Антагонізм мікробів і антибіотики - мікробіологія з технікою мікробіологічних досліджень

Антагонізм в мікробному світі явище нерідке. Сутність цього явища полягає в тому, що одні мікроорганізми затримують зростання або призводять до загибелі інших мікроорганізмів. Мікроби-антагоністи зустрічаються і грунті, воді, в кишечнику тварин і людини. Особливо багато їх в грунті, де різко вираженими антагоністичними властивостями володіють променисті гриби-актиноміцети. У кишечнику новонароджених зустрічається молочнокислая паличка - Bact. bifidum, яка своєю життєдіяльністю придушує іншу мікрофлору, особливо гнильну. Антагоністичними властивостями володіє і кишкова паличка, постійний мешканець кишечника тварин і людей.
Явище антагонізму серед мікробів відомо давно. Ще в 1887 р Пастер описав гальмівну дію гнильних бактерій на сібіреязвенние бацили при спільному їх культивуванні на штучному живильному середовищі. Виходячи зі своїх спостережень, він висловив припущення про можливе використання мікробного антагонізму для лікування інфекційних захворювань. І. І. Мечников вперше иа практиці застосував явище антагонізму. Вивчаючи роль гнильних бактерій кишечника в інтоксикації (отруєнні) організму людини і розвитку передчасної старості, він встановив, що молочнокислі бактерії, що знаходяться в кислому молоці і викликають скисання молока, мають здатність пригнічувати життєдіяльність шкідливих, гнильних бактерій, що населяють кишечник людини, наприклад молочнокислая паличка (Lactobacterium bulgaricum).
Антибіотики - це речовини, що виділяються бактеріями, пліснявими грибами, актііоміцетамі, рослинами і тваринами і володіють здатністю перешкоджати розмноженню мікробів і викликати їх загибель (anti - проти, bios - життя). Значення антибіотиків в сучасній медицині важко переоцінити. Їх з великим успіхом застосовують для лікування і профілактики інфекційних хвороб тварин і людини. Практично немає жодної галузі медицини де б не застосовувалися антибіотики. Антибіотики врятували і рятують мільйони людських життів, полегшують страждання людей і вкорочують тривалість перебігу хвороби.
Антибіотики використовують при виділенні чистих культур з патологічного матеріалу від хворих людей, що має велике значення для ранньої і правильної діагностики і терапії інфекційних хвороб. Їх додають в корм худобі і птиці, для запобігання від псування різних харчових продуктів.
Можна без перебільшення сказати, що останні три десятиліття ХХ століття створили нову еру в медицині - еру антибіотиків.
Антибіотики мають бактеріостатичну, бактерицидну або бактеріолітіческій дією. Бактерицидну дію антибіотика виражається в загибелі мікробів, бактеріостатичну - в розчиненні бактерій. Характер дії деяких антибіотиків варіює в зв`язку з умовами їх застосування. Наприклад, малі дози і короткочасна дія деяких антибіотиків призводить до затримки росту, тоді як у великих концентраціях і при тривалому впливі спостерігається загибель мікробів. Більшість антибіотиків володіють важливою властивістю: пошкоджуючи мікроби, вони не роблять шкідливого впливу на клітини і тканини тварин і людини.
Антибіотики мають вибіркову дію відносно певних груп мікроорганізмів. Найбільш чутливі до антибіотичних препаратів грампозитивні бактерії, менш чутливі - грамнегативні. Є антибіотики, що діють згубно на хвороботворні гриби і дріжджоподібні клітини. Кожен антибіотик характеризується певним антибактеріальним спектром дії, який являє собою перелік тих мікробів, на яких він діє.
Механізм дії антибіотиків різний. Під впливом пеніциліну відбувається порушення процесів метаболізму в мікробної клітці, пов`язані з утворенням клітинної стінки, що веде до появи особин, не здатних до розмноження.
Антибактеріальну дію стрептоміцину, тетрацикліну, левоміцетину проявляється пригніченням синтезу білків.
В даний час випускається багато різних антибіотиків, які з успіхом використовуються в клініці інфекційних хвороб, хірургічної, шкірних і венеричних, внутрішніх хвороб і ін. Разом з тим слід зазначити, що іноді застосування антибіотиків викликає у хворих побічні явища: поява кропив`янки, токсикодермия порушення функції кровотворної, нервової систем і органів. Введення в організм великих доз антибіотиків може порушити життєдіяльність нормальної мікрофлори дихальних шляхів, кишечника і сечостатевих органів. Це призводить до зміни звичайних антагоністичних відносин між мікробами в природних умовах. В результаті цього умовно патогенні бактерії і гриби з роду Candida можуть активізуватися і викликати вторинні інфекційні процеси. Прикладом можуть служити кандидози шкіри і слизових оболонок, кандидозний сепсис, пневмонії, пієлоцистити, коліти та інші захворювання. Спостерігаються випадки рецидивів черевного тифу і скарлатини після застосування антибіотиків.
При неправильному лікуванні антибіотиками виникають стійкі до цих препаратів штами патогенних мікроорганізмів. Поява таких збудників інфекційних захворювань значно знижує терапевтичний ефект від застосування певних антибіотиків. Ось чому в даний час необхідно визначати чутливість мікробів, виділених з організму хворих людей до різних антибіотиків. Таке визначення має велике значення для медичної практики, так як дозволяє лікарю застосувати для лікування хворого найбільш ефективний антибіотик (див. Стор. 121).
Антибіотики, одержувані з мікроорганізмів. Пеніцилін. У період Другої світової війни було отримано антибактеріальну речовину, що накопичується в культурах зеленого кістевіка, назване пеніциліном.
