Великое противостояние — именно так можно обозначить ситуацию, в которой бактерии обретают все большую неуязвимость к многочисленным антимикробным препаратам. Буквально в январе сего года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала доклад с данными эпиднадзора, подтверждающими нехорошую тенденцию: ряд серьезных инфекций в разных странах обладают удивительной резистентностью к антибактериальным медикаментам (то есть действие антибиотиков не имеет нужной силы).
Бактерии: невидимый враг
Бактерии — не просто микроскопические существа, отчаянно стремящиеся опередить человечество в соревновании на выживание. Им, в сущности, принадлежит честь формирования первичной биосферы Земли (точнее, это сделали прокариоты — одноклеточные безъядерные организмы), и лишь на последующем этапе эволюции появились эукариоты (организмы с клеточным ядром) и многоклеточные микроорганизмы. Бактериальные организмы той древней биосферы отлично выдерживали всевозможные воздействия внешней среды — соленость, высокие температуры и т. д. — и перенесли через миллиарды лет свои способности выживать в экстремальных условиях. Эта способность — приспосабливаться к изменяющимся условиям обеспечивает стабильность экосистем планеты, а потому роль бактерий и микроорганизмов в целом чрезвычайно важна. Более того, ряд микроорганизмов является незаменимым источником биологически активных веществ, полезных для человека.
Клетки бактерий имеют три основные формы: сферическую (кокковидную), извитую и палочковидную. Несмотря на микроскопические размеры, у клетки есть все структурные компоненты, без которых невозможен обмен веществ: цитоплазма, рибосома, нуклеоид, цитоплазматическая мембрана, клеточная стенка, капсулы и т. д.
Первые микроорганизмы сумел увидеть голландский исследователь А. ван Левенгук: он изобрел первый микроскоп из специальных линз и обнаружил, что окружающий мир населен крохотными существами — анималькулями.
Природу же микроорганизмов сумел объяснить французский ученый Л. Пастер. Он изучал процессы брожения пива и сделал вывод, что происходит это в результате деятельности микроорганизмов. Он же разработал способ предупредить скисание напитков (так появилась пастеризация — недолгий прогрев пищи при высоких температурах). Пастер также доказал, что во многих человеческих болезнях повинны микроорганизмы (у каждого заболевания свой микроорганизм), и создал первые вакцины от сибирской язвы и бешенства (на основе культур патогенных ослабленных микробов). А отечественный исследователь Л. Ценковский усовершенствовал пастеровскую вакцину от сибирской язвы, и этот препарат не только получил широкое распространение практически во всем мире, но и активно использовался на протяжении XX века.
Годами позднее немецкий ученый Р. Кох подтвердил, что возбудителем сибирской язвы является бактерия Bacillus anthracis. Он же определил возбудителей туберкулеза (эти бактерии впоследствии называли палочками Коха), азиатской холеры, брюшного тифа, столбняка и дифтерии.
Все эти исследования положили начало изучению уникального и интересного мира бактерий.
Антибиотики: оружие против бактерий
Когда ученые поняли, что губительная активность бактерий может привести к серьезным заболеваниям, пришлось искать способы ликвидации этих крохотных существ. Так, появились антибиотики (что в переводе с греческого означает «против жизни»).
Антибиотики работают следующим образом: либо задерживают рост, либо целиком подавляют деятельность и развитие микроорганизмов (и сами они — продукт метаболизма определенных микроорганизмов). Первый антибиотик — пенициллин — обнаружил в 1929 г. шотландский бактериолог А. Флеминг. В Советском союзе свойства пенициллина изучала З. Ермольева, руководитель лаборатории московского Всесоюзного института экспериментальной медицины. Сотрудники лаборатории разработали первый антибиотик — крустозин. Его действие было сходно с пенициллином, и он спас не одну жизнь русских солдат на полях Второй мировой.
Современная фармацевтика располагает богатейшим арсеналом антибиотических препаратов и пептидов (белков — молекул, состоящих из аминокислот), которые обладают широким спектром действия, в том числе и антимикробным. Возможно, что пептиды придут на смену традиционным антибиотикам, которые уже не способны совладать с постоянно мутирующими бактериями (многовековой опыт выживания и здесь помогает микроорганизмам уверенно занимать свою устойчивую нишу в биосфере планеты). А вот пептидам бактерии пока противостоять не способны, поэтому резистентность к ним пока на низком уровне. Другое дело, что попытки встроить пептиды в схему лечения не удается в силу значительных побочных эффектов.
Пептиды очень интересно уничтожают клетки бактерий. Если действие антибиотиков состоит в том, чтобы поразить строго конкретную цель, то пептиды способны встроиться в клеточную оболочку микроба и постепенно разрушать ее.
Нет сомнений, что однажды ученые придумают действенное лекарство (пептиды ли, антибиотики нового поколения — неважно). Правда, всегда есть риск, что новые лекарства могут не справиться со своей задачей, потому что бактериям требуются отнюдь не сотни лет для масштабной перегруппировки и создания новых защитных барьеров против лекарств. А потому цель современной медицины — неустанные разработки новых способов воздействия на многочисленные колонии бактерий.
Действие антибиотиков на бактерии
Действие антибиотиков очень сильное в силу высокой концентрации в них важных веществ, подавляющих биологическую активность. К сожалению, большой минус антибиотиков в том, что они узконаправленной спецификации, то есть конкретный антибиотик может погубить только определенную группу микроорганизмов. Обычно эти препараты делятся на антибиотики широкого спектра действия (которые воздействуют на обширный перечень бактерий) и на антибиотики узкого спектра (их мишень — бактерии отдельных видов).
Среди наиболее устойчивых к действию антимикробных препаратов ВОЗ выделила бактерии Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae, Salmonella spp. (сальмонеллы, кстати, лидируют в перечне самых распространенных кишечных инфекций).
Что касается проверенных антибиотиков, то, к примеру, пенициллин, бывший на протяжении многих десятилетий лекарством от пневмонии, медленно, но верно сдает свои позиции: устойчивость бактерий к нему возросла до 51%. Это довольно пугающие показатели: ведь не исключено, что опасные инфекции могут развернуться в полную силу, и тогда человечеству придется совсем непросто.
