детском возрасте

    1. Не стоит настаивать на назначении антибактериального препарата на приеме у педиатра, так как многие заболевания вызывают вирусы, а не бактерии.
    2. Нельзя давать пить эти препараты самостоятельно для лечения заболеваний у детей.

    3. Если в лечении каких-то заболеваний в ближайшее время до настоящего времени (до 3 месяцев) использовались антибиотики, то эту информацию необходимо передать врачу для исключения риска носительства бактерий, имеющих резистентность. Это имеет особое значение у детей. Например, если проводилось лечение бактериурии (микробы в моче).

    4. В случае назначения врачом лекарства данного типа ребенку, не отказывайтесь от назначенных им анализов, направленных на определение возбудителя и его чувствительности. Это может быть изучено исследованием культур обнаруженных в крови, моче, мазках, мокроте.

    5. Нужно обращать внимание на возрастные ограничения препаратов, так как при лечении детей разного возраста нужно пить разные медикаменты.
    6. Наиболее оптимальный вариант приема антибактериальных препаратов у детей – пить в виде таблеток или капсул (пероральный прием).

    7. Необходимо соблюдать точность в назначенной кратности приема и дозировке лекарства – только так можно достичь максимального эффекта.
    8. Нельзя прекращать пить антибиотики раньше срока окончания назначенного курса, так как может развиться устойчивость к этому лекарству.

    9. Запрещается сочетание приема данной группы лекарств с антигистаминными медикаментами у детей.

    Итак, не стоит заниматься самолечением, ведь далеко не всегда можно правильно определить свое заболевание самостоятельно, даже если анализ обнаружил бактерии в моче.

    Только специалист способен правильно установить диагноз и определить, какие препараты необходимо применить в лечении каждого отдельного случая. Множество патологий имеют общие симптомы, однако их лечение может кардинально отличаться. Не стоит сразу пить антибиотики, ведь причиной патологии могут оказаться вирусы, а не бактерии. Только внимательное отношение к своему здоровью и здоровью своих детей спасет от неприятных и опасных осложнений (резистентность), которые могут возникнуть, если лечение назначено неправильно.

    Взаимодействие антибиотиков и бактерий Ссылка на основную публикацию

    Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/in-medicine/antibiotiki-i-bakterii.html

    Антагонизм среди микробов. Работы И. И. Мечникова в этой области. Микробы- антагонисты как продуценты антибиотиков

    Анти­биотики — вещества природного происхождения, обладающие выраженной биологигеской активностью. Они могут быть получены из микробов, расте­ний, животных тканей и синтетическим путем.

    Основными продуцентами антибиотиков служат микроорганизмы, обитающие в почве и воде, где они постоянно вступают между собой в самые разнообразные взаимоотношения.

    Последние могут быть нейтральными, взаимовыгодными (на­пример, деятельность гнилостных бактерий создает условия для деятельности ни­трифицирующих бактерий), но очень часто они являются антагонистическими. И это понятно.

    Только таким путем в природе могло сложиться сбалансированное сосуществование громадного числа видов живых существ. Антагонистические вза­имоотношения между бактериями наблюдал еще Л. Пастер. И. И. Мечников пред­ложил использовать антагонизм между бактериями на пользу человеку.

    Он, в част­ности, рекомендовал подавлять активность гнилостных бактерий в кишечнике че­ловека, продукты жизнедеятельности которых, по его мнению, сокращают жизнь человека, молочнокислыми бактериями.

    Механизмы микробного антагонизма различны. Они могут быть связаны с кон­куренцией за кислород и питательные вещества, с изменением рН среды в сторону, неблагоприятную для конкурента, и т. д.

    Одним из универсальных механизмов микробного антагонизма является синтез химических веществ-антибиотиков, которые либо подавляют рост и размножение других видов микроорганизмов (бактериостатическое действие), либо убивают их (бактерицидное действие).

    Химиотерапия и химиопрофилактика инфекционных болезней. Антибиотики. Принципы их лечебного применения. Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам. Осложнения при антибиотикотерапии и их предупреждение.

    Химиотерапия — специфическое антимикробное, антипаразитар­ное лечение при помощи химических веществ. Эти вещества обла­дают важнейшим свойством — избирательностью действия против болезнетворных микроорганизмов в условиях макроорганизма.

