Влияние антибиотиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Антибиотики

1.1 История открытия антибиотиков

1.1.1 Бензилпенициллин (Пенициллин)

1.1.2 Стрептомицин

1.2 Получение антибиотиков

1.3 Терминология

1.4 Классификация

1.5 Опасность применения антибиотиков

Глава 2. Человеческая слюна

2.1 Состав слюны и её ферменты

2.2 Амилазы

2.3 Строение слюнных желез

Глава 3. Крахмал

Глава 4. Опыт 1

Результаты исследований

Заключение

Библиография

Приложения

Введение

Если вам когда-нибудь приходилось длительное время применять антибиотики, вы, возможно, с малоприятным чувством вспоминаете и последующую борьбу с бластомикозом (дисбактериозом), вызванным ими. Антибиотики опасны тем, что наряду с болезнетворными бактериями убивают и нормальную бактериальную флору.

Применение антибиотиков сильно угнетает нормальную микрофлору кишечника, и формируют патогенную микрофлору. В связи с огромной скоростью размножения микробов в кишечнике пищевые потребности 1 бактерии в сутки равны пищевым потребностям 15-летнего ребенка. В процессе быстрого размножения бактерий образуется большое количество ядовитых метаболитов, которые всасываются через кишечную стенку и вызывают отравление организма.

Слюна имеет щелочную реакцию и состоит из 98,5-99 % воды, органических и неорганических веществ. В состав слюны входят ферменты птиалин, мальтаза, лизоцим, соли калия и кальция, азотные соли, кислород, С02, азот.

Фермент птиалин расщепляет крахмал (полисахарид) до мальтозы (дисахарид, солодовый сахар), фермент мальтаза мальтозу до глюкозы (моносахарид). Оба фермента активны только в щелочной среде слюны.

Слюна обладает бактерицидными (убивающими микробы) свойствами. Она предупреждает развитие кариеса зубов благодаря присутствию в ней фермента лизоцима. У человека слюноотделение связано и с речевой функцией: слюна обеспечивает во время речи увлажнение слизистой оболочки ротовой полости (установлено, что слюноотделение сопровождает даже акт письма). В течение суток выделяется от 0,5 л до 2 л слюны.

Цель работы:

Изучение влияния антибиотика на способность ферментов слюны к гидролитическому расщеплению крахмала.

Задачи:

1)Изучить способы получения антибиотиков, их состав, терминологию и классификацию.

2) Изучить строение человеческой слюны.

3)Исследовать расщепление крахмала под действием б - амилазы слюны.

4) Провести опыт о влиянии антибиотика на способность ферментов слюны к гидролитическому расщеплению крахмала.

Актуальность выбранной темы.

Благодаря контакту ферментов с лекарственными веществами и антибиотиками достигается такое изменение ферментативных процессов, которые способствуют излечению от болезней, в то же время изменение ферментативной активности под влиянием микробных токсинов и иных ядов ведёт к гибели организма.

На сегодняшний день ,по словам экспертов, количество жертв устойчивости к антибиотикам существенно превосходит аналогичные показатели смертности в результате таких страшных болезней, как пневмония, птичий грипп и вирусные лихорадки. Ежегодно многие тысячи россиян гибнут от того, что антибиотики перестают справляться с большинством инфекций, от которых еще недавно врачи эффективно излечивали пациентов. В нашей стране ежегодно фиксируется примерно 50 млн. инфекционных и паразитарных заболеваний в год, то есть ими болеет практически каждый третий. Понятно, что потребность в эффективных антибиотиках в этих условиях велика.

Одной из задач пищеварительной системы является расщепление углеводов крахмала, содержащихся в картофеле, хлебе и другой пище, на отдельные молекулы сахара. Этот процесс расщепления начинается во рту, где имеется энзим, расщепляющий крахмал (или химический фермент) - амилаза, которая содержится в слюне. Амилаза обильно перемешивается с пищей, когда та проходит через желудок в кишечник.

Понимание действия амилазы важно для оптимизации промышленного производства и изучения обмена веществ в организме человека, включая значительную роль в расщеплении крахмала.

1. Антибиотики

антибиотик слюна фермент спинномозговой

Антибиотики существовали и существуют в живой природе столько времени, сколько существует сама природа.

В настоящее время вряд ли можно встретить человека, не слышавшего об антибиотиках. Они радикально изменили возможности медицины, которую нельзя сегодня представить без этого класса препаратов.

Открытие в 1940 году пенициллина послужило толчком для поиска новых веществ, обладающих противомикробной активностью. Так за пенициллином последовало получение стрептомицина, тетрациклинов, эритромицина и других антибиотиков. В 60-ые годы появились первые полусинтетические, а затем и синтетические антибиотики. Однако многие из них обладали токсичностью, наличием побочного действия, аллергической реакцией.

Именно Сам термин "антибиотик" в дословном переводе выглядит весьма зловеще: "анти" - против, "био" - жизнь. Противник жизни, проще говоря. Но, к счастью, речь идет не о жизни вообще, а о жизни микроорганизмов в частности.

Определенные микроорганизмы способны вырабатывать вещества, защищающие их от повреждающего действия других микроорганизмов. Вот эти вещества и являются по своей сути антибиотиками.

Антибиотики это категория природных либо полусинтетических органических препаратов, способных сносить вирусы либо уничтожать их размножение. На сегодняшний день ведомо большое количество разных видов антибиотиков, наделенных всевозможными свойствами. Знание этих качеств считается основой верного излечения антибиотиками.

В настоящее время в медицине используют несколько десятков антибиотиков разных групп (Приложение №1) :

b-лактамы (пенициллины, цефалоспорины), макролиды (эритромицин, олеандомицин, азитромицин), аминогликозиды (гентамицин, амикацин), тетрациклины, линкосамиды (линкомицин, клиндамицин), гликопептиды (ванкомицин, ристомицин), амфениколы (левомицетин), рифамицины (рифампицин), противогрибковые (нистатин, леворин, амфотерицин В). Отдельный класс составляют противоопухолевые антибиотики.