Пеніцилін діє бактеріостатично і бактерицидно на грампозитивні коки - стафілококи, стрептококи, пневмококи, паличку сибірки, паличку дифтерії, анаеробних спороносних паличок, а також на гонококи, менінгококи, спірохети сифілісу, поворотного тифу, лептоспіри, променисті гриби і інші патогенні мікроорганізми. Він неактивний по відношенню до грамнегативних бактерій кишково-тифозної групи, туберкульозним мікобактерій і ряду інших мікроорганізмів.
Пеніцилін легко руйнується під дією спирту, кислот, лугів, металів, а також під впливом ферменту пенціллінази, що виділяється багатьма бактеріями, включаючи Е. coli. Так як пеніцилін малотоксичний, то його вводять переважно парентерально, найчастіше внутрішньом`язово. Пеніцилін застосовують в рідких і твердих мазі, у вигляді порошку на вогнища ураження. В даний час пеніцилін випускається в різних лікарських формах: феноксиметилпенициллин (для пероралиюго застосування), екмоновоціллін (препарат, що забезпечує тривалу дію), біцилін-1, Біціллі-2 та ін. В даний час розроблені методи отримання напівсинтетичних пеніцилінів (метицилін, оксацилін, ампіцилін і ін.), що діють на стійкі до пеніциліну стафілококи.
Гр аміцідін. Отримано з культури Bact. brevis. Він має виражені антибактеріальні властивості відносно грампозитивних мікробів, від чого і отримав свою назву.
Аналогічний антибіотик був отриманий в 1942 р радянськими вченими Г. Ф. Гаузе і М. Г. Бражникова, які назвали його граміцидину С. Найбільш чутливі до цього препарату стафілококи, стрептококи, пневмококи та анаеробні бацили. Він проявляє антагоністичну дію і відносно деяких грамнегативних бактерій.
При місцевому застосуванні препарат нетоксичний для тварин тканин. Внутрішньовенно грамицидин не застосовується з огляду на його гемолітичних властивостей.
Стрептоміцин. Н. А. Красильников і А. І. Кореняко вперше встановили антагоністичну дію променистих грибів. У 1944 р С. Я. Ваксман отримав антибіотик - стрептоміцин з променистого гриба, виділеного з ґрунту. Це антибіотичну речовину діє на грампозитивні і грамнегативні палички (черевного тифу, коклюшу та ін.). Стрептоміцин широко застосовується при лікуванні туберкульозу, туберкульозного менінгіту, туляремії, дизентерії та ін. Стрептоміцин вводять внутрішньовенно, внутрішньом`язово, в спинномозковий канал, під шкіру і місцево на вогнища ураження.
Ауреоміцин (біоміцин). Отримано з культури Actinomyces aureofaciens. Цей антибіотик є органічна сполука слаболужною реакції. Отримано у вигляді порошку, розчинного у воді і фізіологічному розчині. Має антибактеріальну дію на грампозитивні і грамнегативні бактерії, активний відносно рикетсій і дизентерійних амеб.
Хлороміцетін. Отримано з гриба Actinomyces venezuella. Пригнічує ріст грамположітельпих і грамнегативних бактерій (в розведенні 1: 1 000000 і вище), рикетсій.
Співробітниками Інституту біологічної і медичної хімії Академії медичних наук СРСР отримано синтетичним шляхом антибіотик левоміцетин.
Левоміцетин, який відповідає природному антибіотику хлороміцетіну. Левоміцетин є активною дійовою початком антибіотика синтомицина. Спектр дії на бактерії левоміцетину і синтомицина однаковий, але синтоміцин менш активний, ніж левоміцетин. Ці антибіотики пригнічують ріст як грамнегативних, так і грампозитивних бактерій, рикетсій.
Тетрациклін. Отримано з культур променистих грибків. За своїми властивостями багато в чому нагадує Ауреоміцин. Стійкий до кип`ятіння, малотоксичний, не викликає побічних явищ. Швидко всмоктується з шлунково-кишкового тракту. З успіхом застосовується при гострих тонзилітах, отитах, бронхопневмонії, лімфаденітах, хронічному бронхіті, лобарной пневмонії, при хворобах сечостатевої системи.
Останнім часом з променистих грибів отримані нові антибіотики: еритроміцин, олеандоміцин, мономіцин, канаміцин та ін.
Еритроміцин і олеандоміцин діють головним чином на кокковую флору. цінність цих
препаратів полягає в тому, що вони діють на мікроорганізми, стійкі до пеніциліну.
Мономицин - має широкий спектр антимікробної дії і бактерицидну властивість відносно мікробів, резистентних до інших антибіотиків.
До а н а м і ц і н - надає згубну дію па туберкульозні палички і на штами стафілокока, стійкі до інших антибіотиків.
Ністатин - витягнутий з Streptomyces noursci, широко застосовується при лікуванні кандидозів.
Антибіотики тваринного походження. Л и з о ц і м. Антибіотик тваринного походження. Вперше був виявлений в курячому білку П. Лащенковим в 1909 р Міститься в сльозах, слині, виділених слизових оболонок і різних органах. Володіє сильним розчинюючим дією. Головним чином на сапрофітних мікробів, а також на деякі патогенні види (гонококи, менінгококи, гемолітичний стрептокок, бацили сибірки, холерний вібріон).
Екмолін. Антибіотичний препарат, отриманий В. Ермольевой і співробітниками з риб. Цей препарат активний щодо дізентерійіих і тифозних паличок, стафілококів, стрептококів, кишкової палички.
Антибіотики рослинного походження. Фітонциди. Найбільш вивчені фітонциди цибулі та часнику. Ці антибактеріальні речовини вивчені Б. П. Токін. Вони мають високу бактерицидну активність відносно стафілококів і дифтерійних паличок. Застосовуються для терапії протозойних захворювань, трихомонадних клопотів, дизентерії та довго не гояться ран.
Визначення чутливості мікробів до антибіотиків. Лаборанту-мікробіологові доводиться не тільки виявляти наявність хвороботворних бактерій в надісланому для дослідження матеріалі (кал, гній, слиз і т. Д.), Але і визначати їх чутливість до різних антибіотиків.
Існує кілька методів визначення чутливості мікробів до антибіотиків.

