I группа осложнений — токсические реакции.
Все антибиотики оказывают то или иное токсическое действие на организм. Это действие зависит от свойств самого препарата, его дозы, способа введения, состояния больного. Среди осложнений данной группы на первом месте находится поражение печени. Гепатотоксическим действием обладают, например, тетрациклины, эритромицин. Второе место занимают антибиотики с нефротоксическим действием, такие как, например, аминогликозиды. Повреждение печени и почек связано с обезвреживающей и выделительной функциями этих органов.
Тетрациклины нарушают формирование костного скелета и эмали зубов, поэтому их нельзя назначать беременным женщинам и детям до 12 лет. Левомицетин и сульфаниламиды поражают органы кроветворения. При использовании некоторых це-фалоспоринов возможны кровотечения в результате нарушения синтеза витамина К.
Наименее токсичны пенициллины, применяемые в обычных дозах.
Для предупреждения токсического действия антибиотиков необходимо выбирать наиболее безвредные для данного больного препараты (не назначать, например, нефротоксичные антибиотики больному с поражением почек) и постоянно следить за состоянием органов, в отношении которых антибиотик токсичен.
Posts Tagged ‘синтез’
Осложнения антибиотикотерапии со стороны макроорганизма
Воскресенье, сентября 13, 2009В зависимости от механизма действия
Воскресенье, сентября 13, 2009Действие антибиотиков на микробы связано с их способностью подавлять те или иные биохимические реакции, происходящие в микробной клетке. В зависимости от механизма действия различают 5 групп антибиотиков:
1-я группа — антибиотики, вызывающие нарушение синтеза клеточной стенки бактерий. К этой группе относятся, например, р-лактамы. Избирательность действия этих препаратов наиболее высокая: они действуют только на бактерии и не влияют на клетки макроорганизма, так как последние не имеют главного компонента бактериальной клеточной стенки пептидогли-кана. В связи с этим р-лактамные антибиотики наименее токсичны для макроорганизма;
2-я группа — антибиотики, нарушающие структуру и синтез клеточных мембран. Примерами подобных препаратов являются полимиксин, полиены;
3-я группа — антибиотики, нарушающие синтез белка, — наиболее многочисленная группа. Представителями этой группы являются аминогликозиды, тетрациклины, макролиды, вызывающие нарушение синтеза белка на разных его стадиях;
4-я группа — ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот. Например, хинолоны, метронидазол нарушают синтез ДНК, ри-фампицин — синтез РНК;
5-я группа — антибиотики, подавляющие биосинтез пуринов и аминокислот. Примером могут служить сульфаниламиды.
Три способа получения антибиотиков
Воскресенье, сентября 13, 2009Существует три способа получения антибиотиков.
1. Биологический синтез. Для получения антибиотиков этим способом используют штаммы микроорганизмов, образующие наибольшее количество антибиотика, и специальные питательные среды. Большие количества микробной массы получают в специальных емкостях — ферментаторах при оптимальных условиях культивирования (см. главу 6).
2. Химический синтез. С помощью этого метода получают все синтетические антибиотики.
3. Комбинированный способ представляет собой сочетание двух предыдущих: из полученного биологическим синтезом антибиотика выделяют так называемое ядро (например, 6-аминопени-циллановую кислоту из пенициллина) и химическим путем добавляют к нему различные радикалы.
Объекты и процессы в биотехнологии
Воскресенье, сентября 13, 2009Основными технологическими принципами, используемыми в биотехнологии, являются: а) брожение (ферментация); б) биоконверсия (превращение одного вещества в другое); в) культивирование бактерий, вирусов, растительных и животных клеток; г) генетическая инженерия. Объектами биотехнологии служат, как уже указывалось, бактерии, вирусы, животные и растительные клетки, органы и ткани животных и человека, растения и другие биообъекты.
Простейшим способом получения биотехнологической продукции является использование животных и их органов и тканей. Например, иммунные сывороточные препараты получают из крови иммунизированных животных (лошадей, кроликов); гормон инсулин — из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней. Гормон роста получают из гипофиза умерших людей; для получения препаратов крови используют донорскую, плацентарную и абортную кровь.
Для получения многих лекарственных средств (сердечных, мочегонных, противовоспалительных и т.д.) используют растения.
Любая животная, растительная и микробная клетка является своего рода биофабрикой, синтезирующей огромное число макромолекул, химических соединений, служит своеобразным хранилищем веществ, обладающих биологической активностью и представляющих ценность как продукты для использования в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и других сферах народного хозяйства. Например, микробная клетка синтезирует и содержит более 2500 белков, ферментов, олиго- и полисахаридов, липиды, витамины и другие вещества.