Многие инфекционные заболевания, которые до открытия антибиотиков считались неизлечимыми или сопровождались высокой смертностью, сейчас с успехом лечатся. К их числу относятся туберкулез, чума, азиатская холера, брюшной тиф, бруцеллез, пневмонии, менингит и множество других. Появились антибиотики, способные успешно противостоять вирусным инфекциям и раку.

Однако антибиотики -- это не только панацея от микробов, но и сильные яды. Ведя на уровне микромира между собой смертоносные войны, с их помощью одни микроорганизмы безжалостно расправляются с другими: Человек подметил это свойство антибиотиков и использовал его в своих целях -- начал расправляться с микробами их же собственным оружием, создал на основе природных сотни еще более мощных синтетических препаратов. И все же предначертанное антибиотикам самой природой свойство убивать по-прежнему неотъемлемо от них.

1.1.История открытия антибиотиков

Многие учёные мечтали о создании таких препаратов, которые можно было бы использовать при лечении различных заболеваний человека, о препаратах, способных убивать патогенных бактерий, не оказывая вредного действия на организм больного.

· В 1871 г. профессор Санкт-Петербургской Военно-медицинской академии В. А. Монассеин описал способность плесневых грибов подавлять развитие бактерий.

· В 1872г. А. Г. Полотебнов сообщил о положительном результате применения плесени для лечения гнойных ран. Антагонизм определенных групп бактерий описывал и Л. Пастер.

· Луи Пастер и С. Джеберт в 1877 году сообщили, что аэробные бактерии подавляют рост Bacillus anthracis.

· В 1896 г. итальянский врач Бартоломео Гозио, изучая причины поражения риса плесенью, выделил культуру зеленоватого грибка. Жидкая среда, в которой рос этот гриб, оказывала губительное действие на бактерии сибирской язвы. Фактически в руках Гозио был первый в мире антибиотик, скорее всего, пенициллин, однако он не получил практического применения и был забыт.

· 1899 год -- Р. Эммерих и О. Лоу сообщили об антибиотическом соединении, образуемом бактериями Pseudomonas pyocyanea, и назвали его пиоцианазой; препарат использовался как местный антисептик.

· В конце 19 века В. А. Манассеин и А. Г. Полотебнов показали, что грибы из рода Penicillium способны задерживать в условиях in vivo развитие возбудителей ряда кожных заболеваний человека.

· В 1910-1913 годах O. Блэк и У.Алсберг выделили из гриба рода Penicillium пеницилловую кислоту, обладающую антимикробными свойствами.

· 1929 год -- Британский бактериолог Александр Флеминг (Приложение №2) выделил пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum -- исторически первый антибиотик. Открытие произошло в большой степени случайно. В 1928 году он обнаружил, что на агаре в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Флемингу удалось выделить активное вещество, разрушающее бактериальные клетки -- пенициллин, работа была опубликована в 1929. Но Флемингу не удалось выделить достаточно стабильный экстракт.

· 1935 год -- Гемрхард Йохамннес Памуль Доммагк обнаружил, что сульфаниламид пронтозил является эффективным средством против стрептококка; с помощью него он в том числе вылечил свою дочь, предотвратив ампутацию её руки. Опубликовал статью о терапевтическом действии пронтозила в Deutsche Medizinische Wochenschrift.( 1939 год -- получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за «за открытие антибактериального эффекта пронтозила ».)

· 1937 год -- М. Вельш описал первый антибиотик стрептомицетного происхождения -- актиномицетин.

· 1939 год -- Н. А. Красильников и А. И. Кореняко из культуры фиолетового актиномицета Actinomyces violaceus, выделенного ими из почвы, получили первый антибиотик актиномицетного происхождения -- мицетин -- и изучили условия биосинтеза и применения мицетина в клинике; Р. Дюбо -- тиротрицин.

· 1939 год -- начало производства стрептоцида на химико-фармацевтическом заводе «АКРИХИН».

· 1940 год -- Э. Чейн выделил пенициллин в кристаллическом виде. Удалось выделить чистую форму антибиотика из культуры Penicillinum notatum.

· С получением пенициллина как препарата возникло новое направление в науке - учение об антибиотиках, которое необычайно быстро развивается в последние десятилетия.

· 1942 год -- Зельман Ваксман впервые ввел термин «антибиотик».

· 1942 год - академиком 3. В. Ермольевой получен первый отечественный пенициллин из грибка Penicillium crustosum, продуктивность которого была даже выше английского.

· В 70-х годах ежегодно описывалось более 300 новых антибиотиков.

Появление пенициллина вызвало настоящую революцию в хирургии, да и в медицине вообще. После нескольких инъекций препарата поправлялись больные, еще недавно обреченные. Казалось, что все виды заболеваний, вызываемых микроорганизмами, побеждены.

У медиков наблюдалась некоторая эйфория, но вскоре выяснилось, что многие штаммы микроорганизмов устойчивы к пенициллину, причем эти штаммы стали выявляться все чаще и чаще. Стали открываться новые группы антибиотиков.

Однако со всеми антибиотиками наблюдалась аналогичная картина - все более часто стали образовываться резистентные штаммы. В последние десятилетия созданы новые группы антибиотиков, более эффективных в борьбе с современной хирургической инфекцией.

Большинство антибиотиков получают, выращивая продуцирующие их микроорганизмы в ферментерах (специальных емкостях, используемых в микробиологическом синтезе) на специальных питательных средах. Синтезированные микроорганизмами антибиотики извлекают и подвергают очистке. Всего описано более 4500 природных антибиотиков, но только около 60 из них нашли применение в борьбе с различными заболеваниями человека, животных и растений.

Так как не все природные антибиотики пригодны для использования в лечебных целях, разработаны способы иx химической и микробиологической модификации -- получения полусинтетических антибиотиков. Однако из примерно 100 тысяч известных полусинтетических антибиотиков только некоторые обладают ценными для медицины качествами.

Для ряда антибиотиков разработаны методы полного химического синтеза, но, как правило, такой синтез очень сложен и дорогостоящ (только левомицетин и циклосерин получают таким путем).

