Антибиотики широкого спектра действия нового поколения: список препаратов

Антибиотики широкого спектра действия нового поколения используют в составе комплексного лечения большого числа патологий. Данная группа медикаментов является универсальным лекарством, поскольку демонстрирует эффективность в отношении широкого числа патогенов. Современные антибиотики выпускают в таблетках, капсулах, суспензии. На полках аптек можно встретить даже мазь с антибиотиком. При таком широком разнообразии действенных лекарственных средств не следует забывать о вреде самолечения. Подбор препарата может осуществлять только врач, учитывая показания к применению, возраст пациента и особенности его организма.

Какие бывают антибиотики

Самый известный природный антибиотик – это Пенициллин, который был открыт в конце 20-х годов прошлого столетия. Впоследствии были выявлены такие антибактериальные вещества как тетрациклин, стрептомицин, полимиксин. В наше время у всех природных антибактериальных лекарств есть синтетические аналоги.

Список современных антибиотиков обширен. Существует несколько видов классификаций, по которым различают медикаменты данной группы:

• в первую очередь, это разделение по механизму действия: бактерицидное, бактериостатическое;
• затем список лекарств разделяют по спектру их эффективности: лекарство может обладать широким или узким спектром действия.

Препараты широкого спектра действия

Список антибиотиков широкого спектра действия выглядит следующим образом:

• препараты пенициллинового ряда: средства на основе амоксициллина, а также амоксициллина в сочетании с клавулановой кислотой;
• лекарства из группы цефалоспоринов на основе активного компонента цефиксима, цефпирома;
• средства тетрациклинового ряда на основе Тетрациклина;
• фторхинолоновая группа: препараты на основе левофлоксацина, гатифлоксацина, ципрофлоксацина, офлоксацина;
• средства из группы аминогликозидов: лекарства на основе стрептомицина;
• арепараты из группы карбапенемов: Меропенем;
• лекарства из группы макролидов: препараты на основе азитромицина, эритромицина, мидекамицина, кларитромицина.

Названия лекарств мало о чем информируют, поэтому перед началом использования лекарства любой группы важно ознакомиться с показаниями к его применению и другими особенностями использования.

Как действуют антибиотики широкого спектра

Получив информацию о том, как может называться тот или иной современный антибактериальный препарат с широким спектром фармакологической активности, важно воздерживаться от самостоятельного подбора подходящего медикамента. Часто критерием оценки лекарства становится его стоимость. Здесь работает следующее правило: не все то хорошо, что дорого стоит. Даже дешевый препарат может оказаться более эффективным, если он подобран в соответствии с чувствительностью патогенного микроорганизма к действующему веществу средства.

Антибактериальные препараты широкого спектра действия оказывают воздействие как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии:

• грамположительные патогены часто становятся причиной развития инфекционных болезней, поражающих носоглотку, уши, дыхательную систему. Возбудителями становятся стафилококковые, энтерококковые инфекции. Болезнь также может развиться под воздействием клостридий, листерий, коринебактерий;
• грамотрицательных патогенов меньше, чаще всего они поражают мочеполовую систему, кишечник. Болезнь может развиться под воздействием кишечной палочки, шигелл, сальмонелл, протея.

Показаниями к использованию препаратов широкого спектра действия являются:

• неэффективность антибиотиков узкого спектра действия;
• выявление суперинфекции (болезни, спровоцированной сразу несколькими видами патогенов).

Несомненным преимуществом антибиотиков широкого спектра действия является тот факт, что такие лекарства могут быть использованы даже в том случае, если возбудитель заболевания не выявлен. В таком случае врач подбирает лекарство, основываясь на клинической картине болезни.

Современные пенициллины

Препараты на основе амоксициллина и клавулановой кислоты являются современными антибиотиками широкого спектра действия из группы пенициллинов. Встречаются под такими торговыми названиями: Флемоклав Солютаб, Амоксиклав, Аугментин. Такие лекарства оказывают воздействие на синуситы, рецидивирующие тонзиллиты, средний отит, зубной абсцесс, инфицирование мягких тканей, пиелонефрит, цистит, уретрит. Дозу лекарства подбирают в зависимости от показаний к применению.

У пациентов с гиперчувствительностью к пенициллинам в анамнезе могут возникать тяжелые аллергические реакции на фоне применения Флемоклава и других препаратов с подобной комбинацией активных компонентов.

Обзор препаратов из группы макролидов

Показанием к применению препаратов из группы макролидов является комплексное лечение:

• ангины;
• обострения хронического отита;
• коклюша;
• синусита;
• бронхитов и пневмонии у пациентов старше 5 лет.

Действие макролидов может развиваться немного медленнее, чем препаратов других групп. Макролиды обладают способностью приостанавливать рост и размножение патогенных микроорганизмов. Важной особенностью данной группы лекарства является то, что к их действию быстро формируется устойчивость. Не следует использовать макролиды для лечения инфекций чаще, чем 1 раз в 3-4 месяца.

Азитромицин

Азитромицин является одним из наиболее популярных препаратов из группы макролидов. Отличается высокой переносимостью. Оказывает воздействие на гемофильную палочку, которая может провоцировать отиты и синуситы. Препарат рекомендовано принимать перед едой. Оптимальна кратность использования – 1 раз в 24 часа. Продолжительность терапии занимает в среднем от 3 до 5 дней. Среди противопоказаний выделяют тяжелую дисфункцию печени и почек.

Особенности применения фторхинолонов

Фторхинолоны не рекомендованы при терапии пациентов, которым не исполнилось 18 лет. Это обусловлено тем, что лекарства этой группы оказывают воздействие на выработку компонентов, которые входят в состав сухожилий. Если использовать фторхинолоны в ходе терапии пациентов детского возраста, присутствует риск развития серьезных изменений в области хрящевых тканей.

Показаниями к использованию антибиотиков из группы фторхинолонов являются:

• синуситы;
• обострение хронической формы бронхита;
• тяжелая форма наружного отита;
• развитие внебольничной пневмонии, дизентерии, сальмонеллеза, аднексита, хламидиоза.

Антибактериальные средства этой группы необходимо запивать достаточным количеством жидкости. Во время терапии следует выпивать не менее 1,5 литров воды в день. Во время приема лекарства, а также на протяжении 5-7 дней после прекращения его использования необходимо воздерживаться от нахождения под прямыми солнечными лучами.

Офлоксацин

Препараты на основе офлоксацина могут быть использованы при лечении урологических и гинекологических заболеваний. Препарат используют в ходе терапии бронхита и синусита. От применения данного вещества следует воздерживаться при лечении ангины и внебольничного воспаления легких пневмококкового происхождения.

Применение Моксифлоксацина

Моксифлоксацин (торговое название Авелокс) представляет собой высокоэффективный антибактериальный препарат, представитель фторхинолонов 3 поколения с широким спектром фармакологической активности. Оптимальная суточная дозировка составляет 400 мг, таблетки следует принимать 1 раз в 24 часа. Продолжительность лечения варьируется от 1 недели до 10 дней.

Детские антибактериальные препараты

Отдельного внимания заслуживают антибиотики для детей. При использовании таких препаратов врачи часто прибегают к «правилу 3 дней»: если за это время средство не оказало эффект, стратегию лечения пересматривают. Список лекарственных средств, которые могут быть использованы при терапии детей:

• лекарства на основе ампициллина могут быть использованы в ходе комплексного лечения отитов, ангины, воспаления легких, синуситов, фарингитов. Суспензию или сироп необходимо предварительно развести в небольшом количестве кипяченой воды;
• Сумамед Форте – используется при терапии детей старше 5 месяцев. Показан для лечения острого бронхита, синусита, тонзиллита, внебольничной пневмонии, инфекций кожных покровов, отита, болезни Лайма. Прием суспензии осуществляют 1 раз в 24 часа: за 60 минут до или спустя 120 минут после еды. После того как ребенок принял суспензию, ее необходимо запить небольшим количеством воды;
• Флемоксин Солютаб – может быть использован даже в ходе лечения детей до 1 года. Эффективен при лечении инфекций ЛОР-органов, мягких тканей, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы;
• Зиннат – используют при терапии детей старше 3 месяцев. Средство эффективно при лечении гонококковых инфекций, хронического ринита, тонзиллита, синусита, обострений фарингита и ангины, хронического бронхита, цистита;
• Аугментин – дозировку препарата подбирают с учетом веса ребенка.

В ходе лечения детей используется меньшая дозировка, чем для взрослых пациентов. Детские антибиотики широкого спектра действия также назначают в зависимости от показаний к приему. Среди лекарственных форм есть не только таблетки, но и суспензия для внутреннего приема. Такой вид лекарства в большинстве случаев имеет приятный вкус, и ребенок может принять средство без психологического дискомфорта.

Антибактериальные препараты для наружного нанесения

Мазь с антибиотиком способствует устранению патогенных микроорганизмов и профилактике их повторного воздействия. Современные антибактериальные лекарства для наружного нанесения не только быстро устраняют воспалительные процессы, но и значительно ускоряют процесс регенерации. Мази могут быть использованы в ходе терапии:

• инфекционных заболеваний, поражающих органы зрения: конъюнктивита, блефарита, кератита;
• бактериальных осложнений после офтальмологической операции или травмы глаза;
• гнойниковых кожных заболеваний: фурункулов, карбункулов, угревой сыпи;
• трофических эрозий, экзем, пролежней, ожоговых или холодовых поражений кожи;
• укусов животных и насекомых;
• острого наружного отита.

Мази с антибактериальной активностью способствуют оказанию широкого спектра воздействия на различные штаммы возбудителей инфекционных заболеваний. Продолжительность терапевтического воздействия после однократного нанесения препарата сохраняется не менее 8-9 часов. Для достижения оптимального лечебного результаты мази рекомендуют наносить 2-3 раза в сутки. Перечень препаратов с антибактериальной активностью:

• Тетрациклиновая мазь;
• Офлокаин;
• Гентаксан;
• Левосин;
• Бактробан;
• Левомеколь;
• Банеоцин.

Противопоказаниями к применению антибактериальных мазей являются непереносимость организма пациента к отдельным компонентам лекарства, аллергические реакции. Такие препараты не следует использовать при кожных формах туберкулеза, злокачественных новообразованиях, микозах, поражениях кожи вирусного происхождения (герпес, ветряная оспа).

Следует помнить, что если заболевание спровоцировано воздействием вируса, а не бактериями, то антибиотики будут бессильны. В данном случае помогут только противовирусные препараты и иммуностимуляторы.

Современные антибиотики

Появившись в начале 20 века, антибиотики спасли миллионы жителей. Современные антибиотики применяются для лечения широкого спектра заболеваний, включая чуму и раковые опухоли.

Антибиотик: что это такое

Название «антибиотик» имеет греческое происхождение и буквально означает «против жизни».

Основное назначение антибиотика – уничтожение или подавление жизнедеятельности (роста и деления) патогенных клеток: прокариотических или простейших возбудителей заболеваний. Одновременно антибиотики угнетают и полезную микрофлору организма.

Антибиотик – антибактериальный препарат растительного, животного или микробного, то есть естественного, происхождения.

Противобактериальные препараты синтетического происхождения называются антибактериальными химиопрепаратами. Антибиотики естественного происхождения и антибактериальные химиопрепараты сегодня объединяют под общим понятием «антибиотик».

Разные виды антибиотиков по-разному воздействуют на живые клетки бактерий. Некоторые вызывают их гибель. Другие препятствуют их жизнедеятельности, предоставляя иммунным силам организма самостоятельно уничтожить оставшиеся болезнетворные микроорганизмы.

Антибиотик: применение

Антибиотики используют при лечении заболеваний, имеющих бактериальную природу, то есть вызванных появлением и распространением в организме патогенных болезнетворных микроорганизмов.

Современные антибиотики широкого спектра действия используют для лечения большого числа заболеваний: бронхит, пневмонию, ангины, воспаление легких, туберкулез, пиелонефрит, заболевания мочеполовой системы, раковые опухоли, гнойные поражения органов и тканей, венерические заболевания и др.

Бесполезно лечить антибиотиками болезни вирусного происхождения: гепатиты, грипп, герпес, ветрянку, корь, краснуху.

Антибиотики: открытие

Александр Флеминг считается первооткрывателем антибиотиков. В лаборатории ученого споры плесени случайно попали в пробирку со стафилококками. Через несколько дней ученый обнаружил, что разросшаяся плесень уничтожила стафилококки. В то время научный мир счел открытие Флеминга неубедительным и бесперспективным.

Английский биохимик Эрнст Чейн сумел впоследствии извлечь пенициллин в чистом виде и наладить производство медицинских препаратов на его основе в 40-х годах ХХ века. Промышленное производство пенициллина началось по окончании Второй мировой войны.

В 1942 году в СССР появился аналог пенициллина, более эффективный и дешевый, чем английский препарат.

Сегодня существует более 30 групп антибактериальных препаратов.

Антибиотики: основные виды

Современные антибиотики последнего поколения различаются по происхождению и механизму воздействия на микроорганизмы. Соответственно, их применяют при лечении разных видов болезней.

Пенициллины или β-лактамныме антибиотики

Именно пенициллины были первыми антибиотиками, выработанными из грибов Penicillium. Их активно применяли с конца 40-х годов ХХ века. Пенициллины произвели революцию в медицине, поборов многие, прежде неизлечимые, болезни, например чуму и оспу.