    Анти­биотики — вещества природного происхождения, обладающие выраженной биологигеской активностью. Они могут быть полугены из микробов, расте­ний, животных тканей и синтетигеским путем

    Рациональное лечение антибиотиками должно строиться на основе знания инди­видуальных особенностей пациента, течения заболевания, биологии возбудителя и его отношения к антибиотикам, а также свойств назначаемого препарата (препаратов). По мнению С. М. Навашина, необходимо придерживаться следующих основ­ных принципов рациональной антибиотикотерапии:

    1) выделение и идентификация возбудителя, изучение его антибиотикограммы;

    2) выбор наиболее активного и наименее токсичного препарата;

    3) определение оптимальных доз и методов введения на основе знания особенно­стей кинетики антибиотика в организме больного для создания в крови, жидкостях и тканях организма терапевтических концентраций, превышающих в 2—3 раза ми­нимальную подавляющую концентрацию для данного возбудителя;

    4) своевременное начало лечения и проведение курсов антибиотикотерапии не­обходимой продолжительности вплоть до полного закрепления терапевтического эффекта;

    5) знание характера и частоты побочных явлений при назначении антибиотиков, особенно в условиях нарушения их распределения в организме больного при неко­торых патологических состояниях, например почечно-печеночной недостаточности;

    6) комбинирование антибиотиков между собой и с другими препаратами с целью усиления антибактериального эффекта, улучшения их фармакокинетики и сниже­ния частоты побочных явлений.

    Чаще всего для определения чувствительности бактерий к антибиотикам используются два метода: метод диффузии в агар с приме­нением стандартных дисков, пропитанных антибиотиком, и метод серийных разве­дений антибиотика.

    —Осложнения. При неоднократном или длительном применении, наблюдаются нежелательные реакции, которые можно разделить на следующие 4 группы: аллергические, токсические, эндотоксические и дисбактериозы.

    Аллергические реакции наблюдаются в тех случаях, когда антибио­тик выступает в качестве аллергена. Могут носить ха­рактер крапивницы, дерматита, сыпи, ринита и т. п. Наибольшую опасность представ­ляет пенициллиновый шок — реакция гиперчувствительности немедленного типа.

    Токсические реакции возникают чаще всего в связи с органотропным фармакодинамическим действием антибиотика и при продолжительном лечении. Проявля­ются в виде поражения вестибулярного аппарата (неомицин, канамицин, стрепто­мицин), почек (полимиксин, неоми­цин, мономицин, стрептомицин), периферических нервов, различных поражений ЦНС (циклосерин, неомицин, поли­миксин) и других нарушений.

    Наиболее тяжелым бывает токсическое воздействие на кровь: агранулоцитоз, апластическая анемия (левомицетин).

    Эндотоксические реакции развиваются в тех случаях, когда под влиянием ан­тибиотика происходит массовое разрушение грамотрицательных бактерий, со­провождающееся выделением и поступлением в кровь их эндотоксина (липополисахарида).

    Одним из самых частых осложнений, особенно при длительном применении ан­тибиотиков с широким антимикробным спектром, являются дисбактериозы.

    5. Микрофлора воздуха. Роль воздуха в распространении возбудителей инфекцион­ных болезней. Методы исследования микрофлоры воздуха.

    Микробиологический контроль возду­ха проводится с помощью методов естест­венной или принудительной седиментации микробов. Естественная седиментация (по методу Коха) проводится в течение 5—10 мин путем осаждения микробов на поверхность твердой питательной среды в чашке Петри.

    Принудительная седиментация микробов осуществляется путем «посева» проб воздуха на питательные среды с помощью специаль­ных приборов (импакторов, импинджеров, фильтров). Импакторы — приборы для при­нудительного осаждения микробов из воздуха на поверхность питательной среды (прибор Кротова, пробоотборник аэрозоля бактерио­логический и др.).

    Импшджеры — приборы, с помощью которых воздух проходит через жидкую питательную среду или изотоничес­кий раствор хлорида натрия.

    Санитарно-гигиеническое состояние воз­духа определяется по следующим микробио­логическим показателям:

    1. Общее количество микроорганизмов в 1 м3 воздуха (так называемое общее микробное число, или обсемененность воздуха) — коли­чество колоний микроорганизмов, выросших при посеве воздуха на питательном агаре в чашке Петри в течение 24 ч при 37 °С, выра­женное в КОЕ;

    2. Индекс санитарно-показательных микро­бов— количество золотистого стафилококка и гемолитических стрептококков в 1 м3 воздуха.

    Эти бактерии являются представителями мик­рофлоры верхних дыхательных путей и имеют общий путь выделения с патогенными микроор­ганизмами, передающимися воздушно-капель­ным путем.

    Появление в воздухе спорообразующих бактерий — показатель загрязненности воздуха микроорганизмами почвы, а появление грамотрицательных бактерий — показатель воз­можного антисанитарного состояния.

    Для оценки воздуха лечебных учреждений мож­но использовать данные из официально рекомен­дованных нормативных документов.

    Источник: https://studlib.info/biologiya/99873-antagonizm-sredi-mikrobov-raboty-i-i-mechnikova-v-yetoy-oblasti-mikroby—antagonisty-kak-producenty-antibiotikov/

    Ссылка на основную публикацию