Наряду с развитием традиционных способов получения новых антибиотиков (поиск микроорганизмов-продуцентов, модификация природных антибиотиков) большое значение приобретают методы генетической инженерии.

При длительном применении некоторые антибиотики могут оказывать токсическое действие на центральную нервную систему человека, подавлять его иммунитет, вызывать аллергические реакции. Однако по выраженности побочных явлений они не превосходят другие лекарственные средства.

Многие антибиотики широко использует при исследованиях в области биохимии и молекулярной биологии в качестве специфических ингибиторов определенных процессов, протекающих в клетках. Антибиотики используются в животноводстве для улучшения роста и развития молодняка (антибиотики добавляются в корма), в пищевой промышленности (консервирующие средства).

1.1.1 Бензилпенициллин (пенициллин)

Пенициллин -- первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

В настоящее время в группу пенициллинов входят препараты, которые в зависимости от происхождения, химической структуры и антимикробной активности подразделяются на несколько подгрупп. Из природных пенициллинов применяются бензилпенициллин и феноксиметилпенициллин. Другие препараты представляют собой полусинтетические соединения, получаемые при помощи химической модификации различных природных антибиотиков или промежуточных продуктов их биосинтеза.

Пенициллины относятся к т.н. бета-лактамным антибиотикам (бета-лактамы) (Приложение № 3).

Бета-лактамы -- большая группа антибиотиков, общим для которых является наличие в структуре молекулы четырехчленного бета-лактамного кольца. К бета-лактамам относятся пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы. Бета-лактамы являются наиболее многочисленной группой из применяемых в клинической практике противомикробных ЛС, занимающей ведущее место в лечении большинства инфекционных заболеваний.

Пенициллин антибиотик действует на клеточной стенки бактерий. Пенициллин препятствует образованию клеточной стенки бактерий, клеточная стенка становится менее сильным и слабым клеточной стенки бактерий восторг и становится не в состоянии воспроизвести или не может выжить. Взрыв бактериальных компонентов клетки через клеточной стенки бактерий приводит к разрушению организма. Некоторые бактерии устойчивы к пенициллину, так как грамотрицательных организмов не теряют клеточной стенки при воздействии на пенициллин.

Акивен в отношении:

· грамположительных бактерий (бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечиваются, при промывке при использовании окраски микроорганизмов по методу Грама. Большинство Грам + бактерий имеют однослойную клеточную мембрану, без внешней мембраны, присущей Грам - бактериям.)

· грамотрицательных бактерий ( бактерии, которые, в отличие от грамположительных бактерий, обесцвечиваются при промывке при использовании метода окраски микроорганизмов по Граму. После обесцвечивания они обычно окрашиваются дополнительным красителем (фуксином) в розовый цвет.)

· анаэробных спорообразующих палочек;

· Actinomyces spp., Spirochaetaceae.

К действию бензилпенициллина устойчивы штаммы Staphylococcus spp., продуцирующие пенициллиназу. Разрушается в кислой среде.

Лечебные свойства

Пенициллин является одним из главных представителей группы антибиотиков, препарат обладает широким спектром бактериостатического и бактерицидного действия. Особенно чувствительны к Пенициллину стрептококки, пневмококки, гонококки, менингококки, возбудители столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы, дифтерии, отдельные штаммы патогенных стафилококков и протея.

Пенициллин неэффективен в отношении бактерий кишечно-тифозно-дизентерийной группы, туберкулёзных, коклюшных, синегнойных и фридлендеровских палочек, возбудителей бруцеллёза, туляремии, холеры, чумы, а также риккетсий, вирусов, грибков и простейших.

Наиболее эффективно внутримышечное введения препаратов пенициллина. При внутримышечном методе введения пенициллин быстро всасывается в кровь (максимальная концентрация его в крови создается через 30-60 минут) и быстро переходит в мышцы, легкие, раневой экссудат, полости суставов.

Проникновение пенициллина из крови в спинномозговую жидкость незначительно, поэтому при менингитах и энцефалитах рекомендуется комбинированное применение пенициллина -- внутримышечно и эндолюмбально. Мало проникает внутримышечно введенный пенициллин в брюшную и плевральные полости, что требует непосредственного местного воздействия пенициллина.

Пенициллин хорошо проникает через плаценту к плоду.

Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны (1942 год -- СССР, 1943 -- США). Поначалу было всеобщее ликование -- быстро излечивались самые тяжелые инфекции. Казалось, что микробам пришел конец. Но бактерии тоже хотели жить и начали вырабатывать и передавать друг другу устойчивость к антибиотикам. Сейчас идет тяжелая борьба между бактериями и фармацевтической промышленностью, и, по-моему, люди ее проигрывают.

Показания.

Лечение заболеваний, вызванных чувствительными к бензилпенициллину микроорганизмами: крупозная и очаговая пневмония, эмпиема плевры, сепсис,септицемия, пиемия, острый и подострый септический эндокардит, менингит, острый и хронический остеомиелит, инфекции мочевыводящих и жёлчных путей, ангина, гнойные инфекции кожи, мягких тканей и слизистых оболочек, рожа, дифтерия, скарлатина, сибирская язва, актиномикоз, лечение гнойно-воспалительных заболеваний в акушерско-гинекологической практике, ЛОР- заболеваний, глазных болезней, гонорея, бленнорея, сифилис.

1.1.2 Стрептомицин

Стрептомицин - исторически первый антибиотик группы аминогликозидов и первый, оказавшийся активным против туберкулёза. Был открыт вторым после пенициллина Зельманом Ваксманом, за что он получил Нобелевскую премию в 1952 году( Приложение № 4).

Антибиотик широкого спектра действия из группы аминогликозидов.

Образуется в процессе жизнедеятельности лучистых грибов Streptomyces globisporus (используемых для промышленного производства) или др. видов.

Оказывает бактериостатическое действие: проникая внутрь микробной клетки, связывается со специфическими белками-рецепторами на 30S субъединице рибосом, нарушая образование инициирующего комплекса - матричная РНК-30S субъединица рибосомы, что приводит к распаду полирибосом, и как следствие этого возникают дефекты при считывании информации с ДНК, синтезируются неполноценные белки, что приводит к остановке роста и развития микробной клетки.

