Путешествие в страну микробов

вторичную инфекцию. Вторичные инфекции возникают после применения антибиотиков с широким спектром действия, а вызывают их микробы, не чувствительные к этим веществам; ими бывают преимущественно устойчивые к антибиотикам стафилококки и патогенные микроскопические грибы.

Не менее важным вопросом является возникновение резистентности, или устойчивости, микробов к действию определенных антибиотиков. Некоторые микробы вначале очень чувствительны к тому или иному антибиотику, но после длительного его применения становятся невосприимчивыми к нему. Инфекционную болезнь, вызванную микробами, устойчивыми к пенициллину, уже невозможно вылечить данным антибиотиком. Сравнительно быстро приобретают устойчивость к антибиотикам стафилококки, возбудитель туберкулеза и кишечная палочка. Проблема устойчивости микробов к антибиотикам имеет особое значение в клинических условиях, где они наиболее широко применяются.

При назначении антибиотиков следует помнить о нежелательных последствиях, к которым может привести злоупотребление этими сильнодействующими препаратами[38] .

Угроза резистентности

Успехи применения пенициллина (точнее, бензилпенициллина) в лечении болезней, вызываемых различными бактериями, вначале были поистине сенсационными. Чувствительными к нему оказались и стафилококки, являющиеся возбудителями подчас очень серьезных заболеваний. Известный английский микробиолог Г. Дж. Роджерс говорит об этом так: «Если бы стафилококками был заражен пациент, находящийся в больнице, его шансы на успешное излечение пенициллином выражались бы отношением 1: 3. Вне больницы надежда на успех действия пенициллина больше, так как в больницах широко распространились штаммы стафилококков, на которых это средство уже не действует…

Подобные случаи отмечены и с другими антибиотиками. По-видимому, бактерии всегда могут приспособиться к нежелательным факторам внешней среды и спастись от угрозы изобретаемых нами средств. Сейчас у нас еще есть преимущества перед патогенными микроорганизмами, но вечно это продолжаться не может…»

Почему же именно больницы стали рассадником стафилококков, сопротивляющихся действию пенициллина? Уже со времени первого применения пенициллина стало известно, что некоторые стафилококки невосприимчивы к нему. Естественно, что чувствительные к пенициллину штаммы подвергаются в больнице большей опасности, чем вне ее. Так, использование антибиотиков ведет к нарушению естественного равновесия между чувствительными и резистентными стафилококками, причем последние находятся в более выгодном положении.

Такому же натиску антибиотиков подвергаются стафилококки на заводах по производству антибиотиков и на фермах, где антибиотики добавляются в корма, предназначенные молодняку.

В 1965 году доктор М. Бетинова опубликовала результаты исследования встречаемости стафилококков в верхних дыхательных путях у самых разных групп людей. Тут и доноры крови из Братиславы, и жители нескольких хуторов в Словацких Рудных горах, и люди, работающие на предприятиях по производству антибиотиков, и рабочие ферм, где применяют подкормку антибиотическими препаратами, больные и медицинский персонал двух клиник.

Все штаммы стафилококков, выделенные из дыхательных путей у людей перечисленных групп, были испытаны на чувствительность к пяти наиболее часто применяемым антибиотикам — бензилпенициллину, стрептомицину, хлортет-рациклину, эритромицину и хлорамфениколу. На предлагаемой схеме показан процент резистентных стафилококков в отдельных группах. Как видно, устойчивость к антибиотикам сильнее всего в больничной среде, где стафилококки имеют постоянный контакт с антибиотиками. В этих условиях происходит снижение численности чувствительных и увеличение численности устойчивых бактерий. Такое же положение и на предприятиях по производству антибиотиков.

Еще ярче проявляется эта картина, если рассматривать влияние среды по каждому антибиотику отдельно, как это показано на другой схеме, заимствованной из той же работы М. Бетиновой. Какие выводы можно сделать из этих наблюдений?

Стафилококки, выделенные у людей, мало соприкасавшихся с антибиотиками, характеризуются своего рода равновесным состоянием, устанавливающимся между чувствительными и резистентными штаммами. Стафилококки, выделенные из дыхательных путей у служащих фермы, имеющих дело с хлортетрациклином, имеют большое число устойчивых к этому препарату бактерий (в обычной популяции резистентных к хлортетрациклину стафилококков вообще не обнаружено). Служащие предприятий, производящих пенициллин и хлортетрациклин (а ранее и стрептомицин), нередко являются носителями стафилококков, устойчивых к этим трем антибиотикам. В дыхательных путях пациентов и персонала клиник, где применялись все пять антибиотиков, очень часто встречались стафилококки, устойчивые к этим препаратам.

Распространение резистентности к антибиотикам у стафилококков, выделенных из верхних дыхательных путей людей, находившихся в различных условиях.

Каким же путем избегают гибели стафилококки, резистентные к пенициллину? Было установлено, что они способны обезвредить молекулу пенициллина, изменив ее структуру в самом слабом месте. Устойчивые стафилококки вырабатывают фермент, который может разрушить молекулу бензилпенициллина при добавлении к ней молекулы воды. При этом процессе, называемом гидролизом, образуется соединение, безвредное для микробов. Фермент, способствующий реакции «обезвреживания», называется пенициллиназой. Его возникновение вызывается присутствием в среде пенициллина. Таким образом, процесс образования стафилококками пенициллиназы может по потребности «включаться» и «выключаться». Бактерии не загружают свой биохимический аппарат производством фермента, необходимого лишь при появлении опасного для них пенициллина[39] .

Резистентность стафилококков к пяти антибиотикам

Нечто подобное мы уже описывали в 12-й главе, когда рассказывали об образовании ферментов, необходимых для использования лактозы. С 1969 года нам известна и химическая структура пенициллиназы, вырабатываемой стафилококками. В построении ее молекулы участвуют 257 структурных единиц двадцати аминокислот, соединенных в различной последовательности. Другие бактерии образуют ферменты, которые разрывают связь между основным ядром молекулы бензилпенициллина и ее боковой цепочкой, в результате чего молекула распадается на две части.

Действие микробных ферментов на молекулу пенициллина. Пенициллиназа раскрывает ?-лактамное кольцо, вследствие чего пенициллин теряет дееспособность. Ацилаза отщепляет боковую цепочку молекулы, оставляя лишь 6-аминопенициллановую кислоту. Из нее и получают в настоящее время полусинтетические пенициллины.

Трудно сказать, имеет ли это расщепление молекулы пенициллина защитный характер, поскольку одна из полученных частей не совсем безвредна для бактерии.

Ученые используют это расщепление молекулы в собственных целях: изменяют молекулу пенициллина таким образом, чтобы пенициллиназа не смогла подвергнуть ее гидролизу. Отделяя боковую цепочку молекулы от ее ядра, получают так называемую 6-аминопенициллановую кислоту. Это вещество само по себе является слабым антибиотиком, но, поскольку оно образовалось за счет потери боковой