1. Метод серійних розведень. У штатив встановлюють 8 пробірок і в кожну з них, крім першої, наливають по 1 мл бульйону. У 1-у і 2-ю пробірки вносять 1 мл розчину антибіотика, що містить, наприклад, 100 ОД в 1 мл. Вміст 2-й пробірки перемішують л 1 мл переносять в 3-ю пробірку, з 3-й в 4-ю і так до 7-ї пробірки, з якої видаляють 1 мл. Остання пробірка є контрольною і не повинна містити антибіотика. Таким чином, 1-я пробірка буде містити 100 ОД антибіотика, 2-я-50 ОД, 3-я-25 ОД і т. Д. У кожну пробірку засівають по 1 петлі випробуваної добової бульонной культури і досвід ставлять в термостат при 37 ° на 24 години, а потім проводять облік. Граничне розведення антибіотика, при якому не виявляється видимого росту, є бактериостатической дозою.

Відео: Віруси, від яких немає ліків. Битва за життя. Віруси без кордонів // Затвра не помре ніколи

Для визначення бактерицидного дії з кожної пробірки роблять висів на скошений агар або секторами на м`ясо-пептони агар в чашки Гейденрейха- Петрі. Через добу перебування посівів в термостаті проводиться облік. Найменша кількість антибіотика (найбільше його розведення), яке викликає загибель мікробів, і буде його бактерицидної дозою (НДК - найменша діюча концентрація).