Обладает широким спектром действия.

Активен в отношении:

· Mycobacterium tuberculosis,

· Большинства грамотрицательных бактерий (Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp., Yersinia spp., Klebsiella spp., Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Brucella spp., Francisella tularensis, Yersinia pestis),

· Некоторых грамположительных микроорганизмов (Staphylococcus spp.),

Умеренно активен в отношении:

· Streptococcus spp.,

· В т.ч. Streptococcus pneumoniae, Enterococcus spp.

Устойчив в слабокислой среде, но легко разрушается в растворах крепких кислот и щелочей при нагревании. В комбинации с пенициллином или ванкомицином эффективен в лечении эндокардита, вызываемого Enterococcus faecalis или Streptococcus viridans.

Показания:

Туберкулез различной локализации (в т.ч. туберкулезный менингит), венерическая гранулема, туляремия, бруцеллез, чума, эндокардит (в сочетании с ампициллином), кишечные инфекции, инфекции мочевыводящих путей (после установления чувствительности возбудителя).

1.2 Получение антибиотиков

Не все микроорганизмы обладают способностью к выработке антибиотиков. Для их получения используются некоторые штаммы отдельных видов. К примеру, лишь штамм Streptomyces griseus способен вырабатывать антибиотик стрептомицин, другие штаммы этого микроорганизма либо неспособны к выработке антибиотиков, либо вырабатывают другие.

Различия штаммов продуцирующих антибиотики могут проявляться на качественном и количественном уровнях. Максимальная продуктивность конкретного штамма может зависеть от того растет ли его культура на поверхности среды при отсутствии каких-либо внешних факторов влияния или погружена в среду и подвергается интенсивному кинетическому воздействию.

Существуют микроорганизмы способные выделять несколько антибиотиков. Например, Pseudomonas aeruginosa, образует группу пио-соединений: пиоцианин, пиоцианазу, пиолипоевую кислоту и другие. И напротив, один антибиотик, к примеру, глиотоксин, способен образовываться разными видами, такими как Gliocladium, Trichoderma, Aspergillus fumigatus и др. Также существуют разные химические формы одного антибиотика вырабатываемые разными микроорганизмами и их штаммами. Известны различные формы пенициллина, стрептомицина и др.

В последние годы выделено и описано огромное число антибиотиков, продуцируемых различными организмами. Способностью вырабатывать антибиотики обладают как спорообразующие, так и не образующие спор бактерии, а кроме того, более половины изученных на этот предмет родов грибов.

1.Неспорообразующие бактерии. Из группы бактерий, ранее называемых Bacillus pyocyaneus, а позднее известных какPseudomonas aeruginosa, выделены пиоцианин и пиоцианаза. Другие не образующие спор бактерии тоже вырабатывают антибиотики, сильно различающиеся по химической структуре и антибактериальным свойствам. Примером могут служить колицины, производимые различными штаммами кишечной палочки (Escherichia coli).

2.Спорообразующие бактерии. Многие виды спорообразующих бактерий вырабатывают различные антибиотики. Так, штаммыBacillus subtilis производят бацитрацин, субтилин и др.; B. brevis - тиротрицин, B. polimixa (B. aerosporus) - полимиксин (аэроспорин). Из B. mycoides, B. mesentericus и B. simplex выделены разнообразные, еще недостаточно изученные соединения: бациллин, колистатин и др. Многие из них препятствуют росту грибков.

3.Актиномицеты. Кроме пенициллина, наиболее важные антибиотики, используемые в качестве химиотерапевтических средств, были получены из актиномицетов (грибковоподобных бактерий). К настоящему времени выделено или описано более 200 таких соединений. Некоторые из них широко применяются в лечении инфекционных заболеваний человека и животных. К таким антибиотикам относятся стрептомицин, тетрациклины, эритромицин, новобиоцин, неомицин и др. Одни из них обладают в основном антибактериальным действием, другие - антигрибковым, а третьи активны против некоторых крупных вирусов.

4.Грибки. Грибками в медицине называют микроорганизмы, относящиеся к царству грибов. Это одни из наиболее важных производителей антибиотиков. Они вырабатывают цефалоспорин, гризеофульвин, микофеноловую кислоту, пенициллиновую кислоту, глиотоксин, клавацин, аспергилловую кислоту и многие другие соединения.

5.Прочие организмы. Водоросли. Многие водоросли способны вырабатывать вещества, обладающие антибиотическими свойствами, но пока ни одно из них не нашло клинического применения.

6.Лишайники. К антибиотикам, вырабатываемым лишайниками, относятся лихенин и усниновая кислота.

7.Высшие растения. Высшие зеленые растения также образуют антибактериальные вещества, сходные по своим свойствам с истинными антибиотиками. К ним относятся фитонциды - аллицин, томатин и др.

8.Животные. Среди продуктов животного происхождения, обладающих антибактериальными свойствами, важное место занимает лизоцим. Многие простейшие, личинки насекомых и некоторые другие животные могут переваривать живые бактерии и грибки, однако пока не выяснено, в какой степени эта способность связана с выработкой веществ, обладающих антибиотическими свойствами.

В настоящее время различают три способа получения антибиотиков:

1. Биологический

2. Метод получения полусинтетических препаратов

3. Синтез химических соединений -- аналогов природных антибиотиков.

1.Биологический синтез.

Одним из главных условий получения антибиотика в большом количестве является продуктивность штамма, поэтому используются наиболее продуктивные мутанты «диких штаммов», полученные методом химического мутагенеза. Продуцент выращивают в жидкой оптимальной среде, в которую и поступают продукты метаболизма, обладающие антибиотическими свойствами. Антибиотики, находящиеся в жидкости, выделяют, используя ионообменные процессы, экстракцию или растворители. Определение активности антибиотика в основном производится микробиологическими методами с использованием чувствительных тест-микробов. За Международную единицу активности антибиотика (ЕД) принимают специфическую активность, содержащуюся в 1 мкг чистого препарата пенициллина Международная единица активности равна 0,6 мкг.

