Мікробний антогонізм як основа використання антибіотиків (стр. 1 из 5)
Міністерство освіти і науки України
Чернігівський державний педагогічний університет імені Т.Г. Шевченка
Хіміко-біологічний факультет
Кафедра загальної біології
КУРСОВА РОБОТА
МІКРОБНИЙ АНТОГОНІЗМ ЯК ОСНОВА ВИКОРИСТАННЯ АНТИБІОТИКІВ
Виконала:
студент ІV курсу
Івченко І.М.
Науковий керівник:
к. б. н, доц. кафедри
загальної біології
Смикун Н.В.
Чернігів - 2008
Зміст
Вступ
Розділ 1 Мікробний антогонізм: види та механізм дії
1.1 Поняття про мікробний антогонізм
1.2 Основні види антогонізму
1.3 Антагонізм у світі мікробів
1.4 Механізм мікробного антагонізму
Розділ 2 Антибіотики та їх використання
2.1 Роль антибіотиків у біоценозах
2.2 Поняття про антибіотики
2.3 Дія антибіотиків на мікроорганізми
2.4 Основні вимоги до антибіотиків
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
Постійне удосконалення технологій і рецептур продуктів, що випускаються, привело до створення пробіотиків, що у сучасних умовах займають ведуче місце в профілактиці і комплексній терапії цілого ряду захворювань. Дії цих біологічних препаратів засновано на такому явищі як "мікробний антагонізм". Як нормальна флора вони інгибують ріст інших мікроорганізмів (патогенних і умовно-патогенних) у результаті конкуренції за джерело живлення, змінюють рН і вміст оксигену, тим самим знижуючи їхній рівень до стану, при якому патогенна флора гине.
Причини антагоністичної дії або самого механізму цього біологічного явища досить різноманітні. Ще Пастер стверджував, що припинення розмноження і загибель бактеріальних клітин у старих культурах, як і гноблення одного виду бактерій іншими в змішаних культурах або у тваринному організмі, обумовлюються виснаженням харчових властивостей середовища. Ця "теорія виснаження поживного" середовища - найбільш проста і сама рання зі спроб пояснення феномена антагонізму бактерій.
В даний час більшість дослідників пояснюють прояв антагоністичних впливів переважно особливими продуктами обміну, виділеними антагоністами.
Мета роботи полягає в тому, щоб охаратктеризувати мікробний антогонізм, йогов иди та застосування в антибіотикотерапії.
Основними завданнями роботи є:
1) дати характеристику мікробного антогонізму;
2) охарактеризувати основні види антогонізму та механізм дії;
3) розглянути застосування мікробного антогонізму при використанні антибіотиків.
Розділ 1 Мікробний антогонізм: види та механізм дії
1.1 Поняття про мікробний антогонізм
Антагонізм мікробний - пригнічення життєдіяльності одного мікроба іншим. Одна з форм взаємин мікробів в асоціаціях. Антагонізм мікробний є принциповою основою одержання і застосування антибіотиків. Антагонізм мікробів широко використовується у ветеринарії для профілактики і лікування різних хвороб, головним чином шлунково-кишкових. Наприклад, багато штамів кишкової палички здатні привокувати розвиток і знищувати стрептококів, стафілококів, сибіреязвенних паличок, сальмонел, збудників злоякісного набряку туберкульозу.
У 1929 Олександр Флемінг, спостерігаючи антагонізм Penіcіllіum notatum і стафілокока в змішаній культурі, відкрив пеніцилін і припустив можливість його застосування в лікувальних цілях. Антагоністичні відносини між хвороботворними для рослин мікробами і непатогенними мікроорганізмами ґрунту, виявлені в змішаних культурах, зацікавили фітопатологів, і вони спробували використовувати цей феномен для боротьби з хворобами рослин. Було відомо, що в ґрунті присутній певний грибок, що зменшує відпрівання паростків; у 1936 з культури цього грибка був виділений антибіотик, що одержала назву гліотоксин. Це відкриття підтвердило значення антибіотиків як засобу профілактики захворювань.
Серед перших дослідників, що зайнялися цілеспрямованим пошуком антибіотиків, був Р.Дюбо. Проведені ним і його співробітниками експерименти привели до відкриття антибіотиків, вироблюваних деякими ґрунтовими бактеріями, їх виділенню в чистому вигляді і використанню в клінічній практиці. У 1939 Дюбо одержав тиротрицин - комплекс антибіотиків, що складається з граміцидину і тироцидину; це стало стимулом для інших учених, що знайшли ще більш важливі для клініки антибіотики. У 1942 Х.Флори зі своїми колегами по Оксфордскому університету повторно досліджував пеніцилін і довів можливість його клінічного використання як нетоксичного засобу лікування багатьох гострих інфекцій. Тоді ж ці речовини почали називати антибіотиками. З.Ваксман зі своїми студентами в Університеті Ратджерса, США, займався актиноміцетами (такими, як Streptomyces) і в 1944 відкрив стрептоміцин, ефективний засіб лікування туберкульозу й інших захворювань. Після 1940 була отримана велика кількість клінічно важливих антибіотиків, у їх числі бацитрацин, хлорамфенікол (левоміцетин), хлортетрациклін, окситетрациклін, амфотерицин В, циклосерин, еритроміцин, гризеофульвін, канамицин, неоміцин, нистатін, полімиксин, ванкоміцин, віоміцин, цефалоспорини, ампіцилін, карбеніцилін, аміноглікозиди, стрептоміцин, гентамицин. В даний час відкривають все нові і нові антибіотики. У середині 1980-х років у США антибіотики прописувалися частіше, ніж будь-які інші ліки, за винятком седативних засобів і транквілізаторів.