Пенициллины имеют бактерицидный эффект, который проявляется в том, что они препятствуют выделению фермента пептидогликана – основного компонента стенок бактерий. Без данного фермента бактерии погибают. Сегодня, как и 70 лет назад, пенициллины широко используются во врачебной практике.

Бактерии постоянно модифицируются, приспосабливаясь к лекарственным препаратам. Пенициллиновые антибиотики широкого спектра действия нового поколения защищены клавулановой кислотой, тазобактамом и сульбактамом, которые не позволяют бактериям воздействовать на антибактериальный препарат.

В числе недостатков пенициллиновых антибиотиков – аллергические реакции на его компоненты. Некоторым людям пенициллины противопоказаны, поскольку вызывают сильные аллергические реакции, включая отек гортани, который может привести к смерти от удушения.

Пенициллины естественного происхождения синтезируются грибами. Спектр их воздействия на микроорганизмы узок и они не защищены от ферментов, которые выделяются некоторыми болезнетворными бактериями.

Пенициллины полусинтетического происхождения устойчивы к ферментам, производимым бактериями – пеницилиназам: оксациллин, ампициллин, амоксициллин, метициллин, нафциллин.

Пенициллины широкого спектра действия: мезлоциллин, азлоциллин, мециллам.

Цефалоспорины

β-лактамные препараты синтетического и полусинтетического происхождения, которые резистентны к ферментам, производимым бактериями.
Так же, как и пенициллины, цефалоспорины провоцируют аллергические реакции организма.

В настоящее время производится несколько поколений цефалоспоринов.

1 поколение: цефадроксил, цефалексин.
2 поколение: цефуроксим (аксетил), цефаклор.
3 поколение: цефтриаксон, цефотаксим, цефтизадим, цефоперазон, цефтибутен.
4 поколение: цефепим.

Эти препараты применяют при лечении тяжелых заболеваний носоглотки и уха, пиелонефрита, гонореи, а также при проведении хирургических операций для профилактики осложнений.

Макролиды

На данный момент азитромицин – это лучший антибиотик широкого спектра действия, который наименее токсичен для организма и практически не вызывает аллергических реакций.

Макролидные препараты проникают в клетки микроорганизмов и предотвращают их рост и деление. Из крови макролиды в кратчайшие сроки локализуются в очаге инфекции и препятствуют ее распространению.

Антибиотик накапливается в организме и воздействует на патогенные бактерии даже при однократном применении препарата.

Сфера применения: воспаление среднего уха и носовых пазух, бронхов и легких, миндалин, инфекции органов малого таза.

Тетрациклины

Самый известный антибиотик с выраженными бактериостатическими свойствами. Препараты тетрациклины эффективны при местном применении. В числе недостатков тетрациклинов – у микроорганизмов быстро появляется устойчивость к ним. Поэтому их применяют в основном при лечении сифилиса, гонореи, микоплазмоза.

Аминогликозиды

Аминогликозиды имеют выраженный бактерицидный эффект, они уничтожают чувствительные к ним микроорганизмы.

Данные антибиотики быстро и эффективно действуют на многие тяжелые инфекции, в том числе те, которые не проявляются болезненными симптомами.
Механизм воздействия аминогликозидов не зависит от состояния иммунитета больного, но для его запуска необходимы аэробные условия. Они неэффективны в омертвевших тканях или в тканях со слабым кровообращением, например, при лечении абсцессов и каверн.

Сфера применения: фурункулез, инфекции мочевыводящих путей, воспаление внутреннего уха, эндокардит, пневмония, сепсис, бактериальное поражение почек.

Фторхинолоны

Сильнодействующие антибиотики широкого спектра действия. Оказывают сильнейший бактерицидный эффект, разрушая синтез ДНК клетками бактерий, что вызывает их гибель.

Эти сильные антибиотики широкого спектра действия не назначают детям и беременным женщинам. Они оказывают выраженное побочное воздействие на деятельность опорно-двигательного аппарата: костей и суставов.

Фторхинолоны благодаря сильнейшему бактерицидному эффекту применяются местно – в виде капель для ушей и глаз.

Сфера применения: холера, кишечная палочка, синегнойная палочка, шигелла, сальмонелла, микоплазма, хламидия, легионелла, гонококк, менингококк, микобактерия туберкулеза.

Препараты: гемифлоксацин, моксифлоксацин, левофлоксацин, спарфлоксацин.

Антибиотики: опасность

Антибиотики уничтожают не только болезнетворные микроорганизмы, но и естественную микрофлору организма, в том числе кишечную микрофлору.
Использование антибиотиков при лечении некоторых заболеваний, например, вирусных, бесполезно.

Назначить препарат, эффективный при конкретном заболевании, может только квалифицированный специалист – врач, с учетом характера и течения болезни.

Для того, чтобы подобрать препарат индивидуально, нужно сделать бакпосев, который определит вид антибактериального препарата, эффективного в данном конкретном случае заболевания.

Антибиотики ежедневно спасают миллионы жизней, но эти препараты оказывают сильнейшее воздействие на весь организм в целом и применять их бесконтрольно, по меньшей мере, безответственно.

Многие препараты имеют ряд противопоказаний, и могут нанести организму непоправимый вред.

Прежде чем применить антибиотик, следует проконсультироваться с врачом – безвредных антибиотиков не существует!

Антибиотики широкого спектра действия. Классификация. Группы

Антибиотики широкого спектра действия. Классификация. Группы  

Антибиотики широкого спектра действия часто назначаются больным. Их противомикробное действие направлено на бактерии, вирусы, грибки и простейшие. Сегодня в распоряжении врачей имеется огромное количество антибиотиков. У них разное происхождение, химический состав, механизм антимикробного действия, антимикробный спектр и частота развития лекарственной устойчивости. Классификация антибиотиков претерпела множество изменений со времени их применения в клинической практике.

 

Разнообразны группы антибиотиков. Однако все они имеют и сходные признаки:

• Не проявляют заметное токсическое действие на организм.
• Обладают выраженным избирательным действием на микроорганизмы.
• Формируют лекарственную устойчивость.

Термин «антибиотик» внедрен в лексикон врачебной практики с момента получения и внедрения в лечебную практику пенициллина в 1942 году.

Первый антибиотик был открыт еще в 1929 году ученым Александром Флемингом. Биохимик англичанин Эрнст Чейн впервые получил антибиотик в чистом виде. Далее было начато их производство. А с 1940 года антибиотики уже активно использовались для лечения.

Сегодня производится более 30-и групп противомикробных препаратов. Все они имеют свой микробный спектр, имеют разную степень эффективности и безопасности.

Рис. 1. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «За открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Рис. 2. На фото «Спасительная плесень» пенициллина.

«Когда я проснулся на рассвете 28 сентября 1928 года, я, конечно, не планировал революцию в медицине своим открытием первого в мире антибиотика или бактерии-убийцы», — эту запись в дневнике сделал Александр Флеминг, человек, который изобрёл пенициллин.

Кто вырабатывает антибиотики?

Антибиотики способны вырабатывать некоторые штаммы бактерий, грибки и актиномицеты.

Бактерии

• Штаммы Bacillus subtilis образуют бацитрацин и субтилин.
• Pseudomonas aeruginosa обладает способностью образовывать некоторые виды пиосоединений (пиоциназа, пиоцианин и др).
• Bacillus brevis образует грамицидин и тиротрицин.
• Bacillus subtilis образует некоторые полипептидные антибиотики.
• Bacillus polimixa образует полимиксин (аэроспорин).

Актиномицеты

Актиномицеты представляют собой грибковоподобные бактерии. Из актиномицетов получено более 200 антимикробных соединений антибактериальной, антивирусной и противогрибковой направленности. Самые известные из них: стрептомицин, тетрациклинин, эритромицин, неомицин и др.

Streptomyces rimosus выделяют окситетрациклин и римоцидин.

Streptomyces aureofaciens выделяют хлортетрациклин и тетрациклин.

Streptomyces griseus образует стрептомицин, маннозидострептомицин, циклогексимид и стрептоцин.

Грибки

Самые главные производители антибиотиков. Грибки вырабатывают цефалоспорин,

гризеофульвин, микофеноловую и пенициллиновую кислоты и др.

Penicillium notatum и Penicillium chrysogenum образуют пенициллин.

Aspergillus flavus образует пенициллин и аспергилловую кислоту.

Aspergillus fumigatus образует фумигатин, спинулозин, фумигацин (гельволевую кислоту) и глиотоксин.

Рис. 3. На фото колония сенной палочки — почвенной бактерии. Bacillus subtilis образует некоторые полипептидные антибиотики.

Рис. 4. На фото штаммы Penicillium notatum и Penicillium chrysogenum образуют пенициллин.

Рис. 5. На фото колонии актиномицетов.

к содержанию ↑

Клеточная стенка бактерий и антибиотики

Окрашивание бактериальных клеток в разный цвет в зависимости от толщины клетки изобрел в 1884 году датский бактериолог Ганс Кристиан Йоахим Грам. Его метод окраски сыграл главную роль в разработке классификации бактерий.

Рис. 6. На фото строение бактериальной стенки грамположительных (справа) и грамотрицательных (слева) бактерий.

Грамотрицательные бактерии

У бактерий, которые при окрашивании по Граму приобретают красную или розовую окраску (грамотрицательные), клеточная стенка толстая, многослойная. Внешняя мембрана грамотрицательных бактерий служит защитой от некоторых антибиотиков — лизоцима и пенициллина. К тому же липидная часть внешнего листа мембраны этих бактерий выполняет роль эндотоксинов, которые, попадая в кровяное русло при заражении вызывают мощную интоксикацию и токсический шок.

Грамположительные бактерии

У бактериальных клеток, которые при окрашивании по Граму приобретают фиолетовую окраску (грамположительные), клеточная стенка тонкая. Внешний лист мембраны у них лишен липидного слоя — защиты от неблагоприятных условий. Такие бактерии легко повреждаются антибиотиками с бактериостатическим действием и антисептиками.

Рис. 7. На фото мазок, окрашенный по Граму. Видны грамположительные кокки синего цвета и грамотрицательные бациллы розового цвета.

к содержанию ↑

Группы антибиотиков природного происхождения

Существуют следующие группы антибиотиков, различающиеся по химическому составу:

• Бета-лактамные антибиотики.
• Тетрациклин и его производные.
• Аминогликозиды и аминогликозидные антибиотики.
• Макролиды.
• Левомицетин.
• Рифампицины.
• Полиеновые антибиотики.

к содержанию ↑

Группы антибиотиков синтетического происхождения (химиопрепараты)

Вещества, подавляющие рост и размножение бактерий синтетического происхождения правильно называть не антибиотиками, а химиопрепаратами. Сегодня их насчитывается 14 групп. Создавались химические соединения антимикробной направленности еще с начала XX века. Однако больших успехов на этом поприще ученые достигли с момента успехов синтетической химии. Первый химический препарат был синтезирован Паулем Эрлихом в 1907 году. Это был препарат для лечения сифилиса Сальварсан.

Сегодня 90% всех лекарственных препаратов, которые продаются в аптеках синтетического происхождения.

Рис. 8. На фото Сальварсан или «Препарат 606». Препарат создан Паулем Эрлихом на 606 попытке. 605 экспериментов по созданию химического препарата для лечения сифилиса были неуспешными.

Сульфаниламиды

Эта группа химиопрепаратов представлена Норсульфазолом, Сульфазином, Сульфадимезином, Сульфапиридазином, Сульфамоно- и Сульфадиметоксинами. Уросульфан широко применяется в урологической практике. Бисептол является комбинированным препаратом, который содержит сульфаметоксазол и триметоприм.

Препараты группы сульфаниламидов блокируют в клетке образование факторов роста — специальных химических веществ, которые принимают участие в обменных процессах. Применение сульфаниламидов ограничено из-за их параллельного воздействия на клетки человека.

Аналоги изоникотиновой кислоты и азотистых оснований

Аналоги изоникотиновой кислоты и азотистых оснований широко применяются при лечении туберкулеза. Препараты этой группы: Фтивазид, Изониазд, Метазид, Этионамид, Протионамид и ПАСК.

Производные нитрофурана

Производные нитрофурана обладают противомикробной активностью в отношении грамотрицательных и грамотрицательных бактерий, хламидий и трихомонад. Препараты этой группы представлены Фурациллином, Фуразолидоном и др., а также производными нитро-имидазола — Метронидазолом и Тинидазолом. Они блокируют процессы синтеза дочерних молекул ДНК.

Группа хинолонов/фторхинолов

Препараты этой группы проявляют активность в отношении грамотрицательных бактерий. Они представлены налидиксиновой кислотой, производными хинолонтрикарбоновой кислоты и производными хиноксалина. По мере введения этих препаратов в клиническую практику, их разделили на 4 поколения. Высокая антимикробная активность фторхинолов послужила поводом к разработке лекарственных форм для местного применения — ушных и глазных капель.

Производные имидазола

Производные имидазола (клотримазол, кетоконазол, миконазол и др.) обладают мощной активностью в отношении паразитических простейших и грибков. Широко применяются при трихомониазе, амебиазе и грибковых инфекциях. Метронидазол проявляет активность в отношении возбудителя язвенной болезни желудка и 12-и перстной кишки Helicobacter pylori.