1. Полусинтетические антибиотики.

После того, как была выяснена структура большинства естественных антибиотиков, стали появляться попытки сделать их химические аналоги. Успешным оказался химический синтез левомицетина, в настоящее время его готовят исключительно химическим путем. Возможным оказался синтез и других антибиотиков, но естественный путь их получения был более простым и экономически более выгодным.

Вначале антибиотики применялись в том виде, в котором они были синтезированы микроорганизмами. Однако по мере развития химии были разработаны методы улучшения свойств природных антибиотиков путем частичного изменения их химической структуры. Такие антибиотики стали называть полусинтетическими. Особенно большие успехи были достигнуты в получении полусинтетических пенициллинов. Первым полусинтетическим пенициллином был бензилпенициллин, который обладал большей антибактериальной активностью, чем природный пенициллин, оставаясь при этом малотоксичным. Затем были получены и другие полусинтетические антибиотики, которые обладали заданными свойствами.

2. Синтез химических соединений -- аналогов природных антибиотиков.

Химический синтез -- в узком смысле это процесс создания или построения сложных молекул из более простых. В широком смысле -- получение химических соединений химическими и физическими методами.

1.3 Терминология

Антибиотики это категория природных либо полусинтетических органических препаратов, способных сносить вирусы либо уничтожать их размножение. На сегодняшний день ведомо большое количество разных видов антибиотиков, наделенных всевозможными свойствами.

Полностью синтетические препараты, не имеющие природных аналогов и оказывающие сходное с антибиотиками подавляющее влияние на рост бактерий, традиционно было принято называть не антибиотиками, а антибактериальными химиопрепаратами.

В частности, когда из антибактериальных химиопрепаратов известны были только сульфаниламиды, принято было говорить обо всём классе антибактериальных препаратов как об «антибиотиках и сульфаниламидах». Однако в последние десятилетия в связи с изобретением многих весьма сильных антибактериальных химиопрепаратов, в частности фторхинолонов, приближающихся или превышающих по активности «традиционные» антибиотики, понятие «антибиотик» стало размываться и расширяться и теперь часто употребляется не только по отношению к природным и полусинтетическим соединениям, но и ко многим сильным антибактериальным химиопрепаратам.

1.4 Классификация антибиотиков

На этот момент присутствует грандиозное количество различных антибиотиков. В медицине применяются далеко не все из них, иные, в связи завышенной токсичности, не имеют возможности быть использованы для излечения инфекционных заболеваний у людей. Чрезвычайное многообразие антибиотиков послужило причиной создания классификации и разделения антибиотиков на категории.

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на три группы ( Приложение №5):

§ бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),

§ бактерициды (бактерии умертвляются, но физически продолжают присутствовать в среде),

§ бактериолитические (бактерии умертвляются, и бактериальные клеточные стенки разрушаются).

Классификация по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, состоит из следующих групп:

Бета-лактамные антибиотики, делящиеся на две подгруппы:

Пенициллины -- вырабатываются колониями плесневого грибка Penicillinum;

Цефалоспорины -- обладают схожей структурой с пенициллинами. Используются по отношению к пенициллинустойчивым бактериям.

Макролиды -- антибиотики со сложной циклической структурой. Действие -- бактериостатическое.

Тетрациклины -- используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы,туляремии, бруцеллёза. Действие -- бактериостатическое.

Аминогликозиды -- обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов.

Левомицетины -- Использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных осложнений -- поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Действие -- бактерицидное.

Гликопептиды - антибиотики нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически.

Линкозамиды - оказывают бактериостатическое действие, которое обусловлено ингибированием синтеза белка рибосомами. В высоких концентрациях в отношении высокочувствительных микроорганизмов могут проявлять бактерицидный эффект.

Противогрибковые -- разрушают мембрану клеток грибков и вызывают их гибель. Действие -- литическое. Постепенно вытесняются высокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами.

1.5 Опасность применения антибиотиков

«Антибиотики спасли и улучшили больше жизней, чем любой другой класс медикаментов, но их применение "запустило в движение крупнейшее вмешательство в генетику популяции, которое когда-либо видела наша планета» считает специальная международная группа, изучающая устойчивость к антибиотикам. Результаты этого вмешательства видны в распространении генов, устойчивых к антибиотикам, во всех популяциях бактерий в мире. Это изменение, хотя и не видимое невооруженным глазом, оказало на здоровье людей такое же глубокое влияние, как и сами антибиотики. Один исследователь отмечает, что «резистентность к противомикробным средствам стала глобальной проблемой, в значительной степени влияющей на здравоохранение в развитых и развивающихся странах».

Некоторые бактерии от природы резистентны к отдельным антибиотикам, но часто эта устойчивость приобретается. Бактерии становятся устойчивыми, когда включают "фактор устойчивости" в свои гены, чтобы нейтрализовать действие антибиотиков. Этот фактор может быстро передаваться другим бактериям, переносясь на небольших кусочках генетического материала, называемых плазмидами. Иногда устойчивые гены также могут упаковываться в элементы ДНК, называемые транспозонами, что позволяет им перепрыгивать с одного участка ДНК на другой. Множественная резистентность - когда бактерии устойчивы сразу к нескольким антибиотикам - также может передаваться от одного вида другому. Механизмы устойчивости могут включать: изменения, происходящие внутри клетки бактерии и оказывающие влияние на восприимчивость к антибиотику; изменения в стенке клетки, которые затрудняют атаку антибиотиков; увеличение скорости, с которой антибиотик проникает в клетку или выводится из нее, что уменьшает время воздействия антибиотика и его эффективную концентрацию внутри клетки; или производство фермента, который делает антибиотик неэффективным. Хотя поначалу устойчивые бактерии встречались только в городских больницах, сейчас они обнаруживаются везде. Они могут распространяться на соседние и даже отдаленные страны: микроорганизмы не признают границ. "Наши бактерии принадлежат уже не только нам. Можно сказать, что мы их сбрасываем, выделяем и другим образом распространяем в окружающую среду, где они становятся частью общей массы." Это быстрое распространение означает, что все больше людей не реагируют на антибиотики, которые прежде были эффективными.