1. Метод паперових дисків. Чашки заливають агаром і засівають рівномірно всю його поверхню випробуваної культурою. Додавання до агару крові, сироватки або вуглеводів не робить помітного впливу на результати дослідження. При визначенні ж чутливості мікрофлори мокротиння при пневмонії слід користуватися кров`яним або сироватковим агаром. Якщо культура рідка, то невелика її кількість (1 мл 2-міллнардной суспензії по бактеріального стандарту) стерильно вносять в чашку і круговими рухами розподіляють по всій поверхні агару, надлишок культури зливають в дезінфікуючий розчин.

Чашки можна також засівати, завдаючи на поверхню агару безпосередньо випробуваний матеріал (гній, мокротиння, ранові відокремлюване і т. П.). Нанесений матеріал рівномірно розтирають по поверхні середовища стерильним ватним тампоном або шпателем. Олівцем по склу дно чашки ділять па кілька секторів відповідно до кількості випробовуваних антибіотиків. Потім стерильним пінцетом на кожен сектор накладають паперовий диск, просочений розчином певного антибіотика. Необхідно звертати особливу увагу на те, щоб на агар не було покладено два з`єднаних між собою диска.
Мал. 47. Визначення чутливості мікроба до антибіотиків.
1 стрептоміцін- 2 - пеніцилін 3 - біоміцін- 4 - левоміцетин.

Диски розкладають на рівній відстані один від одного і на відстані 2 см від краю чашки. Надписувати на дні чашки назву антибіотика, яким просякнутий диск, не обов`язково, так як диски випускаються різнокольоровими. Випробування з кожної культурою для більшої достовірності результатів бажано ставити на двох чашках. Чашки витримують при кімнатній температурі протягом години, а потім поміщають на 16-18 годин в термостат при 37 °. Щоб уникнути розмивання зон конденсаційної водою чашки рекомендується ставити в термостат в перевернутому вигляді або ж вкладати під кришку чашки гурток фільтрувального паперу.
Оцінка результатів проводиться таким чином: за допомогою лінійки визначають діаметр зон затримки росту мікробів навколо паперових дисків (включаючи і діаметр самого диска). Відсутність зони затримки росту вказує па те, що випробуваний мікроб нечутливий до даного антибіотика. Зона діаметром в 15 мм є показником малої чутливості мікроба до даного антибіотика, зона від 15 до 25 мм свідчить про те, що мікроб чутливий, а зона більше 25 мм вказує на високу чутливість до антибіотика.
На рис. 47 видно, що найбільш сильнодіючими антибіотиками виявилися стрептоміцин і пеніцилін, а слабким - биомицин.
У ряді лабораторій користуються такими методиками для визначення чутливості бактерій до антибіотиків.

1. Нативний матеріал (слиз, гній і т. Д.) Споліскують в 2-3 мл стерильного бульйону. Пастерівської піпеткою кілька крапель цього бульйону вносять в чашку, шпателем розподіляють його по всій поверхні arapa а потім накладають диски. Іноді досвід не дає чітких результатів. Тому залишок змиву ставлять в термостат на 24 години при температурі 37 °. На наступний день визначають мікрофлору, 0,1-0,2 мл культури вносять в пробірку із стерильним бульйоном і ставлять в термостат на 4 години, після чого 1 мл вносять в чашку з агаром і накладають диски.
2. Патологічний матеріал засівають на рідку збагачувальну середу (слиз із зіву на цукровий бульйон, сечу - на жовчний бульйон) і ставлять в термостат на 24 години. На наступний день визначають характер мікрофлори і в залежності від цього по-різному ведуть подальше дослідження.

Приклад: У середовищі спостерігається зростання стрептококка- 0,1-0,2 мл цієї культури вносять в пробірку з цукровим бульйоном і ставлять в термостат на 4 години, після чого 1 мл переносять в чашку з цукровим або кров`яним агаром і накладають диски.

Відео: 17 Визначення чутлівості мікроорганізмів до антібіотіків

1. Частина нативного матеріалу відразу засівають в чашку з кров`яним агаром і накладають диски, а залишок - на збагачувальну середу. При відсутності чітких результатів на агарі подальше дослідження ведуть з посівом на збагачувальній середовищі.
2. За завданням клініки визначають чутливість до антибіотиків кожного знаходиться в патологічному матеріалі мікроба окремо. Тоді дослідження затримується, так як доводиться спочатку виділяти чисті культури бактерій, а потім перевіряти їх чутливість.

Відео: люмінометр