Производные оксихинолина

Препараты этой группы активны в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, в том числе в отношении штаммов, проявляющих устойчивость к антибиотикам. Некоторые из них активны в отношении простейших (Хиниофор), другие — в отношении дрожжеподобных грибков рода Candida (Нитроксолин).

Рис. 9. Пути введения антибиотиков.

к содержанию ↑

Группы антибиотиков по механизму ингибирующего действия на разные структуры клетки

Антибиотики губительно действуют на микробную клетку. Их «мишенью» являются клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, рибосомы и нуклеотид.

Антибиотики, влияющие на клеточную стенку

Данная группа препаратов представлена пенициллинами, цефалоспоринами и циклосерином.

Пенициллины убивают микробную клетку путем подавления синтеза пептидогликана (муреина) — основного компонента их клеточных мембран. Этот фермент вырабатывают только растущие клетки.

Антибиотики, подавляющие синтез рибосомных белков

Самая многочисленная группа антибиотиков, которые продуцируются актиномицетами. Она представлена аминогликозидами, группой тетрациклина, левомицетином, макролидами и др.

Стрептомицин (группа аминогликозидов) оказывает антибактериальное действие способом блокировки субъединицы 30S рибосомы и нарушением считывания генетического кодонов, в результате чего образуются ненужные микробу полипептиды.

Тетрациклины нарушают связывание аминоацил-тРНК с комплеском рибосомы-матрица, в результате чего подавляется синтез белка рибосомами.

У мелких бактерий, внутриклеточных паразитов, тетрациклины подавляют окисление глутаминовой кислоты — исходного продукта в реакциях энергетического метаболизма. Левомицетин, линкомицин и макролиды подавляют пептидилтрансферазную реакцию с 50 S субъединицей рибосомы, что ведет к прекращению синтеза белка бактериальной клеткой.

Антибиотики, которые нарушают функцию цитоплазматической мембраны

Цитоплазматическая мембрана располагается под клеточной стенкой и представляет собой липопротеин (до 30% липидов и до 70% протеинов). Антибактериальные препараты, которые нарушают функцию цитоплазматической мембраны, представлены полиеновыми антибиотиками (Нистатин, Леворин и Амфотерицин В) и Полимиксином. Полиеновые антибиотики адсорбируются на цитоплазматической мембране грибков и связываются с ее веществом эргостеролом. В результате этого процесса клеточная мембрана теряет макромолекулы, что приводит к обезвоживанию клетки и ее гибели.

Антибиотики, которые ингибируют РНК-полимеразу

Данная группа представлена рифампицинами, которые продуцируются актиномицетами. Рифампицин подавляет активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы, что приводит к блокировке синтеза белка при переносе информации из ДНК на РНК.

Рис. 10. Повреждение мембраны бактериальной клетки антибиотиками приводит ее к гибели (компьютерное моделирование).

Рис. 11. На фото момент синтеза белка из аминокислот рибосомой (слева) и трехмерная модель рибосомы бактерии Haloarcula marismortui (справа). Именно рибосомы часто становятся «мишенью» для многих антибактериальных препаратов.

Рис. 12. На фото момент удвоения ДНК вверху и молекула РНК внизу. Рифампицин подавляет активность ДНК-зависимой РНК-полимеразы, что приводит к блокировке синтеза белка при переносе информации из ДНК на РНК.

к содержанию ↑

Классификация антибиотиков по воздействию на микробную клетку

Антибиотики обладают разным действием на бактерии. Одни из них останавливают рост бактерий (бактериостатики), другие — убивают (бактериоцидное действие).

Антибиотики с бактериоцидным действием

Препараты этой группы убивают бактериальную клетку. К ним относятся бензилпенициллин, его полусинтетические производные, цефалоспорины, фторхинолоны, аминогликозиды, рифампицины.

Антибиотики, обладающие бактериостатическим эффектом

Препараты этой группы останавливают рост микробов. Бактерии, не достигшие определенных размеров, не способны к размножению и быстро погибают, поэтому бактериостатический эффект равен по силе бактериоцидному. К антибиотикам этой группы относятся тетрациклины, макролиды и аминогликозиды.

Рис. 13. На антибиотики, как и на другие лекарственные препараты может развиться аллергия. На фото разные проявления аллергии (кожная форма).

к содержанию ↑

Антибиотики узкого и широкого спектра действия

По воздействию на микробы антибиотики подразделяются на две группы: широкого спектра действия (основная масса антимикробных препаратов) и узкого.

Антибиотики узкого спектра действия

а) Бензилпенициллин обладает активностью в отношении гноеродных кокков, грамположительных бактерий и спирохет.

б) Противогрибковые препараты природного происхождения Нистатин, Леворин и Амфотерицин В. Обладают активностью в отношении грибков и простейших.

Антибиотики широкого спектра действия

Антибиотики широкого спектра действия проявляют активность в отношении целого ряда грамотрицательных и грамположительных бактерий. Некоторые из них губительно действуют на внутриклеточные паразиты — риккетсии, хламидии и микоплазмы. Антибиотики широкого спектра действия представлены цефалоспоринами третьего поколения, тетрациклинами, левомицетином, аминогликозидами, макролидами и рифампицином.

Рис. 14. Для детей широко используются таблетированные формы, суспензии и сиропы. Для подростков – таблетки и капсулы.

к содержанию ↑

Антибиотики широкого спектра действия: краткая характеристика

Пенициллины

Пенициллины естественного происхождения считаются антибиотиками узкого спектра действия. Наиболее активно в медицинской практике применяется бензилпенициллин и феноксипенициллин. Препараты активны в отношении грамположительных бактерий и кокков.

Изоксалпенициллины

80–90% штаммов Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) устойчивы к пенициллину, так как способны вырабатывать ферменты (пенициллиназы), разрушающие одну из составных частей молекулы всех пенициллинов — бета-лактамного кольца. С 1957 года начата разработка полусинтетических антибактериальных препаратов. Учеными были разработаны антибиотики, устойчивые к действию фермента стафилококков (изоксалпенициллины). Основными антистафилококковыми препаратами из них являются оксациллин и нафтициллин, которые широко применяются при лечении стафилококковой инфекции.

Пенициллины с расширенным спектром активности

К пенициллинам расширенного спектра действия относятся:

• аминопенициллины (не убивают синегнойную палочку),
• карбоксипенициллины (активны в отношении синегнойной палочки),
• уреидопенициллины (активны в отношении синегнойной палочки).

Аминопенициллины (Ампициллин и Амоксициллин)

Препараты этой группы проявляют активность в отношении Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes и

Streptococcus pneumoniae.

Препараты широко применяются при лечении инфекциях верхних дыхательных путей, в практике ЛОР-врачей, заболеваниях мочевыводящей системы и почек, желудочно-кишечного тракта, в том числе при лечении язвенной болезни желудка, причиной которого является Helicobacter pylori и менингите.

Карбоксипенициллины (Карбенициллин, Тикарциллин, Карфециллин)

Как и аминопенициллины, препараты этой группы эффективны при целом ряде инфекций, включая синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa).

Уреидопенициллины (Пиперациллин, Азлоциллин, Мезлоциллин)

Как и аминопенициллины, препараты этой группы эффективны при целом ряде инфекций, включая синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa) и клебсиеллу (Klebsiella spp.)

В медицинской практике сегодня применяется только Азлоциллин.

Карбоксипенициллины и уреидопенициллины разрушаются ферментами стафилококков бета-лактамазами.

Преодолеть ферменты стафилококков могут соединения — ингибиторы бета-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам и тазобактам). Пенициллины, защищенные от разрушающего действия стафилококкового фермента, называются ингибиторозащищенными. Они представлены Амоксициллином/Клавуланатом, Ампициллином/Сульбактамом, Амоксициллином/Сульбактамом, Пиперациллином/Тазобактамом, Тикарциллином/Клавуланатом. Ингибиторозащищенные пенициллины широко применяются для лечения инфекций различной локализации, используются при предоперационной профилактики в абдоминальной хирургии.

Цефалоспорины

Самую большую группу антибиотиков представляют цефалоспорины. Они охватывают широкий антимикробный спектр, обладают высокой бактерицидной активностью и высокой устойчивостью к бета-лактамазам стафилококков. Цефалоспорины подразделяются на 4 поколения. Цефалоспорины 3 и 4 поколения обладают широким спектром антимикробного действия. В основе данного деления лежит спектр антимикробной активности и устойчивость к бета-лактамазам. Цефалоспорины убивают микробную клетку путем подавления синтеза пептидогликана (муреина) — основного компонента их клеточных мембран.

Цефалоспорины 3-го поколения представлены Цефиксимом, Цефотаксимом, Цефтриаксоном, Цефтазидимом, Цефоперазоном, Цефтибутеном и др. Цефалоспорины 4-го поколения — Цефепимом и Цефпиромом.

Высокая эффективность цефалоспоринов и низкий токсический эффект сделали эти антибиотики одними из самых популярных в клиническом использовании среди всех антимикробных препаратов.

Тетр

Антибиотики: виды препаратов и правила приема | Лекарственный справочник | Здоровье

При болезнях лор-органов и бронхов используются четыре основные группы антибиотиков. Это пенициллины, цефалоспорины, макролиды и фторхинолоны. Они удобны тем, что выпускаются в таблетках и капсулах, то есть для приема внутрь, и их можно принимать в домашних условиях. Каждая из групп имеет свои особенности, но для всех антибиотиков существуют правила приема, которые обязательно нужно соблюдать.

• Антибиотики должен назначать только врач по определенным показаниям. Выбор антибиотика зависит от характера и тяжести заболевания, а также от того, какие препараты пациент получал ранее.
• Не следует применять антибиотики для лечения вирусных заболеваний.
• Эффективность антибиотика оценивается в течение первых трех суток его приема. Если антибиотик действует хорошо, нельзя прерывать курс лечения до рекомендованного врачом срока. Если антибиотик неэффективен (симптомы заболевания остаются прежними, держится высокая температура), сообщите об этом врачу. Только доктор решает вопрос о замене антимикробного препарата.
• Побочные эффекты (например, легкая тошнота, неприятный вкус во рту, головокружение) не всегда требуют немедленной отмены антибиотика. Часто достаточно лишь коррекции дозы препарата или дополнительного введения средств, уменьшающих побочные действия. Меры для преодоления побочных эффектов определяются врачом.
• Следствием приема антибиотиков может быть развитие диареи. Если у вас появился обильный жидкий стул, как можно быстрее обратитесь к врачу. Не пытайтесь лечить диарею, возникшую на фоне приема антибиотика, самостоятельно.
• Не уменьшайте назначенную врачом дозу лекарства. Антибиотики в малых дозах могут быть опасны, поскольку после их применения высока вероятность появления устойчивых бактерий.
• Жестко соблюдайте время приема антибиотика – концентрация препарата в крови должна поддерживаться.
• Одни антибиотики необходимо принимать до еды, другие – после. Иначе они усваиваются хуже, поэтому не забудьте уточнить у врача эти особенности.

Цефалоспорины

Особенности: антибиотики широкого спектра действия. В основном применяются внутримышечно и внутривенно при пневмониях и многих друг

Антибиотик узкого спектра действия убивает болезнетворные микроорганизмы, не убивая хорошие бактерии — ScienceDaily

Проблема с антибиотиками широкого спектра действия заключается в том, что они убивают хорошие бактерии вместе с плохими. Но новый антибиотик Debio 1452, нацеленный на стафилококковые патогены, почти не повредил микробиому кишечника мышей, в то время как обычные антибиотики широкого спектра действия вызвали серьезный ущерб. Исследование опубликовано в Antimicrobial Agents and Chemotherapy , журнале Американского общества микробиологии.

В ходе исследования исследователи лечили группы из пяти мышей либо Debio 1452, либо одним из различных широко используемых антибиотиков широкого спектра действия, — сказал автор-корреспондент Чарльз О. Рок, доктор философии, директор завода по производству протеина в отделе инфекционных заболеваний. Детская исследовательская больница Св. Джуда, Мемфис, Теннесси. Лечение длилось 10 дней, после чего последовал 27-дневный период восстановления, в течение которого собирались фекалии — заместители микробиома кишечника — для анализа разнообразия и численности видов бактерий.Исследователи использовали технологию секвенирования нового поколения для определения видов бактерий и ПЦР в реальном времени для определения численности.

Изобилие и разнообразие оставались почти стабильными при лечении Debio 1452. Напротив, лечение линезолидом, клиндамицином и амоксициллином вызывало ~ 4000-кратное снижение численности кишечных бактерий на второй день лечения, которое сохранялось до конца лечение «, говорится в сообщении. (Моксифлоксацин вызвал гораздо меньшее, но все же значительное снижение численности, и выздоровление было намного быстрее.Кроме того, во время лечения антибиотиками широкого спектра действия произошли серьезные изменения в видовом составе микробиома кишечника, — сказал Рок.

«Эти результаты демонстрируют, что избирательный подход к патогенам при разработке антибиотиков является эффективным способом минимизировать побочный ущерб микробиому», — сказал Рок.

Мотивируя исследование, Рок сказал, что «пациенты Детской исследовательской больницы Сент-Джуда часто проходят длительную антибактериальную терапию во время лечения рака.Дети с развивающейся иммунной системой и пациенты, длительно принимающие антибиотики, наиболее подвержены неблагоприятным последствиям, возникающим из-за разрушенного микробиома кишечника ».