Возросшее применение любого антибиотика "неизбежно" вызывает увеличение устойчивых бактерий. Например, у детей, ранее принимавших антибиотики, возрастает вероятность обнаружения штаммов Haemophilus influenzae, устойчивой к ампициллину. Однако резистентность к антибиотику возможна и реально существует у людей, ранее не подвергавшихся воздействию данного антибиотика.

Аллопатическая медицина стала такой, какой она есть, благодаря семи категориям медикаментов, выпущенных фармацевтической индустрией в течение последних 50 лет.

Эти семь категорий лекарственных средств представляют собой подобие острия копья, чтобы уничтожить всех больных. Они являются воплощением ее гордости и всего смысла ее существования. Без них аллопатическая медицина давно была бы уже забыта в пользу менее агрессивных лекарств.

За это она должна быть благодарна фармацевтическим лабораториям, так как без них она бы не смогла существовать.

Можно утверждать факт международной зависимости медиков - аллопатов и фармацевтической индустрии. Одни не могут существовать без других.

Антибиотики действуют во взаимосвязи с энзимными системами микроорганизмов. Это научное объяснение их методов воздействия. Больше всего беспокоит то, что изготовители их и те, кто их применяет на больных, совершенно незнакомы с энзимными системами, на которые оказывают воздействие антибиотики.

Известные побочные действия антибиотиков:

· Оказывают токсичное воздействие на почки, печень, костный мозг и нервную систему;

· Вызывают аллергию;

· Вызывают расстройство кишечника;

· Угнетают иммунную систему организма и его естественное сопротивление инфекциям.

Уже родившийся младенец также может пострадать, получая антибиотики с материнским молоком. Как выяснилось, на мать и ребенка оказывают вредное воздействие все без исключения препараты этой группы. Вот лишь несколько примеров: дети, чьи матери применяли циклофсатин, страдают нарушением структуры костей, их размягчением; аминоглюкозиды и тетрациклины повреждают кости малышей и их зубы: им угрожают болезни десен, кариесы (50% таких людей к 30 годам будут вынуждены вставлять искусственные зубы); «популярный» антибиотик стрептомицин, относящийся к той же категории, действует на мозговую деятельность малыша и надолго дестабилизирует речевые функции; септран вызывает постепенное увеличение билирубина в кишечнике новорожденного, что может привести к тяжелому кишечному расстройству, нарушению деятельности органов пищеварения и угрожает жизни младенца; пенициллин вызывает сильнейшую аллергию у 16% новорожденных, а так же нарушает деятельность кишечника.

Невозможно произвести весь обзор, в котором отражена фармакодинамика всех антибиотиков, реализуемых на рынке. Но если обобщать, то кроме уже упомянутых побочных эффектов, следует добавить, что антибиотики вызывают многочисленные дисбактериозы и психические расстройства.

В тех случаях, когда антибиотики дают токсический эффект на различные живые ткани, вызывают аллергические реакции, снижают естественную сопротивляемость организма при различных инфекциях, генетически изменяют микроорганизмы, то они несут ответственность за изменение иммунной системы (Приложение №6). Если они не являются прямой причиной злокачественных опухолей, то они подготавливают организм к их развитию.

Глава 2. Человеческая слюна

Несмотря на то, что пища в полости рта находится короткое время - около 15 с, пищеварение в полости рта имеет большое значение для осуществления дальнейших процессов расщепления пищи, т. к. слюна, растворяя пищевые вещества, способствует формированию вкусовых ощущении и влияет на аппетит.

Слюна человека на 99% состоит из воды. В оставшемся же 1 % находятся ценные для нашего организма вещества, которые выполняют разносторонние функции.

Слюнам (лат. saliva) -- прозрачная бесцветная жидкость, жидкая биологическая среда организма выделяемая в полость рта тремя парами крупных слюнных желез(подчелюстные, околоушные, подъязычные)и множеством мелких слюнными железами полости рта.

Слюна - секрет слюнных желез, играющий большую роль в пищеварении. Слюна смачивает пищу, растворяя вещества, обеспечивающие ее вкус и запах, участвует в формировании пищевого комка, облегчает его проглатывание и продвижение по пищеводу. Процесс расщепления пищевых веществ начинается гидролитическими ферментами слюны.

Система «фермент-фактор среды» достаточно информативна. С одной стороны, ферменты имеют белковую природу, с другой - они проявляют каталитические свойства, т.е. влияют на скорость биохимических реакций. В качестве индикатора последствий организма человека на воздействия химических факторов могут служить амилазы - особые химические соединения, относимые к ферментам слюны.

В ответ на воздействие химических факторов включаются различные механизмы в организме человека, происходит снижение активности (инактивация) ферментов. Снижение ферментативной активности, представляет собой неотъемлемую часть комплекса ответных реакций организмов на воздействие химических загрязнителей различной природы. Нас заинтересовала проблема влияния некоторых факторов (никотин, антибиотики, некоторых химических соединений) на свойства слюны.

В полости рта образуется смешанная слюна или ротовая жидкость, состав которой отличается от состава смеси секретов желез, так как в ротовой жидкости присутствуют микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности и различные компоненты пищи, компоненты зубного налета и зубного камня.

Слюна смачивает полость рта, способствуя артикуляции, обеспечивает восприятие вкусовых ощущений, смазывает пережёванную пищу. Кроме того, слюна очищает полость рта, обладает бактерицидным действием, предохраняет от повреждения зубы.

Слюна на 98,5 % и более состоит из воды, содержит соли различных кислот, микроэлементы и катионы некоторых щелочных металлов, лизоцим, ферменты амилазу и мальтазу, расщепляющие углеводы, а также другие ферменты, некоторые витамины (Приложение №7). Также состав секрета слюнных желез меняется в зависимости от характера раздражителя.