История биотехнологии
Воскресенье, сентября 13, 2009Биотехнология возникла давно. Уже до нашей эры человек научился выпекать хлеб, получать молочно-кислые продукты, вино, пиво с помощью биотехнологических процессов брожения, ферментации. Естественно, что эта деятельность человека носила сугубо эмпирический характер.
Только в XIX в. великий французский ученый Л.Пастер открыл микробную (ферментативную) природу брожения. С этого времени биотехнология стала на научный путь развития, а Л.Па-стера можно считать основоположником биотехнологии. Иногда период, связанный с открытием Л.Пастера, называют этиологическим [Блинов Н.П., 1989]. Дальнейший прогресс биотехнологии связан с достижениями микробиологии, химии, генетики, молекулярной биологии, иммунологии, химической технологии.
Большую роль в развитии биотехнологии сыграла техническая микробиология. Разработка промышленных способов культивирования микробов позволила получать разнообразные медицинские препараты, пищевые продукты (сахар, сиропы, дрожжи), многие химические вещества (спирт, уксусная кислота, ацетон и др.). Одним из важных этапов развития биотехнологии явились использование культур животных и растительных клеток, разработка способов их промышленного культивирования. Наконец, венцом современной биотехнологии стала генетическая и белковая инженерия, которые позволили получать разнообразные биологически активные вещества, используя реком-бинантные штаммы бактерий и вирусов, а также синтез их в бесклеточной системе.
Полимеразная цепная реакция
Воскресенье, сентября 13, 2009Полимеразная цепная реакция (ПЦР) позволяет обнаружить микроб в исследуемом материале (воде, продуктах, материале от больного) по наличию в последнем ДНК микроба без выделения этого микроба в чистую культуру.
Для осуществления этой реакции из исследуемого материала выделяют ДНК, а наличие возбудителя определяют по обнаружению в выделенной ДНК специфичного для искомого микроба гена. Для обнаружения гена его накапливают. Для этого необходимо иметь праймеры, комплементарные З'-концам ДНК искомого гена. Накопление (амплификация) гена осуществляется следующим образом. Выделенную из исследуемого материала ДНК нагревают. При этом ДНК распадается на две нити. Добавляют праймеры, затем смесь ДНК и праймеров охлаждают. При этом праймеры при наличии в смеси ДНК искомого гена связываются с его комплементарными участками. Добавляют ДНК-полимеразу и нуклеотиды. При температуре, оптимальной для функционирования ДНК-полимеразы, нуклеотиды присоединяются к 3 концам праймеров, в результате чего синтезируются две копии гена. После этого цикл повторяют снова, при этом количество ДНК гена будет увеличиваться каждый раз в 2 раза. Реакцию проводят в специальных приборах — амплификаторах. ПЦР применяют для диагностики вирусных и бактериальных инфекций.
Особенности генетики вирусов
Воскресенье, сентября 13, 2009Особенность строения вирусного генома заключается в том, что наследственная информация может быть записана как на ДНК, так и на РНК в зависимости от типа вируса. Мутации у вирусов могут возникать спонтанно, в процессе репликации нуклеиновой кислоты вируса, а также под влиянием тех же внешних факторов, мутагенов, что и у бактерий. Фенотипически мутации вирусного генома проявляются изменениями в антигенной структуре, неспособности вызывать продуктивную инфекцию в чувствительной клетке, чувствительностью продуктивного цикла к температуре, а также изменением формы и размеров бляшек, которые вирусы образуют в культуре клеток под агаровым покрытием.
Свойства вирусов могут изменяться при одновременном заражении несколькими вирусами чувствительной клетки. Причем изменения свойств при таких условиях могут происходить как в результате обмена генетическим материалом, принадлежащим разным вирусам (генетическая рекомбинация и генетическая реактивация), так и в результате процессов, не сопровождавшихся обменом генетического материала (комплементация и фенотипическое смешивание).
Генетическая рекомбинация встречается чаще у ДНК-содер-жащих вирусов. Среди РНК-содержащих вирусов она наблюдается у тех вирусов, которые обладают фрагментированным геномом, например у вируса гриппа. При рекомбинации происходит обмен между гомологичными участками генома.
Генетическая реактивация наблюдается между геномами родственных вирусов, имеющих мутации в разных генах. В результате перераспределения генетического материала формируется полноценный дочерний геном.