«Лечение антибиотиками широкого спектра действия ежегодно спасает бесчисленное количество жизней, но также вносит свой вклад в современные эпидемии метаболических и аутоиммунных заболеваний», — сказал Рок. «Наше исследование показывает, что подход к разработке антибиотиков, избирательный по патогенам, приводит к созданию лекарств, которые борются с бактериальными инфекциями, не вызывая этих побочных эффектов.«

История Источник:

Материалы предоставлены Американским обществом микробиологии . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

границ | Иммунные ответы на лечение антибиотиками широкого спектра действия и трансплантацию фекальной микробиоты у мышей

Введение

В желудочно-кишечном тракте человека обитает множество микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибки, гельминты и простейшие, которые называются комменсальной микробиотой.Однако бактерии составляют подавляющее большинство кишечной микробиоты (1). Недавнее исследование показало, что соотношение клеток человека и бактерий близко к 1: 1 с абсолютными числами примерно 10 ¹³ каждое (2). Следовательно, более подробное изучение различных взаимодействий между хозяином и микробиотой остается крайне интересным. В стационарных условиях это взаимодействие во многом определяется взаимной выгодой. Хозяин обеспечивает микробиоту физиологическую нишу в среде, богатой питательными веществами, в то время как микробиота выполняет различные полезные функции для хозяина, такие как выработка витаминов (3), переваривание пищевых соединений (4) и защита от патогенов (5).

Одним из важных аспектов, подчеркивающих незаменимость кишечных микроорганизмов, является их вклад в развитие, созревание и регуляцию иммунной системы (6). Исследования на мышах, выращенных изолятором, без микробов (GF) выявили фундаментальные нарушения в отношении развития и дифференциации иммунных компартментов, включая пейеровы бляшки (PP) и брыжеечные лимфатические узлы (MLN), на что указывает снижение уровня IgA, а также клеточные дефекты кишечного эпителия и собственной пластинки. (LP) лимфоциты (7).Учитывая, что изменение состава кишечной микробиоты, называемое дисбиозом, связано с определенными иммунопатологическими состояниями, включая воспалительные заболевания кишечника (8, 9), аллергию (10), сахарный диабет 2 типа (11), ожирение (12), тревогу, депрессию. (13) и аутизм (14), организованное взаимодействие между комменсальной микробиотой и клетками-хозяевами играет ключевую роль в поддержании иммунного гомеостаза и физиологии клетки-хозяина.

Это обоснование дополнительно подтверждается убедительными доказательствами, полученными в результате исследований определенных бактериальных штаммов, которые вызывают развитие и распространение различных подмножеств иммунных клеток.Например, сегментированные нитчатые бактерии были идентифицированы как мощные индукторы Т-хелперных (Th) 17 клеток, продуцирующих IL-17 (15), тогда как виды Clostridium кластеров IV и XIVa способствовали накоплению регуляторных Т-клеток (Treg) в толстая кишка мышей (16).

Лечение антибиотиками, помимо того, что является одним из величайших достижений в истории медицины, приводит к нарушению микробных сообществ кишечника как побочному ущербу с долгосрочными последствиями после прекращения терапии (17).Было показано, что многие антибиотические соединения делают хозяина восприимчивым к инфекции несколькими патогенами, включая видов Salmonella (18), устойчивые к ванкомицину Enterococcus spp. (19) и Clostridium difficile (20). C. difficile , вызванный токсином энтероколит, например, представляет собой одну из самых серьезных проблем здравоохранения, связанных с приемом антибиотиков, с потенциально летальным исходом (20). Примечательно, что даже кратковременное применение противомикробных соединений, таких как клиндамицин, вызывает длительное снижение разнообразия кишечных микробов и делает мышей восприимчивыми к C.difficile колонизация и инфекция (17).

Более того, существуют убедительные доказательства влияния лечения антибиотиками на гомеостаз иммунных клеток. Например, у мышей, получавших ванкомицин или колистин с рождения, наблюдалось уменьшение количества изолированных лимфоидных фолликулов, третичной лимфоидной ткани в тонком и толстом кишечнике (21). Более того, лечение мышей коктейлем антибиотиков, состоящим из неомицина, ванкомицина и метронидазола, приводило к снижению кишечной экспрессии регенерирующего островкового протеина 3 гамма, антимикробного пептида, направленного против грамположительных бактерий (22), тогда как лечение ванкомицином приводило к уменьшено число Treg в двоеточии (16).Уменьшение популяции Treg также можно было наблюдать в мышиных MLN и PP при истощении микробиоты при лечении антибиотиками широкого спектра действия (23). Однако остается неясным, были ли наблюдаемые эффекты на иммунную систему после лечения противомикробными препаратами в первую очередь из-за изменений микробных сообществ и / или различных механизмов, связанных с соединениями.

Таким образом, в этом исследовании мы стремились более подробно выяснить взаимосвязь треугольной связи между кишечной микробиотой, антибиотиками и иммунной системой.Чтобы решить эту проблему, мы провели всесторонний обзор различных подмножеств иммунных клеток, включая CD4 ⁺ и CD8 ⁺ Т-лимфоциты, В-лимфоциты, Т-клетки памяти, активированные дендритные клетки (ДК) и Treg в кишечном и системном компартментах мышей, у которых микробиота практически истощилась в результате лечения антибиотиками широкого спектра действия, по сравнению с мышами, получавшими вторичный абиотик (ABx) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT), и с мышами, колонизированными традиционным способом. Более того, мы проанализировали как про-, так и противовоспалительные цитокины, включая IFN-γ, IL-17, IL-22 и IL-10, экспрессируемые лимфоцитами CD4 ⁺ после лечения антибиотиками широкого спектра действия и FMT.

Материалы и методы

Мыши

Все животные были выведены, выращены и размещены в помещениях «Forschungseinrichtungen für Experimentelle Medizin» (Шарите — Университет медицины Берлина, Германия) в условиях, свободных от специфических патогенов (SPF). Использовали самок мышей дикого типа C57BL / 6j соответствующего возраста.

Получение вторичных абиотических (гнотобиотических) мышей и восстановление кишечной комменсальной микробиоты с помощью фекальной трансплантации

Для того, чтобы фактически истощить кишечную микробиоту, мышей в возрасте 8–10 недель переводили в стерильные клетки и подвергали пятикратному лечению антибиотиками в течение 8 недель, как описано ранее (24).За три дня до перорального FMT коктейль антибиотиков был отменен и заменен стерильной питьевой водой. Успешное искоренение культивируемой кишечной микробиоты было подтверждено, как описано ранее (24). Свежие образцы фекалий мышей были собраны у 10 контрольных мышей SPF соответствующего возраста и пола, объединены, растворены в 10 мл стерильного фосфатно-солевого буфера (PBS; Gibco, Life Technologies, Пейсли, Великобритания) и надосадочной жидкости перорально нанесен через зонд (в 0,3 мл PBS) для восстановления вторичного абиотика (т.е.е. гнотобиотик) мышей со сложной кишечной микробиотой.

Процедуры отбора проб

Мышей умерщвляли обработкой изофлураном (Abbott, Грайфсвальд, Германия) на 7-й или 28-й день после FMT. Образцы просвета толстой кишки, а также экз. Биопсий ex vivo из селезенки, MLN, подвздошной и толстой кишки были взяты в стерильных условиях. Образцы биопсии ex vivo подвздошной и толстой кишки собирали у каждой мыши параллельно для иммунологического, микробиологического и иммуногистохимического анализа.Для иммуногистохимического окрашивания образцы подвздошной и толстой кишки немедленно фиксировали в 5% формалине и заливали парафином, а срезы (5 мкм) окрашивали различными антителами, как описано ниже.

Иммуногистохимия

In situ иммуногистохимический анализ парафиновых срезов подвздошной и толстой кишки был выполнен, как описано ранее (25–28). Первичные антитела против расщепленной каспазы-3 (Asp175, Cell Signaling, Беверли, Массачусетс, США, 1: 200), Ki67 (TEC3, Dako, Glostrup, Дания, 1: 100), CD3 (# N1580, Dako, 1:10) , Foxp3 (FJK-16s, eBioscience, Сан-Диего, Калифорния, США, 1: 100), B220 (eBioscience, 1: 200) и F4 / 80 (# 14-4801, клон BM8, eBioscience, 1:50) были используемый.Для каждого животного среднее количество положительно окрашенных клеток в пределах, по крайней мере, шести полей с высоким увеличением (HPF, увеличение 400) определялось под микроскопом независимым слепым исследователем.

Выделение лимфоцитов из селезенки и MLN

Суспензии отдельных клеток были получены из селезенки и MLN, а эритроциты были удалены из образцов селезенки с помощью 1,66% хлорида аммония. Все образцы ресуспендировали в определенных объемах PBS / 0,5% бычьего сывороточного альбумина (BSA) и подвергали дальнейшей обработке (23).

LP для выделения лимфоцитов

Сегменты кишечника мыши были удалены и освобождены от жира, соединительной ткани и полипропилена, разрезаны продольно и очищены от содержимого просвета и слизи ледяным PBS. Выделение лимфоцитов собственной пластинки (LPL) проводилось по стандартному протоколу с небольшими изменениями (29). Вкратце, кишечник разрезали на кусочки 0,5 см и дважды инкубировали с 25 мл сбалансированного солевого раствора Хэнкса (HBSS; Gibco), содержащего 1 мМ дитиоэритритола (Carl Roth), в течение 20 минут при 37 ° C и 220 об / мин.После этого кишечник вводили в HBSS, содержащий 1,3 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты (Life Technologies, Юджин, Орегон, США). Затем клетки помещали в раствор для переваривания, содержащий 0,5 мг / мл коллагеназы A (Roche, Mannheim, Germany), 0,5 мг / мл ДНКазы I (Roche), 10% фетальной телячьей сыворотки (FCS) и по 1 мМ каждого CaCl _{. 2} и MgCl ₂ (оба Карл Рот). Расщепление проводили путем инкубации в течение 45 мин при 37 ° C и 220 об / мин. После инкубации переваренные ткани промывали RPMI, содержащим 5% FCS, ресуспендировали в 5 мл 44% перколла (GE Healthcare, Упсала, Швеция) и накладывали на 5 мл 67% перколла в 15 мл пробирке Falcon.Разделение в градиенте Перколла проводили центрифугированием при 600 g в течение 20 мин при комнатной температуре. LPL собирали из интерфазы, один раз промывали и суспендировали в PBS / 0,5% BSA.

Поверхностное и внутриклеточное окрашивание и проточная цитометрия

Окрашивание поверхности проводили с использованием следующих антител: FITC-anti-CD4 (клон RM4-5; 1: 200), PerCP-anti-CD8 (клон 53-6.7; 1: 100), PacBlue-anti-B220 (клон RA3- 6B2, 1: 200), APC-Cy7-анти-CD25 (клон PC61, 1: 200), PE-анти-CD44 (клон IM7, 1: 200) и APC-анти-CD86 (клон B7-2, 1 : 200) (все из BD Biosciences, Сан-Хосе, Калифорния, США).

Для внутриклеточного окрашивания клетки рестимулировали в течение 5 часов 10 нг / мл форболмиристата ацетата и 1 мкг / мл иономицина в инкубаторе для тканевых культур при 37 ° C (оба Sigma-Aldrich). Десять микрограммов на миллилитр брефельдина А (Sigma-Aldrich) добавляли к клеточным суспензиям после 1 часа поликлональной рестимуляции. Затем клетки обрабатывали набором LIVE / DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain kit (Life Technologies) и после этого фиксировали 2% параформальдегидом (Sigma-Aldrich) в течение 20 минут при комнатной температуре.Клетки окрашивали 0,5% сапонином (Sigma-Aldrich) с использованием следующих антител: PacBlue-anti-CD4 (клон RM4-5; 1: 400), PE-Cy7-anti-IFN-γ (клон XMG 1.2; 1: 400). (оба от BD Biosciences), FITC-anti-IL17A (клон TC11-18h20.1; 1: 200, BioLegend, Сан-Диего, Калифорния, США), PE-anti-IL10 (клон JESS-16E3; 1: 100), и APC-анти-IL22 (клон IL22JOP; 1: 100) (оба от eBioscience). Все данные были получены на анализаторе MACSQuant (Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Германия) и проанализированы с помощью FlowJo Software v10.1 (Три звезды, Ашленд, Орегон, США).

ПЦР в реальном времени

Уровни экспрессии про- и противовоспалительных цитокинов, включая мРНК IFN-γ, IL-22, IL-17A и IL-10, определяли в быстрозамороженных биоптатах подвздошной и толстой кишки ex vivo с использованием программного обеспечения для анализа данных Light Cycler (Roche ), как указано в другом месте (30). МРНК гена домашнего хозяйства гипоксантин-фосфорибозилтрансферазы использовали в качестве эталона; уровни экспрессии мРНК отдельных генов были нормализованы до наименьшего измеренного значения и выражены как кратная экспрессия (условные единицы) (31).