В среднем за сутки выделяется 1--2,5 л слюны. Слюноотделение находится под контролем вегетативной нервной системы. Центры слюноотделения располагаются в продолговатом мозге. Стимуляция парасимпатических окончаний вызывает образование большого количества слюны с низким содержанием белка. Наоборот, симпатическая стимуляция приводит к секреции малого количества вязкой слюны. Без стимуляции секреция слюны происходит со скоростью около 0,5 мл/мин.

Отделение слюны уменьшается при стрессе, испуге или обезвоживании и практически прекращается во время сна и наркоза. Усиление выделения слюны происходит при действии обонятельных и вкусовых стимулов, а также вследствие механического раздражения крупными частицами пищи и при жевании.

2.1 Ферменты слюны

Слюна человека и животных является смешанным секретом околоушных, подчелюстных, подъязычных желез, а также многочисленных мелких желез языка, дна полости рта и неба. Ее состав определяется видом животного, возрастом, функциональным состоянием и т.д. Секрет различных слюнных желез неодинаков и меняется в зависимости от раздражителя (пищевой, химический, нервная стимуляция и пр.). По составу смешанная слюна (иначе называемая ротовой жидкостью) отличается от слюны, полученной из выводных протоков, наличием десквамированных эпителиальных клеток, микроорганизмов им продуктов их жизнедеятельности, слюнных телец, остатков мокроты и т.д.

Ферменты - органические вещества белковой природы, которые образуются в клетках и во много раз ускоряют протекающие в них реакции, сами не подвергаясь при этом химическим превращениям.

Вообще, название ферменты происходит от латинского «fermentum» - закваска. Ферменты по своей сути являются «биологическими катализаторами». Причем, «биологический» говорит о том, что они являются частью какого-либо живого организма, а слово «катализатор» означает, что это вещество, способно увеличивать скорость химической реакции.

Под действием ферментов слюны в ротовой полости начинается переваривание углеводов.

Слюнные железы продуцируют от 1 до 2 литров слюны в день - возможно и больше, если мы видим перед собой что-нибудь аппетитное или очень кислое, например, лимон.

Слюна, содержит пищеварительные ферменты: б-амилазу и мальтазу, а также непищеварительные ферменты: калликреин и лизоцим.

1.Амилаза-- фермент, гликозил-гидролаза, расщепляющий крахмал до олигосахаридов, относится к ферментам пищеварения. В истории амилаза стала первым открытым ферментом, когда французский химик Ансельм Пайя описал в 1833 году диастазу, фермент, расщепляющий крахмал до мальтозы. Согласно другим данным, амилазу в 1814 году открыл академик петербургской Академии наук К.Г.С.Кирхгоф

2.Мальтаза - или кислая б-глюкозидаза , фермент гликозил-гидролаза, катализирующая гидролиз мальтозы на две молекулы глюкозы. У человека мальтаза входит в состав слюны, кишечного сока, присутствует в крови и печени. Очень богаты мальтазой дрожжи.

3.Калликреин - представитель группы ферментов, присутствующих в крови и других жидкостях организма, которые влияют на ряд глобулинов плазмы, приводя к образованию брадикинина и каллидина.

4.Лизоцим -- антибактериальный агент, фермент класса гидролаз, разрушающий клеточные стенки бактерий путём гидролиза пептидогликана клеточной стенки бактерий муреина. Главным образом, лизоцим получают из белка куриных яиц. Также аналогичные ферменты содержатся в организмах животных, в первую очередь, в местах соприкосновения с окружающей средой -- в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, слёзной жидкости, грудном молоке, слюне, слизи носоглотки и т. д. В больших количествах лизоцимы содержатся в слюне, чем объясняются ее антибактериальные свойства.

Все они выполняют крайне важные функции, а именно: способствуют разжижению пищи, выполняют ее первоначальную химическую обработку, формируют пищевой комок и обволакивают его специальным слизистым веществом - муцином. Если говорить проще, то ферменты слюны облегчают проглатывание пищи и ее прохождение по пищеводу в желудок.

Кроме ферментов, в состав слюны входят различные соли и прочие неорганические вещества. Так, например, слюна включает в себя некоторые минеральные соединения - роданистый калий, магний, кальция, калия, хлориды и фосфаты. Еще один обязательный компонент, входящий в состав слюны, - это микроэлементы, которые участвуют во всех важных процессах, происходящих внутри тела человека. Наконец, в слюне всегда присутствуют бактерии и микроорганизмы. Известно, что в 1 мл слюны содержится более сотни миллионов микробов. В ротовую полость они попадают из внешней среды вместе с воздухом, пылью, водой и пищей. Человек приспособился к этим своим соседям и практически невосприимчив к ним, однако продукты питания не обладают таким иммунитетом, и потому бактерии активно участвуют в процессе их переработки.

2.2 Амилазы

Роль б-амилаз при гидролизе крахмала исключительно велика. Из трёх основных функций при действии на клейстеризованный крахмал (разжижение, декстринизация, осахаривание) разжижение и декстринизация зависят от б-амилаз. Они атакуют не только клейстеризованный, но и нативный крахмал, разрушая крахмальные зёрна.

б-Амилазы различного происхождения имеют много общих свойств: хорошо растворяются в воде или в сильно разбавленных растворах солей. Более концентрированные растворы солей вызывают осаждение этих ферментов. б-Амилазы легко растворяются в разбавленных растворах этилового спирта, но осаждаются при его концентрации в среде свыше 60%. Белок б-амилаз обладает слабокислыми свойствами. Многие из известных б-амилаз получены либо в высокоочищенном, либо в кристаллическом виде.

Ионы кальция оказывают стабилизирующее действие на б-амилазы. Это впервые было обнаружено Воллерштейном, затем потверждено Накамурой. В настоящее время это явление отмечено почти для всех амилаз. Однако теоретически этот вопрос применительно к промышленному гидролизу крахмала до сих пор не разработан.

