Mikrobi -
Tvornice antibiotika

image
image

Antibiotici su...

...lijekovi koji ubijaju bakterije ili sprečavaju njihov rast i razmnožavanje, a koriste se s ciljem sprečavanja i liječenja infekcija. Ime dolazi od latinskih riječi anti, što znači protiv, te bios, što znači život. Dakle, u doslovnom prijevodu antibiotik je tvar koja djeluje protiv života – života bakterije.

Otkriće prvog antibiotika, , jedno je od najvažnijih u povijesti. Upravo zahvaljujući antibioticima, nekada smrtonosne bolesti bakterijske bolesti postale su rijetke i lako izlječive!

image

Jeste li se ikada zapitali tko je "izmislio" antibiotike?

Otkuda potječu te tabletice koje nas liječe od mnogih bolesti? Možda mislite da su kreatori antibiotika bili mudri znanstvenici? Zapravo, antibiotici su na zemlji postojali mnogo prije ljudi. Antibiotike tvore i izlučuju mikrobi kao oružje u borbi protiv drugih mikroba s kojima se natječu za prostor i hranu. To je sretna okolnost za ljude koji će tek u 20. stoljeću otkriti antibiotike i početi ih koristiti za liječenje dotada smrtonosnih bolesti.

image

Kako bi izgledao svijet bez antibiotika?

Procijenjena životna dob bi bila pedesetak godina, a glavni uzrok smrtnosti opet bi bile zarazne bolesti.

Rane koje svijetle anđeoskim sjajem i kakve to ima veze s antibioticima...

Tijekom Američkog građanskog rata rane nekih vojnika isijavale su plavu boju, a liječnici su primijetili da su vojnici s takvim ranama imali veću vjerojatnost preživljavanja. Zato se sjaj njihovih rana nazivao anđeoskim sjajem. Danas je poznato da je obojenje rana potjecalo od bakterije . Ova zanimljiva bakterija živi kao u probavilu oblića iz tla. Posebna je po tome što ima plavkastu boju i što proizvodi antibiotike. Neki su ranjeni vojnici u blatnim rovovima imali sreće što su im rane došle u kontakt s tlom, pa tako i s oblićima i bakterijom Photorhabdus luminescens. Bakterijske stanice su obojile njihove rane, a što je još važnije, antibiotici koje su proizvele uništile su i tako spriječile infekciju rana ozlijeđenih vojnika.

image

Kako djeluju antibiotici?

Što čini antibiotike tako pogubnima za bakterije?

Istražite bakterijsku stanicu i naučite na koji način djeluju antibiotici.

  • Dna
  • ribo
  • stijenka
  • membrana
ribo
Dna

Koji dio stanice napadaju antibiotici?

DNA

DNA - osnovnu molekulu zaslužnu za prenošenje nasljednih informacija kod ljudi ali i kod bakterija!

Kako djeluju?
Razgrađuju DNA ili sprečavaju njezino umnožavanje. Na taj način onemogućuju prijenos informacija s molekule DNA u ostatak stanice. Takvo stanje dovodi do smrti bakterijske stanice.

Primjer antibiotika i njegovog mikrobnog proizvođača:
, kojeg proizvodi bakterija .

ribo

Koji dio stanice napadaju antibiotici?

Ribosomi

Ribosome - neki antibiotici onemogućuju funkcioniranje ribosoma, struktura na kojima u stanici dolazi do nastajanja proteina.

Kako djeluju?
Ribosomi u stanici djeluju kao tvornice proteina, a bez proteina stanica ne može preživjeti jer upravo oni provode većinu najvažnijih staničnih aktivnosti. Ako se na ribosom veže antibiotik, to će onemogućiti nastanak novih proteina ili će doći do stvaranja proteina u koje su aminokiseline ugrađene pogrešnim redoslijedom. Takvi „proteini s greškom” ne mogu obavljati svoju ulogu u bakterijskoj stanici pa će doći do prestanka njezina rasta, a u konačnici i do smrti stanice.

Primjer antibiotika i njegovog mikrobnog proizvođača:
, antibiotik koji proizvodi bakterija .

membrana

Koji dio stanice napadaju antibiotici?

Stanična stijenka

Staničnu stijenku - čvrst omotač koji bakterijskoj stanici daje mehaničku čvrstoću i zaštitu.

Kako djeluju?
Glavni je gradivni element bakterijske stanične stijenke molekula koja se naziva peptidoglikan koja ima oblik lanca. Prilikom nastajanja stanične stijenke međusobno povezuju lance peptidoglikana u čvrstu mrežu. Neki antibiotici sprečavaju nastajanje stanične stijenke ili oslabljuju njezinu građu. Primjerice, molekule penicilina onesposobljavaju enzime koji povezuju lance peptidoglikana, pa stanična stijenka tako postaje propusnija za vodu. Ulaskom vode u bakterijsku stanicu ona bubri, puca i na kraju ugine.