Для молекулярного анализа кишечной микробиоты ДНК экстрагировали из образцов фекалий, как описано ранее (24). Вкратце, экстракты ДНК и плазмиды были количественно определены с использованием реагента Quant-iT PicoGreen (Invitrogen, Paisley, UK) и доведены до 1 нг / мкл. Затем численность основных бактериальных групп кишечной микробиоты мышей оценивали с помощью количественной ПЦР в реальном времени с праймерами гена 16S рРНК, специфичными для группы (Tib MolBiol, Берлин, Германия), как описано ранее (5, 32, 33). Определяли количество копий гена 16S рРНК на микрограмм ДНК каждого образца и вычисляли частоты соответствующих бактериальных групп пропорционально эубактериальному (V3) ампликону.

Статистический анализ

Медианы, средние значения, стандартное отклонение и уровни значимости были определены с использованием критерия Манна-Уитни U или одностороннего дисперсионного анализа с апостериорным тестом Тьюки для множественных сравнений (GraphPad Prism Software v6, Ла-Хойя, Калифорния, США), как указано . Двусторонние значения p ≤ 0,05 считались значимыми. Показанные данные были объединены из двух независимых экспериментов ( n = 10–15 на группу).

Результаты

Истощение и восстановление кишечной микробиоты мышей после лечения антибиотиками широкого спектра действия и FMT

Чтобы подтвердить успешное истощение кишечной микробиоты, мы применили культуральный анализ образцов фекалий, полученных от мышей ABx.Фактически, все образцы фекалий были отрицательными по культуре на аэробные, микроаэробные и облигатно-анаэробные виды, что оценивалось с помощью процедур прямого посева и обогащения (не показано). Чтобы дополнительно оценить обилие привередливых и некультивируемых кишечных бактерий, мы затем определили основные бактериальные группы, изобилующие в кишечном тракте мышей, с помощью количественного ПЦР-анализа на основе 16S рРНК образцов фекалий, полученных от традиционно колонизированных мышей и мышей ABx, по сравнению с соответствующими бактериальными группами, в большом количестве в автоклавированные пищевые гранулы.У мышей ABx количество бактериального гена 16S рРНК было уменьшено на 10 порядков по сравнению с обычным контролем SPF ( p <0,001; Рисунок 1). Примечательно, что среднее количество гена 16S рРНК в образцах фекалий, полученных от мышей ABx и автоклавированных пищевых гранул, было сопоставимым, что указывает на успешное и биологически релевантное истощение кишечной микробиоты после лечения антибиотиками широкого спектра действия. Примечательно, что невозможно различить, были ли обнаруженные номера генов 16S рРНК у мышей ABx происходить от живых («мертвых») или жизнеспособных привередливых / некультивируемых бактериальных клеток.Затем мы определили эффективность восстановления кишечной микробиоты после FMT мышей ABx. Согласно оценке молекулярными методами, количество генов 16S рРНК в основных группах бактериальной кишечной микробиоты было сопоставимо у обычных мышей и мышей ABx на 7 и 28 дни после FMT (рисунок S1 в дополнительном материале), что указывает на успешное восстановление кишечной микробиоты с помощью FMT. .

Рис. 1. Состав кишечной микробиоты обычных и вторичных абиотических мышей по сравнению с автоклавированными пищевыми гранулами .Состав кишечной микробиоты анализировали в образцах фекалий, полученных от мышей, колонизированных обычным способом (SPF), и мышей, подвергшихся 8-недельному курсу лечения антибиотиками широкого спектра действия [таким образом, генерируя вторичных абиотических мышей (ABx)] путем количественной ПЦР-амплификации вариабельных областей в реальном времени. бактериального гена 16S рРНК и сравнивали с бактериальным составом, обнаруженным в стерилизованных (автоклавированных) пищевых гранулах. Были определены следующие основные кишечные бактериальные группы (выраженные как количество генов 16S рРНК на нанограмм ДНК): энтеробактерии (EB), энтерококки (EC), молочнокислые бактерии (LB), бифидобактерии (BIF), Bacteroides / Prevotella spp.(BP), Clostridium coccoides group (CLOCC) и Clostridium leptum group (CLEP). В скобках указаны номера образцов, содержащих соответствующую бактериальную группу, из общего количества проанализированных образцов.

Макроскопические и микроскопические последствия лечения антибиотиками широкого спектра действия и FMT

Учитывая, что ни лечение антибиотиками, ни FMT не влияли на мышей клинически и не приводили к макроскопическим последствиям, таким как истощение, диарея или появление крови в образцах кала (не показаны), мы оценили потенциальные микроскопические изменения в кишечных ex vivo биопсиях , полученных из ABx и FMT мыши.Чтобы решить эту проблему, мы определили количество апоптотических клеток в парафиновых срезах тонкого и толстого кишечника после окрашивания против каспазы-3, учитывая, что апоптоз является установленным параметром, используемым для гистопатологической оценки и классификации воспаления кишечника (5). Количество апоптотических клеток эпителия тонкой и толстой кишки не различается у мышей, колонизированных обычным способом, ABx и реконструированных мышей на 7 и 28 дни после FMT (рис. 2A). Интересно, что количественная оценка клеток экспрессии Ki67 как чувствительной меры пролиферации и регенерации клеток (34) выявила снижение количества пролиферирующих клеток как в эпителии подвздошной, так и толстой кишки мышей ABx ( p <0.001; Рисунок 2B). Однако уже через 7 дней после FMT количество клеток Ki67 ⁺ снова достигло базального значения ( p <0,001 по сравнению с ABx; Рисунок 2B). Следовательно, ни лечение антибиотиками широкого спектра действия, ни FMT не приводят к усилению апоптоза кишечника, тогда как восстановление сложной кишечной микробиоты имеет важное значение для восстановления мер пролиферации и регенерации клеток во время физиологического обновления тканей в кишечном тракте.

Рисунок 2.Апоптотические и пролиферирующие клетки в эпителии тонкого и толстого кишечника вторичных абиотических и восстановленных микробиотой мышей . Среднее количество апоптотических клеток (A), (положительных по каспазе-3, Casp3) и (B), пролиферирующих клеток (положительных по Ki67) по крайней мере в шести репрезентативных полях с высоким увеличением (HPF, увеличение 400) на одно животное было определено на иммуногистохимически окрашенных биоптатах тонкого и толстого кишечника ex vivo , полученных от наивных обычных мышей (SPF, серые столбцы), вторичных абиотических мышей (ABx, белые столбцы) и абиотических мышей, восстановленных с мышиной микробиотой в день (d) 7 (столбцы с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

Влияние антибиотикотерапии широкого спектра действия и последующего FMT на субпопуляции врожденных и адаптивных иммунных клеток в тонком и толстом кишечнике мышей In situ

Чтобы изучить влияние кишечной микробиоты на численность различных популяций иммунных клеток в тонком и толстом кишечнике, мы провели микроскопический количественный анализ соответствующих субпопуляций иммунных клеток в парафиновых срезах тонкой кишки и толстой кишки, применяя метод in situ иммуногистохимии. У мышей с истощенной микробиотой значительно снизилось количество CD3 ⁺ Т-лимфоцитов ( p <0.001; Фигуры 3A, E), B220 ⁺ B-лимфоцитов ( p <0,001; Фигуры 3B, F), Foxp3 ⁺ регуляторные Т-клетки (Treg, p <0,001; Фигуры 3C, G), а также F4 / 80 ⁺ моноцитов и макрофагов ( p <0,01–0,001; рисунки 3D, H) как в подвздошной, так и в толстой кишке по сравнению с обычными мышами. После FMT количество соответствующих популяций иммунных клеток в толстой, но не подвздошной кишке увеличилось до количества, наблюдаемого у контрольных мышей уже через 7 дней после FMT ( p <0.01–0.001 по сравнению с ABx, рисунки 3E, H). Однако в тонком кишечнике T- и B-лимфоциты, а также количество Treg были ниже на 7-й день после FMT по сравнению с мышами SPF, но впоследствии достигли сопоставимых или даже более высоких количеств (Фигуры 3A, C). Следовательно, наши данные подчеркивают существенную связь сложной комменсальной микробиоты и репертуара популяций врожденных и адаптивных иммунных клеток как в тонком, так и в толстом кишечнике.

Рис. 3. Популяции иммунных клеток подвздошной и толстой кишки у вторичных абиотических и восстановленных микробиотой мышей .Среднее количество Т-лимфоцитов [положительных для CD3 (A, E) ], В-лимфоцитов [положительных для B220 (B, F) ], регуляторных Т-клеток [Treg, положительных для Foxp3 (C, G) ], и макрофаги / моноциты [положительные по F4 / 80 (D, H) ] по меньшей мере из шести репрезентативных полей с высоким увеличением (HPF, увеличение 400) на животное были определены в ex vivo биоптатах, взятых из тонкой кишки. [верхняя панель (A – D) ] и толстая кишка [нижняя панель (E – H) ] обычных мышей (SPF, серые столбцы), вторичных абиотических мышей (ABx, белые столбцы) и с восстановленными микробиотой абиотическими мышами. мышей на день (d) 7 (столбцы с вертикальными линиями) или d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

Влияние лечения антибиотиками широкого спектра действия и последующего FMT на отдельные популяции лимфоцитов в кишечных и системных отделах мышей

Для дальнейшего уточнения роли кишечной микробиоты в адаптивном иммунитете слизистых, периферических и системных компартментов мы выделили лимфоциты тонкой и толстой кишки LP, MLN и селезенки и проанализировали определенные популяции иммунных клеток с помощью проточно-цитометрического анализа. Стратегии стробирования изображены на рисунках S2A – F в дополнительных материалах.

Лечение антибиотиками широкого спектра действия вызывало значительное снижение как относительной численности, так и абсолютного количества CD4 ⁺ хелперных Т-лимфоцитов в LP тонкой и толстой кишки, которые могли быть восстановлены на 7 день после FMT, тогда как клетки CD4 ⁺ толстой кишки После этого концентрация снизилась ( p <0,01–0,001; Рисунки 4A – D). Интересно, что в пределах MLN, но не в других компартментах, снижение процента клеток CD4 ⁺ можно было наблюдать на 7-й день после FMT ( p <0.05; Рисунки 4E, F). В селезенке частота клеток CD4 ⁺ не была затронута истощением микробиоты (н.с.; Рисунок 4G). Примечательно, что у мышей ABx было определено повышенное количество клеток CD4 ⁺ в селезенке, которое немного снижалось до 7 дня после FMT, но после этого увеличивалось до даже надбазальных уровней ( p <0,01; фиг. 4H). Эти результаты указывают на возможное «системное накопление» этих клеток в компартменте селезенки в отсутствие микробиоты кишечника.

Фигура 4. Клетки CD4 ⁺ в кишечном и системном компартментах мышей с вторичной абиотикой и восстановленной микробиотой . Процентное соотношение [левая панель (A, C, E, G) ] и количество клеток [правая панель (B, D, F, H) ] популяции лимфоцитов CD4 ⁺ в тонком кишечнике (A , B) , толстая кишка (C, D) , брыжеечные лимфатические узлы (MLN) (E, F) и селезенка (G, H) наивных обычных мышей (SPF, серые столбцы), вторичные абиотические изображены мыши (ABx, белые столбцы) и повторно колонизированные мыши на день (d) 7 (столбцы с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

В тонком кишечнике после истощения микробиоты наблюдались LP сниженные частоты и количество клеток CD8 ⁺ цитотоксических Т-клеток ( p <0,01–0,001; рисунки 5A, B), которые могли быть полностью восстановлены после FMT. В LP толстой кишки частота клеток CD8 ⁺ снижалась после лечения антибиотиками и восстанавливалась довольно поздно после восстановления микробиоты (то есть до 28 дня после FMT) ( p <0,001, d28 против ABx; Рисунок 5C).Примечательно, что на количество клеток CD8 ⁺ толстой кишки оказало сильное влияние лечение мышей антибиотиками, независимо от того, были ли они реколонизированы или нет, на что указывают более низкие количества клеток по сравнению с контролем SPF ( p <0,05–0,001; рис. 5D). В соответствии с количеством клеток CD4 ⁺ , клетки CD8 ⁺ в MLN не подвергались воздействию антибиотиков и / или последующей бактериальной реколонизации (н.у .; Фигуры 5E, F).

Фигура 5. Клетки CD8 ⁺ в кишечном и системном компартментах мышей с вторичной абиотикой и восстановленной микробиотой .Процентное соотношение [левая панель (A, C, E, G) ] и количество клеток [правая панель (B, D, F, H) ] популяции лимфоцитов CD8 ⁺ в тонком кишечнике (A , B) , толстая кишка (C, D) , брыжеечные лимфатические узлы (MLN) (E, F) и селезенка (G, H) наивных обычных мышей (SPF, серые столбцы), вторичные абиотические изображены мыши (ABx, белые столбцы) и повторно колонизированные мыши на день (d) 7 (прямоугольники с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

Относительное, а также абсолютное количество клеток селезенки CD8 ⁺ увеличилось после лечения антибиотиками ( p <0,05–0,001; рисунки 5G, H), снизилось уже через 7 дней после FMT, но снова увеличилось через 28 дней после FMT. до более высоких уровней, чем у мышей SPF.