б-Амилазы действуют на б-1,4 -гликозидные связи, расщепляют амилозу внутри её цепи, в результате чего с большой скоростью образуются низкомолекулярные продукты гидролиза - нормальные б-декстрины. Их дальнейший гидролиз даёт мальтозу, мальтотриозу и глюкозу. Было найдено, что расщепление б-1,4-глюкозидных связей в амилозе носит случайный характер иподчиняется закону статистического распределения продуктов реакции. Расщепление более мелких фракций на последнем этапе амилоза носит уже не случайный характер - действие фермента направлено лишь на определённые б-1,4-гликозидные связи. В конечном счёте б-амилазы превращают амилозу в мальтозу и глюкозу, хотя и отмечены некоторые несущественные различия в динамике гидролиза этими ферментами указанного субстрата.

Бендецкий, Яровенко по изменению вязкости и восстанавливающей способности гидролизатов крахмала оценивали действие (множественность атаки) б-амилазы Bac. Subtilis на растворимый крахмал. Авторы наблюдали существенное различие вязкость -восстанавливающая способность при кислотном и ферментативном гидролизе крахмала. Это дало основание сделать заключение, что при кислотном гидролизе деградация крахмала происходит беспорядочно, а при действии б-амилазы осуществляется множественная атака на субстрат, приводящая к образованию олигомеров на первой стадии деградации.

Разрыв цепей амилопектина осуществляется между б-1,6 - глюкозидными связями. Отщепление декстринов, содержащих 15 и более гликозидных остатков, идёт с большей скоростью, в то время как конечное осахаривание существенно замедляется. Продукты гидролиза, содержащие б-1,4 - глюкозидные связи, являются нормальными б-декстринами и состоят из 6-13 глюкозидных остатков. Остаточные декстрины, содержащие большое количество б-1,6-связей, обазначаются как аномальные конечные декстрины. Установлено, что б-1,6-связи не только не расщепляются б-амилазой, но и являются стерическим препятствием для гидролиза б-1,4-связей, находящихся в непосредственной близости к б-1,6-связям. Наименьшим предельным декстрином в конце гидролиза амилопектина амилазой слюны был найден тетрасахарид, солодовой амилазы - паноза, т. е устойчивым к расщеплению в первом случае были две б-1,4-глюкозидные связи, во втором - лишь одна.

2.3 Строение слюнных желез

По происхождению слюнные железы эктодермальны и имеют альвеолярное (шаровидное) либоальвеолярно-трубчатое строение, слюну же производят по мерокриновому типу, при котором секрет выделяется путем экзоцитоза, а клетки остаются неповрежденными.

В каждой слюнной железе выделяют

v секреторный отдел (тело), состоящий из стромы и паренхимы и непосредственно вырабатывающий слюну

v выводной проток, по которому слюна попадает в ротовую полость

По строению и характеру секрета выделяют слюнные железы

v белковые (секрет относительно жидкий и богат ферментами)

v слизистые (секрет относительно густой и вязкий, с большим количеством слизи)

v смешанные

Выводные же протоки слюнных желез разделяют на несколько отделов

· вставочные протоки - начальная часть протоков, выстланны кубическим и призматическим эпителием

· исчерченные протоки - выстланы цилиндрическим эпителием, для клеток которого характерны впячивания базальной части плазмолеммы, между которыми располагается большое количество митохондрий

· междольковые протоки - выстланы двуслойным эпителием, постепенно переходящим в плоский

· общий выводной проток - конечная часть протоков, открывающихся в ротовую полость; выстланмногослойным кубическим эпителием, а вблизи устья - многослойным плоским эпителием

(Приложение №8)

Малые слюнные железы (glandulae salivariae minores) .

Расположены в толще слизистой оболочки либо подслизистой основы внтури ротовой полости:

1)Губные железы (glandulae labialea) - располагаются вдоль губ, по типу секреции смешанные.

2)Щечные железы (glandulae buccales) - располагаются на внутренней поверхности щек, по типу секреции смешанные.

3)Молярные железы (glandulae molares)- расположены на деснах возле коренных зубов, по типу секреции также смешанные.

4)Язычные железы (glandulae linguales) - покрывают поверхность языка, при этом железы, расположенные в передней части языка, смешанного типа секреции, у корня и вдоль боковых стенок - слизистого, в основной части языка - белкового

5)Небные железы (glandulae palatinae) - располагаются на поверхности мягкого и твердого неба, по типу секреции слизистые

Большие слюнные железы.

Расположены вне ротовой полости, в которую открываются протоками:

1)Околоушная железа (glandula parotidea) Имеет белковый тип секреции, в размере достигает 20-30 см, а располагается книзу и кпереди от ушной раковины, на боковой поверхности ветви нижней челюсти. Сверху железа касается скуловой дуги, снизу - угла нижней челюсти, сзади - сосцевидного отростка височной кости и переднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы, изнутри - шиловидного отростка а также шилоязычной, шилоглоточной и шилоподъязычной мышц. Через железу проходят наружная сонная артерия, занижнечелюстная вена, а также ушно-височный и лицевой нервы.

2)Подъязычная железа (glandula sublingualis) Имеет слизистый тип секреции, располагается под слизистой оболочкой дна ротовой полости, на челюстно-подъязычной мышце, латерально соприкасается с телом нижней челюсти в области подъязычной ямки, медиально - с подбородочно-подъязычной, подбородочно-язычной и подъязычно-язычной мышцами. Кровь получает из подбородочной и подъязычной артерий. Отдает кровь в подъязычную вену, лимфу - в подчелюстные и подбородочные лимфатические узлы.

3)Подчелюстная железа (glandula submandibularis) Покрыта тонкой капсулой, относится к железам смешанного типа, а располагается в области подчелюстного треугольника шеи и покрыта поверхностной пластинкой шейной фасции и кожей. Изнутри железа соприкасается с шилоязычной и подъязычно-язычной мышцами, спереди - с челюстно-подъязычной мышцей, сверху - с телом нижней челюсти, латерально - с лицевой артерией, лицевой веной и подчелюстными лимфатическими узлами. Иннервируется железа волокнами лицевого нерва и из наружного сонного сплетения. Кровь получает по железистым ветвям лицевой артерии, отдает кровь в подчелсюстную вену, лимфу - в подчелюстные лимфатические узлы.