Primjer antibiotika i njegovog mikrobnog proizvođača:
, antibiotik koji proizvodi .

stijenka

Koji dio stanice napadaju antibiotici?

Stanična membrana

- zaštitni omotač stanice koji kontrolira prolaz svih, i korisnih i štetnih tvari u stanicu i iz nje.

Kako djeluju?
Stanična je membrana selektivno propusna. To znači da čuva one tvari koje su stanici potrebne, a štetnima ili nepotrebnima onemogućuje ulaz u stanicu ili ih izbacuje ako su dospjele u nju. Zbog toga je stanična membrana nužna za održavanje specifičnih uvjeta koji su stanici potrebni za normalno funkcioniranje. Međutim, neki se antibiotici mogu vezati na staničnu membranu i dovesti do nekontrolirana prolaza otopljenih tvari u stanicu i iz nje. To dovodi do poremećaja sastava bakterijske stanice i njezine smrti.

Primjer antibiotika i njegovog mikrobnog proizvođača:
, antibiotik koji proizvodi bakterija .

Dna

Koji dio stanice napadaju antibiotici?

DNA

DNA - osnovnu molekulu zaslužnu za prenošenje nasljednih informacija kod ljudi ali i kod bakterija!

Kako djeluju?
Razgrađuju DNA ili sprečavaju njezino umnožavanje. Na taj način onemogućuju prijenos informacija s molekule DNA u ostatak stanice. Takvo stanje dovodi do smrti bakterijske stanice.

Primjer antibiotika i njegovog mikrobnog proizvođača:
, kojeg proizvodi bakterija .

Od zlatnog doba antibiotika do svjetske krize

Jedan pogled na gradaciju boje dovoljan je da shvatimo da je vrijeme otkrivanja novih antibiotika iza nas. Vremenska lenta vodi te na putovanje kroz eru antibiotika - nekada, danas i u budućnosti.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Broj novootkrivenih skupina antibiotika

1920 - 1940

1940 - 1950

1950 - 1960

1960 - 1970

1970 - 1980

1980 - 1990

1990 - 2000

2000 - 2010

2010 - 2050

2050 >>

1928. godina, otkriće prvog antibiotika - penicilina

Alexander Fleming proučavao je uzročnike mnogih bolesti te ih je nacjepljivao na . Nakon što se vratio s praznika 1928. godine, uočio je da mu je u jednoj zdjelici s hranjivom podlogom i bakterijama slučajno porasla . U uskom području oko plijesni, u inhibicijskoj zoni, nije bilo rasta uzgojene bakterije. Fleming je nešto kasnije zaključio da je to zbog djelovanja tvari koju plijesan tvori i izlučuje u hranjivu podlogu. Naime, plijesan proizvodi antibiotike kako bi se zaštitila od drugih mikroba, a ljudi su ti koji ih koriste za liječenje. Antibiotik čiji je učinak Fleming uočio i opisao naknadno je istražena i nazvana .

Fleming u svojim memoarima kaže: "Kada sam ustao u svitanje dana 28. rujna 1928. godine, posve sigurno nisam planirao unijeti revoluciju u medicinu otkrićem prvog antibiotika na svijetu. No, čini se da sam učinio upravo to."

Saznaj više o Flemingovu životu!

1942. godine izvedeno prvo uspješno liječenje septikemije upotrebom antibiotika

U godinama prije otkrića ljudi su često umirali od bolesti uzrokovanih , a one su zahvaljujući antibioticima danas izlječive. Prije manje od sto godina žene su još uvijek vrlo često umirale od spontanog pobačaja i njegovih posljedica poput septikemije - prodiranja patogenih mikroba u krv.

Anne Shefae Miller prva je žena koja je 1942. godine spašena od sigurne smrti uzrokovane infekcijom nakon spontanog pobačaja. Primila je dozu od 5,5 grama .

1943. godine masovno liječenje tuberkuloze antibioticima

je ozbiljna zarazna bolest koju u ljudi uzrokuje bakterija . Ova bolest i danas u slabije razvijenim zemljama, u kojima antibiotici nisu dostupni svima, uzrokuje veliku smrtnost. Za vrijeme Drugog svjetskog rata bila je jako proširena, a prvi pravi učinkoviti lijek otkriven je 1943. godine u SAD-u. Naravno, radilo se o antibiotiku - streptomicinu.

Iste godine poznati britanski premijer Winston Churchill obolio je od teškog oblika bakterijske , ali je zahvaljujući antibioticima spašen.

Saznaj više o tome kako je Alexander Fleming spasio život Winstonu Churchillu!