Затем мы выяснили, были ли затронуты также В-лимфоциты после лечения антибиотиками и восстановления кишечной микробиоты. Фактически, также абсолютное количество клеток B220 ⁺ уменьшилось в тонком кишечнике, толстой кишке и MLN при истощении микробиоты, но, наоборот, увеличилось в селезенке.FMT мог в достаточной степени восстанавливать количество клеток B220 ⁺ тонкой, но не толстой кишки уже через 7 дней (рисунки S3B, D в дополнительном материале). Опять же, вызванное истощением микробиоты увеличение клеток селезенки B220 ⁺ было отменено до 7 дня после FMT ( p <0,05; фигура S3H в дополнительных материалах). Интересно отметить, что пропорции B220 ⁺ B-лимфоцитов в тонком кишечнике, толстой кишке и селезенке практически не зависели от статуса колонизации мышей (Рисунки S3A, C, G в дополнительном материале), тогда как повышенная доля B-клеток могла наблюдаться в MLN на 7-й день после FMT по сравнению с другими группами ( p <0.001; Рисунок S3E в дополнительных материалах).

Взятые вместе, эти данные указывают на то, что фактическое искоренение кишечной микробиоты с помощью лечения антибиотиками широкого спектра действия влияет как на абсолютное количество, так и на относительную численность различных популяций адаптивных иммунных клеток не только локально (т.е. в кишечном тракте), но и имеет далеко идущие последствия. -достижение последствий для системных иммунных функций.

Влияние лечения антибиотиками широкого спектра действия и последующего FMT на память / эффекторные Т-клетки, Treg и активированные DC в кишечных и системных отделах мышей

Затем мы исследовали влияние антибактериальной терапии широкого спектра действия и FMT на определенные подмножества Т-клеток и на статус активации отдельных популяций клеток.Чтобы решить эту проблему, был проанализирован поверхностный маркер CD44, который экспрессируется при контакте антигена (35) на клетках CD4 ⁺ и CD8 ⁺ . При лечении антибиотиками широкого спектра действия как CD44-положительные CD4 ⁺ , так и CD8 ⁺ клетки памяти / эффекторные клетки были менее распространены во всех обследованных лимфоидных компартментах ( p <0,01–0,001; рис. 6). Однако этот эффект может быть обращен вспять после FMT, на что указывает более высокая численность CD44-положительных клеток CD4 ⁺ и CD8 ⁺ на 7 и 28 день после FMT по сравнению с мышами ABx ( p <0.05–0.001; Рисунок 6). На 7-й день после FMT CD8 ⁺ CD44 ⁺ в MLN были даже более многочисленными, чем у мышей SPF, но после этого достигли базальных уровней ( p <0,05; Фиг.6F).

Рис. 6. Компартмент памяти / эффекторных Т-клеток в кишечном и системном компартментах мышей с вторичной абиотической и восстановленной микробиотой . Пропорции CD4 ⁺ памяти / эффекторных клеток [CD4 ⁺ CD44 ^hi , gated on CD4 ⁺ клетки, левая панель (A, C, E, G) ] и CD8 ⁺ памяти / эффекторные клетки [CD8 ⁺ CD44 ^hi , гейтированные по клеткам CD8 ⁺ , правая панель (B, D, F, H) ] в тонком кишечнике (A, B) , ободочной кишке (C , D) , брыжеечные лимфатические узлы (MLN) (E, F) и селезенка (G, H) наивных обычных мышей (SPF, серые столбцы), вторичных абиотических мышей (ABx, белые столбцы) и изображены реколонизированные мыши на день (d) 7 (прямоугольники с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

Как уже наблюдалось для других подмножеств иммунных клеток, CD4 ⁺ CD25 ⁺ Treg были сильно уменьшены в тонком и толстом кишечнике, MLN и селезенке мышей ABx ( p <0,01–0,001; Рисунки S4A, C , E, G в дополнительном материале), но это сокращение может быть отменено уже через 7 дней после FMT ( p <0,001; рисунки S4A, C, E, G в дополнительном материале). Интересно, что во всех проанализированных иммунологических компартментах числа Treg были даже выше на 7-й день после FMT по сравнению с наивными мышами, но после этого снова снизились до базальных уровней ( p <0.01–0.001; Рисунки S4A, C, E, G в дополнительном материале).

Что касается Treg, сильное подавление экспрессии CD86, костимулирующей молекулы, маркирующей активированные DC (36), можно было наблюдать в тонком кишечнике, толстой кишке, MLN и селезенке после лечения антибиотиками широкого спектра действия ( p <0,001; Фигуры S4B, D, F, H в дополнительном материале). Однако в течение 7 дней после FMT клетки CD86 ⁺ снова достигли базальных уровней (рисунки S4B, D, F, H в дополнительных материалах). Как уже было описано для Treg, активированные DC были еще более многочисленными в селезенке на 7 день после FMT по сравнению с наивными мышами ( p <0.001; Рисунки S4H в дополнительном материале), но после этого снизились до базовых уровней.

Следовательно, память / эффекторные Т-клетки, Treg и активированные DC сильно зависят от микробиоты, нарушаются после лечения антибиотиками широкого спектра действия, но могут восстанавливаться после FMT.

Влияние лечения антибиотиками широкого спектра действия и последующего FMT на продукцию цитокинов в кишечных и системных отделах мышей

Мы также выяснили, влияет ли истощение микробиоты и последующее восстановление с помощью FMT на экспрессию про- и противовоспалительных цитокинов CD4 ⁺ клеток в кишечном и системном лимфоидных компартментах, путем проведения окрашивания внутриклеточных цитокинов.Стратегии стробирования изображены на рисунках S2G – I в дополнительных материалах. Снижение экспрессии IFN-γ-экспрессирующих клеток CD4 ⁺ было обнаружено в тонком и толстом кишечнике мышей ABx, но увеличивалось обратно до наивных уровней до 7 дня после восстановления микробиоты ( p <0,001; Фигуры 7A, B). Следует отметить, что на 7-й день, но не на 28-й день после FMT, клетки CD4 ⁺ , экспрессирующие IFN-γ, были более заметными в MLN по сравнению с наивным контролем ( p <0,05; фиг. 7C). Однако клетки селезенки CD4 ⁺ IFN-γ ⁺ практически не пострадали от лечения антибиотиками и восстановления бактерий (n.с .; Рисунок 7D). Примечательно, что клетки CD4 ⁺ , экспрессирующие IL-17 и IL-22, подавлялись в тонком и толстом кишечнике, в MLN, а также в селезенке после лечения антибиотиками широкого спектра действия, но могли быть восстановлены уже через 7 дней после FMT ( p <0,01–0,001; рисунок 8). Кроме того, CD4 ⁺ IL17 ⁺ клетки в MLN и селезенке, а также CD4 ⁺ тонкого и толстого кишечника клетки IL-22 ⁺ были даже выше на 7 день после FMT по сравнению с наивными животными ( р <0.05–0.001; Рисунки 8B, D, E, G), но после этого снизились до базальных уровней ( p <0,01–0,001). Кроме того, сильное сокращение лимфоцитов CD4 ⁺ , продуцирующих противовоспалительный цитокин IL-10, может быть определено во всех иммунологических участках после терапии антибиотиками ( p <0,001; фиг.9). FMT мог полностью восстановить эту популяцию клеток во всех исследованных лимфоидных компартментах. Важно отметить, что более высокие уровни продукции IL-10 наблюдались в LP и MLN тонкого кишечника мышей на 7-й день после FMT, чем у их наивных коллег ( p <0.01–0.001; Рисунки 9A, C).

Фигура 7. Клетки CD4 ⁺ , продуцирующие IFN-γ, в кишечном и системном компартментах мышей с вторичным абиотиком и восстановленной микробиотой . Процентное содержание IFN-γ-продуцирующих клеток CD4 ⁺ в тонком кишечнике (A), , ободочной кишке (B), ободочной кишке (C), мезентериальных лимфатических узлах (MLN) (C) и селезенке (D), наивные обычные мыши (SPF, серые столбцы), вторичные абиотические мыши (ABx, белые столбцы) и реколонизированные мыши на день (d) 7 (прямоугольники с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT) ) изображены.

Фигура 8. Клетки CD4, продуцирующие IL-17 и IL-22 ⁺ , в кишечном и системном компартментах мышей с вторичным абиотическим и восстановленным микробиотой . Процентное содержание IL-17- [левая панель (A, C, E, G) ] и IL-22- [правая панель (B, D, F, H) ], продуцирующих клетки CD4 ⁺ в тонкий кишечник (A, B) , толстый кишечник (C, D) , мезентериальные лимфатические узлы (MLN) (E, F) и селезенка (G, H) наивных обычных мышей (SPF, серый столбцы), вторичных абиотических мышей (ABx, белые столбцы) и реколонизированных мышей на день (d) 7 (прямоугольники с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT).

Фигура 9. Клетки CD4 ⁺ , продуцирующие IL-10, в кишечном и системном компартментах мышей с вторичным абиотическим и восстановленным микробиотой . Процентное содержание IL-10-продуцирующих клеток CD4 ⁺ в тонком кишечнике (A), , ободочной кишке (B), ободочной кишке , брыжеечных лимфатических узлах (MLN) (C) и селезенке (D), наивные обычные мыши (SPF, серые столбцы), вторичные абиотические мыши (ABx, белые столбцы) и реколонизированные мыши на день (d) 7 (прямоугольники с вертикальными линиями) и d28 (столбцы с горизонтальными линиями) после трансплантации фекальной микробиоты (FMT) ) изображены.

Эти данные были дополнительно подтверждены результатами, полученными при анализе мРНК соответствующих цитокинов, измеренных в биоптатах ex vivo подвздошной и толстой кишки (рис. S5 в дополнительных материалах). Экспрессия IFN-γ подавлялась при лечении антибиотиками только в тонком кишечнике, эффект, который полностью обращался до 28 дня после FMT (рисунок S5A в дополнительном материале). Более того, лечение антибиотиками привело к сильному подавлению экспрессии мРНК как IL-17, так и IL-22.В толстой кишке экспрессия соответствующих цитокинов полностью восстанавливалась уже через 7 дней после восстановления микробиоты, тогда как уровни мРНК IL-17 в тонком кишечнике, измеренные на 28 день после FMT, были примерно в 300 раз выше, чем у мышей ABx, но все же значительно ниже по сравнению с к наивным контрольным мышам SPF (рисунки S5B, C в дополнительных материалах). У реколонизированных мышей можно было наблюдать тенденцию к более высокой экспрессии мРНК IL-22 в тонком кишечнике (н.в .; рисунки S5B, C в дополнительном материале).Кроме того, мыши ABx также демонстрировали более низкие уровни экспрессии мРНК IL-10 как в тонком, так и в толстом кишечнике, чем их обычные аналоги (рисунок S5D в дополнительных материалах). На 7 день после FMT сильный ответ IL-10 можно было наблюдать только в толстой кишке, тогда как через 28 дней после реассоциации микробиоты экспрессия IL-10 достигла наивных уровней в обоих отделах (рисунок S5D в дополнительных материалах). Следовательно, длительное лечение антибиотиками широкого спектра действия приводит к подавлению как про-, так и противовоспалительных цитокинов.Однако эти эффекты можно почти полностью обратить вспять повторным заселением сложной кишечной микробиотой мышей.

Обсуждение

Сложные мутуалистические взаимоотношения между микробиотой и хозяином, особенно вызванные микробными стимулами изменения гомеостаза иммунных клеток, вызвали повышенный интерес в последние годы. Хотя мыши GF, выращенные изолятором, значительно продвинули наше понимание воздействия микробиоты на иммунную систему, они не учитывают роль вызванных микробиотой изменений в иммунитете хозяина в более позднем возрасте, учитывая, что глубокие иммунологические изменения, такие как гипопластический PP, снижение численности IgA-продуцирующих плазматических клеток (37) и LP CD4 ⁺ T-клеток (38), у этих мышей могут быть обнаружены более мелкие зародышевые центры в MLN и плохо сформированные зоны B- и T-клеток в селезенке и лимфатических узлах (6, 7).Кроме того, увеличилось количество доказательств патологий, связанных с терапией антибиотиками [см. (39)], включая диарею, вызванную антибиотиками (40), аллергическое воспаление (41) и астму (42), подчеркнули влияние вызванных антибиотиками нарушений кишечной микробиоты на физиологию хозяина.

В настоящем исследовании мы применили мышиную модель, подходящую для анализа взаимодействия между микробиотой, антибиотиками и иммунной системой хозяина у мышей, выращиваемых традиционным способом и развивающихся.После лечения антибиотиками широкого спектра действия вторичным абиотиком (т. Е. Гнотобиотиком) у мышей фактически отсутствовала кишечная микробиота, как показали культуральные, а также высокочувствительные независимые от культуры молекулярные методы (5, 24, 43). Наиболее поразительно то, что количественный анализ ПЦР в реальном времени на основе 16S рРНК, представленный здесь, показал, что количество копий генов основных бактериальных кишечных групп не различается между образцами фекалий, взятых у вторичных абиотических мышей и автоклавированных пищевых гранул. Примечательно, что практически невозможно определить, были ли обнаруженные копии гена 16S рРНК у мышей ABx происходить от живых («мертвых») или жизнеспособных (привередливых / невозделываемых) бактериальных клеток.Следовательно, вторичные абиотические мыши обладают следующими преимуществами [как описано в Ref. (43)]: во-первых, они обходят аномалии развития у GF-мышей, подвергшихся рейду изоляторов, и, во-вторых, предлагают возможность проанализировать вызванное антибиотиками нарушение состава комменсальной кишечной микробиоты и последующие неблагоприятные последствия («побочные повреждения») для иммунитета хозяина. В-третьих, после прекращения лечения антибиотиками вторичные абиотические мыши могут быть стабильно повторно ассоциированы с одним видом бактерий, с комбинацией определенных комменсалов или патогенов или со сложной комменсальной микробиотой, полученной от мышей или даже другого хозяина, включая человека (5, 24, 43 ).Наконец, ни у вторичных абиотических, ни у мышей, реассоциированных со сложной микробиотой, не наблюдается никаких неблагоприятных клинических последствий, таких как истощение или диарея, или микроскопические признаки воспаления кишечника, включая апоптоз эпителия. Мы могли дополнительно подтвердить, что состав кишечной микробиоты был стабильным в течение по крайней мере 4 недель после FMT и подобен традиционно колонизированным наивным мышам.

