Антибіотики та їх біологічна активність

РЕФЕРАТ на тему:

Антибіотики та їх біологічна активність.

Історія антибіотиків почалася з відкриття зробленого англійським вченим-бактеріологом Олександром Флемінгом.

Антибіотики — специфічні продукти життєдіяльності деяких видів грибів, що чи затримують цілком придушують ріст інших видом мікроорганізмів. У перекладі з грецького означає «проти життя». Отже, антибіотики — це речовини, що володіють токсичною дією їхніх продуцентів, що володіють токсичною властивістю стосовно інших мікроорганізмів. Тому антибіотики можна вважати токсинами бактерій і інших мікроорганізмів.

Поняття антибіотиків не точно тому що відомі багато антибіотиків що володіють токсичною дією на організм людини і тварин.

Утворення антибіотиків є однієї з форм прояву антогонізму. По спектрі дії на визначені види мікроорганізмів розрізняють антибіотики широкого спектру дії на грампозитивні і грамнегативні, кислотностійкі види бактерій, міцеліальних грибів, дріжджів, актиноміцетів, збудників захворювань людини, тварин, рослин, а так само антибіотики вірусів і кліток злоякісних пухлин. Антибіотики вузького спектра дії роблять гальмуюче чи згубна дія тільки на визначені чи види групи мікроорганізмів.

Ґрунт є не тільки резервуаром, але і місцеперебуванням грибів. У зв’язку зі зміною сполуки грибів, у залежності від типу ґрунту, географічного положення, сполуки фаз росту рослинності і багатьох інших факторів відповідно змінюється число видів грибів і активність утворення ними антибіотиків у ґрунті. Утворення антибіотиків грибами, як і іншими організмами, має еволюційно пристосований характер і тісно зв’язаний із загальними процесами метаболізму грибів у природі і при культивуванні. Стабільність утворення їх, утворених різними видами грибів, неоднакова, наприклад, патулін, утворений грибами серії Penecillium urticae, утвориться більш стабільно, чим пеніцилін, що має порівняно вузьке коло дії, але в теж час пеніцилін більш широко розповсюджений у природі. Це дозволяє припустити, що в збереженні обмежено розповсюджених видів утворення антибіотиків відіграє визначену роль у біології грибів. Припустимо й інше припущення, що утворення антибіотиків широко розповсюдженими видами грибів, що володіють вузьким спектром дії, може бути корисно грибу у визначених екологічних умовах, при поразці визначених субстратів. Виникнення здатності антибіотикоутворення і ролі утворених антибіотиків у біології видів — продуцентів — у природі обумовлено багатьма факторами і біологічними особливостями грибів продуцентів. З іншого боку, велика пластичність грибів і мінливість процесів їхнього метаболізму в залежності від умов культивування дозволяє направлено регулювати біосинтез визначених антибіотиків, що нерідко в природних умовах не утворюються.

Антибіотики в залежності від концентрації можуть затримувати ріст чуттєвих мікроорганізмів (бактеріостатична дія), викликати їх загибель (бактерицидна дія) чи розчиняти їх (літична дія). Різні антибіотики специфічно інгібують визначені метаболічні процеси мікробної клітки — синтез ланок клітинної стінки (пеніцилін, цефалороспорин), порушують функцію клітинної мембрани (ністатин, граміцидин), обмін РНК (актиноміцин, стрептоміцин), обмін ДНК (актидіон, гризеофульвін), синтез білка (оксистрептоміцин), дихання (патулин), окисного фосфорування і багатьох інших біохімічних процесів в організмі.

Ці речовини належать до вторинних мета­болітів, їх біосинтез не зв’язаний з ростом мік­роорганізмів і вони не є життєво необхідними. Вони утворюються тільки при певних умовах для забезпечення їх продуцентів в умовах конкуренції. Деякі з них можуть виконувати низку фізіологічних функцій в організмі.

Наріжний камінь у справі виділення і застосування антибіотиків у медицині заклав О. Флемінг, який у 1929 р. відкрив у культурі гриба Penicillium notatum антибіотичну речовину — пеніцилін. Проте ще наприкінці XIX ст. Л. Пастер та 1.1. Мечников відмічали, що де­які мікроби можуть бути дійовими для боротьби з патогенними та ін­шими бактеріями, а у 1872 р. російські дослідники О. Г. Полотебнов і В.А.Манасеїн вперше використали лікувальні властивості зеленої цвілі (Penicillium).