В одних випадках під впливом антагоністів мікроби перестають рости і розмножуватися, в інші - клітини їх лізуються, розчиняються, у третіх - гальмуються або зупиняються біохімічні процеси усередині клітин, наприклад дихання, синтез амінокислот. Найбільш різко антагонізм виявляється в актиноміцетів, бактерій і грибів. Синьогнойна паличка активно пригнічує паличку чуми; актиноміцети, що виділяють нистатин, пригнічують ріст дріжджових організмів.
1.2 Основні види антогонізму
Антагонізм 1 (греч. antagonіsma боротьба, суперництво) речовин - і вид взаємодії речовин (амінокислот, вітамінів, лікарських речовин) в організмі, що характеризується тим, що однин з них послабляє дію іншого.
Антагонізм абсолютний - антагонізм, при якому ефект спільної дії речовин менше, ніж ефект кожного з них, що діють порізно.
Антагонізм двосторонній – антагонізм, при якому кожна з двох речовин послабляє або знімає дію іншої.
Антагонізм конкурентний - антагонізм прямої дії, при якому речовини оборотно взаємодіють з тими самими рецепторами клітин.
Антагонізм неконкурентний - антагонізм, при якому одна з взаємодіючих речовин діє на рецептор поза його активним центром.
Антагонізм непрямий - антагонізм, при якому дія речовин спрямована на різні клітинні елементи.
Антагонізм нерівноважний - антагонізм, при якому одна з речовин взаємодіє з рецепторами необратимо.
Антагонізм однобічний - антагонізм, при якому дія однієї речовини знімає дія іншої, але не навпаки.
Антагонізм відносний - антагонізм, при якому ефект спільної дії речовин більший, ніж окремі ефекти кожного з них, але менше суми ефектів тих же речовин, що діють порізно.
Антагонізм спрямований - антагонізм, при якому дія речовин спрямована на ті самі клітинні елементи.
Антагонізм 2 мікробів - тип взаємин між мікроорганізмами, що характеризується тим, що при спільному існуванні мікроорганізми одного виду пригнічують життєдіяльність інших мікроорганізмів.
Антагонізм 3 функціональний - умовна протилежність функцій органів або систем організму, що беруть участь в одночасній сполученій діяльності.
1.3 Антагонізм у світі мікробів
З явищем антагонізму у світі мікробів було зв'язане відкриття антибіотиків.
Антагонізм широко розповсюджений у природних мікробних популяціях, що складаються з бактерій, грибів, актиноміцетів, дріжджів, водоростей, найпростіших і інших мікроорганізмів. Значне поняття антагонізму включає і такі форми взаємин, як конкуренція, хижацтво, паразитизм. Нас у даному випадку цікавить антагонізм у вузькому змісті, тобто антагонізм, обумовлений утворенням антимікробних речовин і, зокрема, антибіотиків. Взаємини, обумовлені продукцією будь-яких антимікробних речовин, можна назвати активним або прямим антагонізмом. На відміну від його існує пасивний, або непрямий, антагонізм, при якому придушення одних мікроорганізмів відбувається за рахунок зміни іншими мікробами умов навколишнього середовища в несприятливу для розвитку сторону. Антагонізм може бути однобічним (мікроорганізм придушує розвиток свого конкурента, не реагуючи на вплив суперника) і двостороннім (відбувається взаємне гноблення мікроорганізмів у співтоваристві). Існує ще поняття спрямованого (насильницького), або змушеного, антагонізму. За цих взаємин спостерігається утворення антимікробних речовин (імовірно, різної природи, що володіють різним механізмом дії) тільки при спільному вирощуванні двох різних мікроорганізмів, що в умовах ізольованого культивування цих речовин не утворюють. Антагонізм між мікроорганізмами можна спостерігати й у лабораторних умовах. Активність продуцентів антибіотиків звичайно виражають масою антибіотика, що міститься в одиниці об'єму поживного середовища в якій вирощували продуцент.
Рис. 1. Синергізм у мікробів. Навколо агарового блоку з культурою актиномпцета видна зона стимуляції росту цвілевого гриба.
Термін "антибіотики", або "антибіотичні речовини", запропонований у 1942 р. Ваксманом, спочатку позначав хімічні сполуки, утворені мікроорганізмами, що мають здатність пригнічувати ріст і навіть руйнувати бактерії й інші мікроорганізми. Це визначення, як виявилося згодом, не зовсім точне, тому що в число антибіотиків потрібно було б уключити речовини мікробного походження, що спричиняють не специфічну, а загальну антисептичну або консервативну дію, на живі клітини. До таких речовин відносяться, зокрема, спирти, органічні кислоти, перекиси, смоли й ін. До того ж антибактеріальна дія цих сполук виявляється тільки у відносно високих концентраціях. До антибіотиків варто відносити тільки такі речовини, що у певних кількостях виявляють специфічну (вибіркову) дію на окремі ланки обміну речовин мікробної клітини. Пізніше в тканинах вищих рослин і тварин були знайдені сполуки, здатні в малих кількостях специфічно пригнічувати ріст мікробів. Більш того, було показано, що деякі подібні антибіотики (наприклад, цитринін) можуть синтезуватися як мікробами, так і вищими рослинами. Таким чином, коло організмів-продуцентів антибіотичних речовин розширився, що також повинно було знайти відображення в терміну "антибіотики". Установлення структури молекул багатьох антибіотиків дозволило здійснити хімічний синтез ряду цих сполук без участі організмів-продуцентів.