Реинтродукция сложной микробиоты хозяину с помощью FMT — это хорошо известная терапия, восходящая к китайской династии Дун-цзинь в четвертом веке (44), и недавно она пережила ренессанс как терапевтический вариант для лечения рецидивов. и огнеупорный С.Токсин difficile вызвал острый некротический псевдомембранозный энтероколит (45–49).

Первоначальный анализ тонкой и толстой кишки in situ отдельных популяций врожденных, а также адаптивных иммунных клеток показал, что макрофаги и моноциты, а также Т-лимфоциты, Treg и B-лимфоциты, соответственно, резко сократились после антибактериальной терапии, но могут быть восстановлены FMT в зависимости от времени. Это усилило зависимую от микробиоты динамику гомеостаза иммунных клеток слизистой оболочки, как показали предварительные данные как для врожденных (22, 50), так и для адаптивных иммунных ответов (51, 52).

Эти данные были подтверждены более подробным проточно-цитометрическим анализом лимфоцитов, выделенных из различных отделов кишечника, включая тонкий кишечник, толстую кишку и MLN. В целом, антибиотики широкого спектра действия снижали отдельные подмножества иммунных клеток, такие как Th-клетки, цитотоксические Т-клетки, Т-клетки памяти и эффекторные Т-клетки, В-лимфоциты, Treg, а также активированные ДК, тогда как повторное введение сложной микробиоты могло в достаточной степени обратить вспять иммунодепрессивные эффекты. проявляется соединениями антибиотика.Однако мы могли также наблюдать, что иммунологические участки на разных уровнях (т.е. местные / кишечные, внекишечные / системные) не всегда одинаково и в сопоставимой степени реагируют на отсутствие или повторную ассоциацию с кишечной микробиотой. Например, снижение количества клеток CD4 ⁺ , CD8 ⁺ и B220 ⁺ в LP тонкого и толстого кишечника после терапии антибиотиками, наоборот, было связано с увеличением соответствующих популяций иммунных клеток в селезенке, что указывает на в сторону возможной централизации лимфоцитов из-за отсутствия взаимодействия с бактериальными антигенами в кишечном тракте.Более того, наши данные предполагают обратную взаимосвязь упомянутых подмножеств лимфоцитарных клеток между толстой кишкой и селезенкой в ​​разные моменты времени после FMT, учитывая, что уменьшение в толстой кишке клеток CD4 ⁺ и B220 ⁺ , наоборот, сопровождалось увеличением соответствующих типов клеток на 28 день после FMT в селезенке. Поэтому необходимо учитывать, что, несмотря на соблазн разработать новые подходы к удобному управлению микробиотой кишечника, изменения в популяциях иммунных клеток не ограничиваются локальными, т.е.е., кишечные узлы, но также могут привести к глобальным / системным последствиям. Это также подтверждается предыдущими исследованиями пробиотических штаммов, таких как Lactobacillus reuteri 100-23, индуцирующих системную противовоспалительную продукцию IL-10 (53), или Lactobacillus casei (DN-114 001), облегчающих воспаление кожи (54).

Одним из объяснений кинетических различий в восстанавливающихся типах клеток после FMT мышей ABx может быть то, что требуется минимум времени для полной компенсации заметных побочных повреждений экосистемы кишечника и иммунной системы, которые были вызваны длительным лечением антибиотиками.Чтобы выполнить это после FMT, бактериям необходимо выделить ниши, восстановить внутрипросветное равновесие для взаимодействий бактерий-бактерий и микробиоты-иммунных клеток. Вместе с данными, показывающими долгосрочные последствия антибактериальной терапии для экосистемы кишечника человека (55, 56), эти результаты подчеркивают необходимость рассмотрения долгосрочного воздействия на иммунитет у пациентов, получающих лечение антибиотиками.

Поразительно, реколонизация сложной кишечной микробиотой не могла в достаточной степени восстановить количество клеток CD8 ⁺ в LP толстой кишки, что позволяет предположить, что лечение антибиотиками влияет на эту популяцию клеток через комменсально-независимые механизмы.Хотя лежащие в основе механизмы еще предстоит выяснить, это согласуется с предшествующими данными, уже описывающими независимые от микробиоты иммуномодулирующие эффекты антибиотических соединений, таких как макролиды (57) и фторхинолоны (58). Иммуномодулирующие свойства макролидов были особенно признаны благодаря их эффективности при лечении диффузного панбронхита, сложного легочного заболевания, которым страдают в основном жители Восточной Азии (59), и были подтверждены многочисленными экспериментами in vitro и in vivo .Например, в клетках-хозяевах млекопитающих макролиды воздействуют на митоген-активируемую протеинкиназу, пути киназы 1/2 (ERK 1/2), регулируемой внеклеточным сигналом, и пути ядерного фактора-каппа B (NF-κB), что впоследствии приводит к ингибированию секреции слизи. , подавление продукции и секреции провоспалительных цитокинов, ингибирование пролиферации клеток, подавление iNOS-опосредованной продукции NO и ингибирование хемотаксиса [как описано в Ref. (57, 59)]. Более того, эксперименты in vitro и показали, что фторхинолон моксифлоксацин снижает продукцию TNF и IL-1 человеческими моноцитами, стимулированными липополисахаридами (LPS) (60).Также было показано, что фторхинолоны защищают мышей как от летального, так и от сублетального воздействия ЛПС за счет значительного снижения сывороточных уровней провоспалительных цитокинов, таких как IL-6, IL-12 и TNF (61, 62). Данные свидетельствуют о том, что фторхинолоны влияют на внутриклеточные циклические аденозин-3,5-монофосфат и фосфодиэстеразы, а также на факторы транскрипции, такие как NF-κB, протеин-активатор 1 и NF активированных Т-клеток [см. Обзор в Ref. (58)].

Примечательно, что одно исследование показало, что две трети изменений экспрессии кишечных генов у мышей, получавших антибиотики, происходят независимо от микробиоты, в частности затрагивая митохондриальные гены, кодирующие электронные транспортные цепи, окисление-восстановление, биосинтез АТФ, а также клеточные и митохондриальные рибосомы (63).

С точки зрения статуса активации и цитокинового профиля популяций иммунных клеток мы могли наблюдать совершенно иную ситуацию. Лечение антибиотиками привело к сильному снижению Treg, активированных DC и CD4 ⁺ и CD8 ⁺ клеток памяти / эффекторных клеток во всех исследованных иммунологических участках, тогда как практически полное восстановление этих популяций клеток можно было наблюдать при повторной колонизации комплексом микробиота, учитывая, что на 28 день после FMT общая ситуация напоминала ситуацию с наивными нелеченными мышами.Точно так же у мышей, получавших антибиотики, было выявлено снижение продукции IFN-γ в толстой кишке и подвздошной кишке, а также IL-17, IL-22 и IL-10 в тонком и толстом кишечнике, MLN и селезенке. Однако эти эффекты могут быть полностью восстановлены после FMT. Наши данные хорошо согласуются с предыдущими выводами о важности передачи сигналов, управляемой микробиотой, для распространения цитокин-продуцирующих клеток CD4 ⁺ в кишечнике (64). Более того, было показано, что реассоциация фекалий мышей GF одновременно вызывает провоспалительные и регуляторные иммунные реакции (65).Взятые вместе, эти результаты подчеркивают незаменимую важность кишечной микробиоты для дифференциации иммунных клеток и поддержания гомеостаза иммунной системы и подтверждают их способность восстанавливать некоторые нарушения после лечения антибиотиками. Кроме того, индуцированное антибиотиками сокращение компартмента клеток Th27, что важно для защиты от бактериальных и грибковых патогенов, особенно тех, которые встречаются на поверхности слизистой оболочки (66), хорошо согласуется с повышенной восприимчивостью мышей с истощенной микробиотой к патогенам (67 , 68).Эта повышенная восприимчивость к инфекции и воспалению также может быть дополнительно усилена наблюдаемыми более низкими уровнями IL-10 в лимфоидных компартментах с последующими последствиями для противовоспалительных Treg-опосредованных ответов.

Резюме и заключение

В настоящем исследовании мы сосредоточились на влиянии сложной микробиоты мышей на иммунную систему после вызванных антибиотиками нарушений не только кишечной экосистемы, но также периферических, а также системных иммунных функций.Являются ли показанные здесь полезные восстанавливающие эффекты, оказываемые повторно введенными микробными антигенами, вызваны большим количеством бактерий, com

Ученые открыли новый антибиотик широкого спектра действия на основе мышьяка

Исследователи ПФР Адриана Эмильсе Гальван, Масафуми Йошинага, Куни Сакураи, Венкадеш Саркарай Надар, Цзян Чен, Барри Розен. Снято в лаборатории Розена в Медицинском колледже Герберта Вертхайма. Предоставлено: Дуг Гарланд, ПФР.

Устойчивость к антибиотикам была названа одной из самых серьезных угроз общественному здоровью нашего времени.Существует острая потребность в новых и новых антибиотиках для борьбы с ростом числа устойчивых к антибиотикам бактерий во всем мире.

Исследователи из Медицинского колледжа Герберта Вертхайма Международного университета Флориды являются частью международной группы, которая открыла новый антибиотик широкого спектра действия, содержащий мышьяк. Исследование, опубликованное в журнале « Nature » Communication Biology , является результатом сотрудничества Барри П.Розен, Масафуми Йошинага, Венкадеш Саркарай Надар и другие из Департамента клеточной биологии и фармакологии, а также Сатору Исикава и Масато Курамата из Института агроэкологических наук NARO в Японии.

«Антибиотик арсинотрицин или AST — это натуральный продукт, производимый почвенными бактериями, и он эффективен против многих типов бактерий, что означает широкий спектр действия», — сказал Розен, соавтор исследования, опубликованного в журнале « Nature». Журнал , Коммуникационная биология .«Арсинотрицин — первый и единственный известный природный антибиотик, содержащий мышьяк, и мы возлагаем на него большие надежды».

Хотя он содержит мышьяк, исследователи заявили, что они протестировали токсичность AST на клетках крови человека и сообщили, что «он не убивает человеческие клетки в культуре ткани».

«Люди пугаются, когда слышат слово« мышьяк », потому что это может быть токсин и канцероген, но использование мышьяка в качестве противомикробных и противораковых средств хорошо известно», — говорит Розен. В 1908 году Пауль Эрлих получил Нобелевскую премию по медицине после открытия лекарства от сифилиса на основе мышьяка.Мышьяки по-прежнему используются для лечения тропических болезней, профилактики инфекционных заболеваний у домашней птицы и в качестве химиотерапевтического лечения лейкемии.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, около двух миллионов человек в Соединенных Штатах ежегодно заражаются лекарственно-устойчивыми бактериями, что приводит к гибели более 23000 человек. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предупредила, что «растущее число инфекций, таких как пневмония, туберкулез, гонорея и сальмонеллез, становится все труднее лечить, поскольку антибиотики, используемые для их лечения, становятся менее эффективными.»ВОЗ недавно опубликовала глобальный приоритетный список устойчивых к антибиотикам патогенов, которые представляют наибольшую угрозу для здоровья человека.

«У нас заканчиваются инструменты для борьбы с этими заболеваниями. Нам нужен новый мощный антибиотик, чтобы решить эту проблему», — говорит Йошинага, другой соавтор. «Мы показали, что это новое новое соединение мышьяка может быть мощным антибиотиком»,

Группа ученых проверила новый антибиотик и обнаружила, что он «очень эффективен» против некоторых из самых известных бактерий, влияющих на здоровье населения, включая E.coli, способная вызвать тяжелые кишечные инфекции; и «последний антибиотик», устойчивый к карбапенемам Enterobacter cloacae, виновник увеличения числа инфекций в отделениях неонатальной и интенсивной терапии и один из приоритетных патогенов ВОЗ. Он также работал против Mycobacterium bovis, вызывающей туберкулез крупного рогатого скота. Это говорит о потенциале лечения туберкулеза человека. Для определения эффективности и токсичности антибиотика для животных и людей потребуются дальнейшие испытания.

Команда сейчас находится в процессе патентования своего открытия и надеется сотрудничать с фармацевтической промышленностью, чтобы превратить соединение в лекарство — долгий и дорогостоящий процесс, который легко может занять 10 лет. Успех не гарантирован, но работа этих ученых остается чрезвычайно важной.

«Более 90% потенциальных лекарств не проходят клинические испытания», — говорит Розен. «Но если вы не начнете выпускать новые лекарства, вы не найдете те, которые работают».