У 1943 р. З. Ваксман виділив з актиноміцетів високоактивний антибіотик стрептоміцин, який виявився дуже цінним для лікування туберкульозу. Російські вчені Г. Ф. Гаузе, З.В.Єрмольєва, М. О. Красильников та інші відкрили антибіотики граміцидин С, аль­боміцин, бацитрацин, екмолін тощо. Продуцентами антибіотиків є бактерії (граміцидин, бацитрацин, едеїн, тиротрицин, субтилін та інші), актиноміцети (стрептоміцин, тетрацикліни, мономіцин, лево­міцетин, ністатин тощо), гриби (пеніцилін, цефалоспорини, грізео-фульвін, мікроцид, фумагілін та інші). Продуцентом останнього є плісневий гриб Aspergillus fumigatus. Інший представник роду Aspergillus — A. flavus — синтезує аспергілову і оксіаспергілову кис­лоти, які володіють широким спектром антимікробної дії. За даними В.В.Смірнової та співавторів (2000), бацили (B.subtilis і B. polymyxa) є продуцентами пептидних антибіотиків — мерсацидину, кристеніну, гавасерину, поліміксину та ін. Виявлено також, що A. flavus є проду­центом афлотоксинів. До антибіотиків тваринного походження на­лежать: лізоцим, еритрин, інтерферони тощо. Серед антибіотиків рослинного походження найпоширенішими є аліцин, аренарин, берберин, іманін, рафанін (див. далі про фітонциди).

Характерною властивістю антибіотиків є вибірковість їхньої дії щодо мікробів: кожен впливає тільки на певні види, тобто характе­ризується специфічним антимікробним спектром дії. Одні антибіо­тики зумовлюють бактеріостатичну або фунгістатичну дію (затримка розмноження, пригнічення життєдіяльності), інші, виявляючи бак­терицидний і фунгіцидний вплив, спричинюють загибель певних ви­дів бактерій і грибів. Особливо ефективними є беталактамні антибіо­тики.

Механізм дії антибіотиків ще недостатньо вивчено. Вважають, що пеніциліни гальмують певні етапи синтезу пептидоглікану клі­тинної стінки прокаріотів. Тільки мікоплазми і архебактерії не чут­ливі до пеніциліну, оскільки у них немає муреїну. Дуже важливою особливістю антибіотиків є те, що вони можуть бути токсичними відносно чутливих до них мікробів і водночас малотоксичними для організму людини і тварин.

Відкриття і впровадження у промислове виробництво антибіоти­ків є одним із великих досягнень науки другої половини XX ст., оскільки це відіграло вирішальну роль у створенні сучасної мікробіо­логічної промисловості, яка грунтується на мікробіологічному син­тезі. Розробка методів селекції продуцентів і технології виробництва антибіотиків дозволила розвинути на промисловій основі виробниц­тво білка, амінокислот, ферментів, вітамінів та багатьох інших цін­них продуктів. І цим закладено основи біотехнології.

Цитрин — одноосновна кислота, що є кисневмісним гетероциклічною сполукою, має вид золотавих кристалів. Він затримує ріст головним чином грампозитивних і кислотостійких бактерій. Згубно діє на Staph. Aureus, Basillus anthracis, Vibro cholerae, Mycobacterium tuberculosis, затримує ріст Streptococcus pyogenes, малочутливі до нього Salmonela entiritides, E. Coli, Shig dusenteriae, Salm. Thyphimurinum.

Пеніциліни — сильні одноосновні карбоксильні кислоти, які містять гамма-лактамтитіазолідинові кільце з різними бічними радикалами. До пеніциліну чуттєві головним чином грампозитивні гнійні бактерії Стафілококи, Стрептококи, деякі спороутворюючі Бацили. Стійкі до пеніциліну грамозаперечувальні і кислотостійкі бактерії, гриби, риккетсии, віруси.

Нотаин. Нотаин має широкий спектр дії як на грампозитивні так і на грамзаперечувальні бактерії, роблячи бактерицидну дію. Антибактеріальна дія його виявляється при значно більшій щільності бактерій у середовищі, ніж в інших антибіотиків.

Гризеофульвін. Гризеофульвін володіє характерною фізіологічною дією на гриби, клітинні оболонки в який міститься хітин, викликає їхнє скручування і зупинку росту, має антигрибні властивості, роблячи фунгістатичну дію на численні види зигоміцетів, сумчастих (крім дріжджів), базидіальних і недосконалих грибів при низьких концентраціях. Вважається практично нетоксичним для рослинних і живих тканин. Швидко всмоктується коренями рослин, акумулюючи в тканинах.

Використана література:

1. 1.Гудзь С. П. та ін. Основи мікробіології. — К., 1991.

2. 2.Векірчик К.М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. — К.: Либідь, 2001.