1945. godine dodijeljena je Nobelova nagrada za otkriće antibiotika i njihova djelovanja u liječenju mnogih infekcijskih bolesti

Howard Florey i Ernst Chain najzaslužniji su znanstvenici za razvoj metoda proizvodnje koje su penicilin učinile dostupnijim širokim masama. Za svoj su rad s Alexanderom Flemingom podijelili Nobelovu nagradu za medicinu.

Saznaj više o povijesti penicilina.
Izvor - autor: youtube.com – Videolingual

1949. godine otkriće eritromicina

je čovječanstvu donio jako puno dobroga omogućivši liječenje nekih bolesti koje su ranije značile sigurnu smrt. Nažalost, mnogi su ljudi alergični na penicilin. To znači da njihov prepoznaje molekule penicilina kao prijetnju, što dovodi do pretjerane i štetne reakcije na taj lijek.

Srećom, s vremenom su otkriveni i drugi antibiotici. Tako je 1949. godine otkriven eritromicin, antibiotik pogodan i za osobe alergične na penicilin.

1957. godine počinje sintetska proizvodnja antibiotika

Antibiotike tvore mikrobi kako bi se obranili od drugih srodnih i nesrodnih vrsta. Kada su ljudi počeli koristiti antibiotike u medicinske svrhe, ispočetka su ih dobivali izravno iz mikrobnih kultura, pa je za proizvodnju veće količine antibiotika bilo potrebno uzgojiti veliku količinu mikroba na .

1957. godine američki znanstvenik John C. Sheehan uspijeva zaobići primjenu živih mikroba pri postupku proizvodnje antibiotika, odnosno kemijski sintetizirati . Tim je otkrićem omogućio da antibiotici postanu jeftiniji i dostupniji.

1985. godine Švedska donosi zakon koji ograničava upotrebu antibiotika pri uzgoju životinja

S vremenom su se antibiotici počeli sve više upotrebljavati i to ne uvijek u terapeutske svrhe. Primjerice, antibiotici su se u velikim količinama koristili u poljoprivredi pri uzgoju životinja. Naime, primijećeno je da zdrave životinje, kojima su u hranu dodavani pojedini antibiotici, brže rastu i produktivnije su. To je zato što su takve životinje otpornije na bolesti, njihov organizam ne mora se boriti s prisutnim potencijalnim uzročnicima bolesti pa se sva energija iz hrane troši na rast i proizvodnost životinje.

Nažalost, brojni nekad uspješni antibiotici polako su prestajali djelovati zbog pretjerane uporabe i s njom povezane pojave rezistencije bakterija. Zato je u Švedskoj 1985. godine donesen zakon koji ograničava primjenu antibiotika pri uzgoju životinja. Prema tom zakonu, koji je bio prvi te vrste na svijetu, antibiotici se smiju upotrebljavati samo za liječenje bolesnih životinja, ali ne i za povećanje ekonomičnosti proizvodnje.

1997. godine Svjetska zdravstvena organizacija upozorava na problem prekomjerne upotrebe antibiotika

Svjetska zdravstvena organizacija (eng. World Health Organization, WHO) 1997. godine održala je konferenciju o prekomjernoj uporabi antibiotika u poljoprivredi. Dodavanje antibiotika u hranu zdravih životinja radi poboljšanja rasta bilo je sve učestalije, ali je imalo negativne posljedice - porast broja bakterija otpornih na antibiotike. Postalo je jasno kako ljudi najveće otkriće dvadesetog stoljeća upotrebljavaju na neprimjeren način.

2006. godine Europska unija obraća pozornost na prekomjernu upotrebu antibiotika

Poštujući smjernice Svjetske zdravstvene organizacije, Europska unija zakonom zabranjuje upotrebu antibiotika na farmama radi poboljšanja rasta životinja. Naravno, primjena antibiotika s ciljem liječenja bolesnih životinja i dalje je dozvoljeno.

Predviđa se da će 2050. godine infekcije rezistentnim bakterijama biti vodeći uzrok smrti ljudi u svijetu

Nažalost, znanstvenici ne gledaju s optimizmom na to što će se dogoditi u daljnjoj borbi antibiotika i superbakterija. Danas su vodeći uzroci smrtnosti na svijetu bolesti koje zahvaćaju srce i krvne žile, ali smatra se kako će do 2050. godine prvo mjesto zauzeti upravo infekcije uzrokovane rezistentnim bakterijama.

Iako je penicilin otkriven tek 1928. godine, ljudi su antibiotike zapravo upotrebljavali i mnogo prije! Zabilježeno je da su drevni Egipćani prakticirali stavljanje pljesnivog kruha na inficirane rane i tako suzbijali razvoj štetnih bakterija antibioticima koje su izlučivale plijesni.