---

Устойчивые к антибиотикам бактерии теперь уносят 33000 жизней ежегодно

---

Дополнительная информация: Venkadesh Sarkarai Nadar et al, Арсинотрицин, непротеиногенный аминокислотный аналог глутамата, содержащий мышьяк, представляет собой антибиотик широкого спектра действия, Communications Biology (2019).DOI: 10.1038 / s42003-019-0365-у Предоставлено Международный университет Флориды

Ссылка : Ученые открыли новый антибиотик широкого спектра действия на основе мышьяка (16 апреля 2019 г.) получено 11 января 2021 г. из https: // medicalxpress.ru / news / 2019-04-science-arsenic-based-wide-spec-antibiotic.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Антибиотиков: функция, взаимодействие с бактериями и устойчивость к антибиотикам

Отредактировали Джейми (редактор ScienceAid), XanthousOfTheThirdQuadrant, Джен Моро, Сим и еще 2 человека

Антибиотики — сильнодействующие противомикробные препараты, которые используются при лечении бактериальных инфекций.Антибиотики неэффективны при лечении таких вирусов, как простуда и грипп. В это может быть трудно поверить, но антибиотики были полностью открыты и разработаны менее 100 лет назад, 89 если быть точным. Пенициллин, первый антибиотик, был открыт в 1928 году сэром Александром Флемингом, шотландским ученым и ботаником, который открыл пенициллин, род грибов, обладающих антимикробными свойствами. Далее Флеминг обнаружил, что пенициллин можно использовать в качестве антибиотика для лечения болезней, которые были катастрофическими до его открытия, включая пневмонию, сифилис, менингит, брюшной тиф и туберкулез.

Хотя пенициллин был обнаружен еще до начала войны, именно Вторая мировая война действительно популяризировала пенициллин, выдвинув его в мейнстрим в качестве революционного средства, уменьшающего количество военных ампутаций и жертв.Пенициллин оказался настолько эффективным во время войны, что производство увеличилось до 650 миллиардов единиц, произведенных в 1945 году со скромных 400 миллионов в 1943 году. ^[1] . Открытие и эффективность пенициллина, прогрессивное изобретение других антибиотиков в сочетании с открытием и с помощью вакцинации удалось искоренить многие болезни, которые в прошлом были катастрофически опасными.

.

Антибиотики: функции и бактериальное взаимодействие

Антибиотики действуют эффективно, убивая бактериальные микроорганизмы, обозначаемые как бактерицидные ; или путем подавления роста бактериальных микроорганизмов, называемых бактериостатическими препаратами .

Пенициллин является примером бактерицидного антибиотика и действует, убивая клетки бактерий. Пенициллин способен различать здоровые клетки человека и клетки бактерий, потому что многие клетки бактерий имеют клеточные стенки, а клетки человека не имеют клеточных стенок. Стенки клеток у бактерий называются клеточными стенками: пептидогликан. Пептидогликан создает мощные стены вокруг бактерий, чтобы защитить их и удерживать посторонние вещества или частицы от проникновения в них. Пенициллин способен непреднамеренно разрушать пептидогликан во время деления клеток.Когда клетки бактерий делятся, в пептидогликане во время деления открываются небольшие отверстия, которые заполняются пептидогликаном и закрываются, чтобы образовались новые клетки.

Пенициллин способен захватить открытый пептидогликан во время этого процесса и нарушить заполнение отверстия, не давая бактериям закрыть его стенку и завершить деление клеток. Это создает изменяющееся давление между внутренней стороной стены и окружающей жидкостью, и фактически клетки бактерий лопаются.Если клетки не лопаются сразу, клетки бактерий будут продолжать расти, не делясь и не развивая новую клеточную стенку, стенка становится слабее, и в конечном итоге разрывает (лизис).

Другие антибиотики действуют путем подавления синтеза белка или синтеза нуклеиновых кислот. Тетрациклин — бактериостатический антибиотик, который связывается с рибосомами в бактериях, препятствуя выработке клеткой белков и задерживая дальнейший рост.

Необходимо учитывать при выборе антибиотиков для лечения заболеваний, поскольку бактерии имеют другой тип рибосомы (70S), чем у человека (80S), и действуют только для борьбы с бактериями. Узкий спектр антибиотики нацелены на специфическую реакцию на определенные микроорганизмы; тогда как антибиотики широкого спектра будут оказывать влияние на более общие признаки, затрагивая широкий спектр патогенов.

Устойчивость к антибиотикам

Чрезмерное употребление антибиотиков привело к увеличению количества бактерий, устойчивых к антибиотикам. Устойчивость к антибиотикам возникает в результате естественного отбора. Поскольку бактерии быстро размножаются, резистентность может возникнуть быстро.Эти резистентные к антибиотикам останутся после лечения и могут продолжать делиться. Антибиотики произвели революцию в медицине и спасли множество жизней, но бактерии умны и развиваются, становясь устойчивыми к антибиотикам.

Есть три причины устойчивости к антибиотикам.

1. 1

   Некоторые бактерии способны вырабатывать ферменты, разрушающие антибиотик. Лучший пример такой устойчивости — пенициллиназы. Это ферменты, расщепляющие пенициллин.Эти мутировавшие бактерии могут распространять гены устойчивости между собой посредством конъюгации бактерий , где две клетки соединяются своими пиллами и обмениваются плазмидами , которые часто содержат гены устойчивости к антибиотикам.

2. 2

   Некоторые бактерии расширились и включают помповые системы, способные экспортировать антибиотики.

3. 3

   Измененная структура бактерий

   . Бактерии, устойчивые к антибиотикам, имеют мутировавший пептидогликан, который менее проницаем для антибиотиков, что не позволяет антибиотику проникать.

Эти три типа мутаций ответственны за устойчивость к антибиотикам, что может быть объяснено более подробно: 1. Бактерии могут подвергаться мутации (изменение структуры или формы), а при возникновении мутации:

• • а. Бактерии могут производить химические вещества, которые инактивируют антибиотик. Антибиотик не может правильно функционировать и избавиться от этих бактерий.
  • г. Бактерии могут претерпевать генную мутацию, при которой изменяется конкретная мишень, с которой связывается антибиотик.Антибиотик не может распознавать и связывать свою цель. Подумайте о замке на двери: когда вы меняете замок двери, тот же ключ, который использовался для открытия двери, не сможет выполнять свою работу. Это похоже на то, что происходит при мутации бактериального гена. Изменения гена и антибиотик, который ранее мог работать для уничтожения бактерий, не в состоянии искоренить мутацию.
  • г. Мутировавшие бактерии могут блокировать отверстие, через которое антибиотики проникают в клетку, предотвращая их проникновение.
  • г. Некоторые бактерии также могут действовать как насос, выталкивая антибиотики, которые проникли в клетку, прежде чем они смогут выполнять свою работу.

2. Бактерии могут получить устойчивость к антибиотикам от других бактерий или вирусов . Например, когда бактерия конъюгирует (присоединяется или спаривается) с другой бактерией или вирусом, химическая форма бактерии изменяется или изменяется один из ее рецепторов, что препятствует проникновению антибиотика в клетку-мишень.

Устойчивость к антибиотикам значительно ухудшается из-за чрезмерного использования антибиотиков в лечении. Некоторые бактерии устойчивы к большинству антибиотиков (MRSA или mycobacterium-tuberculosis), что означает, что лечить инфекцию становится все труднее, если не будут разработаны новые антибиотики.

Вопросы и ответы

Я хочу поработать над действием антибиотиков на микроорганизмы в условиях микрогравитации?

Мне нужна помощь в проведении этого эксперимента

Во время космических полетов и моделирования было доказано, что микрогравитация не только снижает действие антибиотиков, но также влияет на развитие бактерий.Следующая ссылка покажет вам, как проводился эксперимент, спонсируемый НАСА; вы можете использовать это как пример. Главный исследователь Дэвид М. Клаус, доктор философии, BioServe Space Technologies, Боулдер, Колорадо, США

Если вы хотите узнать больше о микрогравитации и ее влиянии на антибиотики, я предлагаю эту академическую статью о влиянии антибиотиков во время космического полета, опубликованную Дэвидом М. Клаусом и Хизер Н. Ховард. Эта другая ссылка приведет вас к примеру того, как НАСА имитировало микрогравитационную среду для изучения производства антибиотиков, [http: // link.springer.com/article/10.1038%2Fsj.jim.2

5?LI=true Фанг, А., Пирсон, Д., Мишра, С. и др.] Эти две статьи представляют собой научные исследования, поэтому вам придется заплатить, чтобы получить полный документ.

Объясните роль НАД в анаэробном дыхании и опишите окислительное фосфорилирование в митохондриях?

Как для растений, так и для животных. Сравните также с аэробной дыхательной аспирацией и обратите внимание на любые различия

Хотя это очень конкретные вопросы, вы можете найти подробную информацию по следующим ссылкам.Эта статья Евы Бигель и Фолькера Мюллер объясняет НАД при анаэробном дыхании. Вы также можете прочитать эту статью об окислительном фосфорилировании в изолированных митохондриях скелетных мышц человека, написанную М. Тонконоги и К. Салином. И чтобы завершить свой поиск, вы можете прочитать эту статью об окислительном фосфорилировании митохондриями растений, написанную Джеймсом Боннером и Адель Миллерд.

Ссылка на эту статью

Если вам нужно ссылаться на эту статью в своей работе, вы можете скопировать и вставить следующее в зависимости от необходимого формата:

APA (Американская психологическая ассоциация)
Антибиотики: функция, взаимодействие с бактериями и устойчивость к антибиотикам.(2017). В каталоге ScienceAid . Получено 11 января 2021 г. с https://scienceaid.net/biology/micro/antibiotics.html

.

MLA (Ассоциация современного языка) «Антибиотики: функция, бактериальное взаимодействие и устойчивость к антибиотикам». ScienceAid , scienceaid.net/biology/micro/antibiotics.html По состоянию на 11 января 2021 г.

Чикаго / Турабиан ScienceAid.net. «Антибиотики: функции, бактериальное взаимодействие и устойчивость к антибиотикам.»По состоянию на 11 января 2021 г. https://scienceaid.net/biology/micro/antibiotics.html.

Комментарии

1. ↑ http://www.historylearningsite.co.uk/world-war-two/medicine-and-world-war-two/

Категории: Микро

Последние редакции: SarMal, Sim, Jen Moreau

Спектр антибиотиков

— Перевод на французском языке — Примеры на английском языке

Ces examples peuvent contenir des mots vulgaires liés à votre recherche

Примеры peuvent contenir des mots familiers liés à votre recherche

Это расширяет спектр антибиотиков амоксициллина на многие бактерии, которые обычно устойчивы к этому препарату.

Целая étend le specter antibiotique de nombreuses bactéries à amoxicilline qui sont normalement resistantes au medicament.

полипептид следующей формулы обладает высокой биологической активностью и широким спектром антибиотиков и не вызывает гемолиза красных кровяных телец и не имеет побочных эффектов при распаде

Пептид из формулы, созданный с использованием биологической биологической активности, Spectre Antibiotique , большой, не подвергается химическому воздействию глобул румян и не содержит побочных эффектов вторичной деградации

Советчик не исключен

Plus по результатам

Тиамфеникол — это антибиотик широкого спектра действия , тесно связанный с хлорамфениколом.

Наночастицы золота обладают антибиотиком широкого спектра действия.

Хала Юсеф: Антибиотики широкого спектра действия становятся менее эффективными.

Вы. Внутривенные антибиотики широкого спектра действия .

Тринадцать из них проявляют антибиотик широкого спектра действия и противоопухолевую активность.

Антибиотики широкого спектра действия были введены для борьбы с актиномицетами и эйкенеллами.

Зивокс — это современный антибиотик широкого спектра действия .

Кроме того, предотвращает диарею, связанную с применением антибиотиков широкого спектра действия .

Антибиотики широкого спектра действия не оказали никакого действия.

Вам, внутривенно антибиотиков широкого спектра действия .

Ибафлоксацин представляет собой бактерицидный антибиотик широкого спектра из группы хинолонов.

Лечение: Антибиотики широкого спектра (эффективны против грамотрицательных бацилл, анаэробов и хламидиоза) следует начинать без промедления после того, как будут взяты бактериологические пробы.

Traitement: L ‘ antibiothérapie large specter (efficace sur les bacilles gram négatif, les anaérobies et chlamydiae) doit être débutée sans tarder une fois les prélèvements bactériologiques réalisés.

Вторичные метаболиты, продуцируемые кластерами генов NRPS, проявляют активность антибиотика широкого спектра действия.

Les métabolites secondaires производит, как правило, кластеры женских NRPS, которые представляют собой антибиотики на больших Spectre .

Диагностика в месте оказания медицинской помощи позволит проводить специфическую терапию и снизить потребность в антибиотиках широкого спектра действия .

Ибафлоксацин — это антибиотик широкого спектра действия , обладающий бактерицидным действием в результате ингибирования бактериальной ДНК-гиразы.

L’ibafloxacine есть antibiotique на large specter dont l’action antibactérienne résulte de l’inhibition de l’ADN gyrase bactérienne.

Это один из многих антибиотиков широкого спектра действия .

Антидемпинговые — Индия — антибиотики широкого спектра :

антибиотик широкого спектра действия , способный избирательно подавлять рост / репликацию

.