Комплементация встречается в том случае, когда один из двух вирусов, инфицирующих клетку, в результате мутации синтезирует нефункциональный белок. Немутантный вирус, синтезируя полноценный белок, восполняет его отсутствие у мутант-ного вируса.
Фенотипическое смешивание наблюдается в том случае, если при смешанном заражении чувствительной клетки двумя вирусами часть потомства приобретает фенотипические признаки, присущие двум вирусам, при сохранении неизменности генотипа.
Мутации у бактерий
Воскресенье, сентября 13, 2009Мутации — это изменения в последовательности отдельных нуклеотидов ДНК, которые приводят к появлению дефектных, т.е. не свойственных микробу белков или к отсутствию их синтеза.
Фенотипическим проявлением мутации могут быть: изменение морфологии бактериальной клетки, возникновение потребностей в факторах роста (например, в аминокислотах, витаминах), т.е. ауксотрофность; появление устойчивости к антибиотикам; изменение чувствительности к температуре; снижение вирулентности (аттенуация).
Мутации могут быть спонтанными, т.е. возникающими самопроизвольно, без воздействия извне, и индуцированными. Спонтанные мутации появляются в результате ошибок репликации ДНК и вследствие перемещения подвижных генетических элементов в процессе роста и размножения популяции бактерий.
Индуцированные мутации возникают под влиянием внешних факторов, которые называются мутагенами. Мутагены бывают физическими (УФ-лучи, у-радиация), химическими (аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, например, 2-амино-пурин, азотистая кислота и ее аналоги и др.) и биологическими (транспозоны).
По протяженности повреждений мутации бывают точечными, когда повреждения ограничиваются одной парой нуклеотидов, и протяженными (аберрации). В этом случае может наблюдаться выпадение нескольких пар нуклеотидов, которое называется делецией, или добавление нуклеотидных пар, т.е. дупликация.
Перемещаясь по репликону или между репликонами
Воскресенье, сентября 13, 2009Перемещаясь по репликону или между репликонами, подвижные генетические элементы вызывают: 1) инактивацию генов тех участков ДНК, куда они, переместившись, встраиваются; 2) образование повреждений генетического материала; 3) слияние репликонов, т.е. встраивание плазмиды в хромосому; 4) распространение генов в популяции бактерий, что может приводить к изменению биологических свойств популяции, смене возбудителей инфекционных заболеваний, а также способствует эволюционным процессам среди микробов.
Воспроизведение генетического материала бактерий осуществляется в процессе репликации, которая у бактерий протекает по полуконсервативному механизму. Это означает, что каждая из двух цепочек ДНК хромосомы или плазмиды служит матрицей для синтеза комплементарной дочерней цепочки ДНК. В процессе репликации участвует комплекс ферментов. Репликация начинается с момента расплетения двунитевой структуры ДНК, которое осуществляется ферментом ДНК-гиразой. При этом формируются две репликативные вилки, которые двигаются в противоположных направлениях, пока не встретятся. Формирование новой дочерней цепи осуществляется ферментом ДНК-полимеразой. Особенностью функционирования ДНК-полимеразы является ее способность присоединять комплементарные матрице нуклеотиды к свободному З'-концу растущей цепочки. Поэтому для осуществления реакции полимеризации нуклеотидов на матрице родительской цепочки ДНК-полиме-разе требуется затравка, которая называется праймером (от англ. primer — запал). Праймер представляет собой короткую нукле-отидную цепочку, комплементарную матричной цепочке со свободным З'-концом.
На этом свойстве ДНК-полимеразы основан новый диагностический метод — полимеразная цепная реакция.
Подвижные генетические элементы
Воскресенье, сентября 13, 2009Подвижные генетические элементы входят в состав бактериального генома, бактериальной хромосомы и плазмиды, К подвижным генетическим элементам относятся вставочные последовательности в ДНК и транспозоны. Вставочные последовательности, или /s-элементы (от англ. — insertion sequences) — это участки ДНК, способные как целое перемещаться из одного участка репликона в другой, а также между репликонами. Они содержат только гены, необходимые для перемещения. Транспозоны (7л) — это сегменты ДНК, обладающие теми же свойствами, что и вставочные последовательности, но имеющие структурные гены, т.е. гены, обеспечивающие синтез молекул, которые обладают специфическим биологическим свойством (например, токсичностью) или обеспечивают устойчивость к антибиотикам.