Исследование влияния антибиотиков на стафилококковые инфекции

Инфекция (от лат. infectio - вносить вредное, заражать) как биологическое явление представляет собой взаимодействие как минимум одного вида патогенного микроорганизма с макроорганизмом.1

Под инфекционным процессом понимается совокупность патологических изменений в организме, которые возникают под воздействием патогенных микроорганизмов в определенных условиях внешней среды и при наличии защитных реакций организма на это воздействие. Таким образом, инфекционный процесс включает взаимодействие трех основных факторов - возбудителя, макроорганизма и окружающей среды, каждый из которых может существенно влиять на его результат.2

Лечение и профилактика инфекционных болезней человека в современном мире сложно представляется без использования антибиотиков и других противомикробных химиотерапевтических препаратов.

Химиотерапевтические противомикробные препараты применяют при инфекционных заболеваниях для лечения, направленного на микробов, как на причину болезни.

Такие препараты вводятся внутрь организма, а значит, они должны губительно действовать на возбудителей инфекций. Но при этом они не должны быть опасными для человека, т. е. должны обладать избирательностью действия. Основа избирательности антимикробных химиопрепаратов состоит в том, что они действуют на такие структуры или процессы у микробов, которых нет в клетках макроорганизма.

Первый химиотерапевтический препарат с избирательным действием - сальварсан (для лечения сифилиса) - был получен немецким иммунохимиком П.Эрлихом в 1908 г. на основе органических соединений мышьяка. Несколько позже, в 1928 г., английский бактериолог А. Флеминг открыл штамм плесневого гриба пеницилла, выделяющего химическое вещество, получившее название «пенициллин», которое задерживает рост некоторых бактерий. Оба ученых позже были удостоены Нобелевской премии.

В нашей стране большой вклад в учение об антибиотиках внесли З.В.Ермольева, которая в 1942 г. впервые в СССР получила пенициллин. Впоследствии активно участвовала в организации его промышленного производства в Советском Союзе. Г.Ф.Гаузе, который организовал институт по изысканию новых антибиотиков в 1953 г. на базе Лаборатории антибиотиков АМН СССР, открыл вместе с М.Г.Бражниковой первый в нашей стране оригинальный антибиотик грамицидин С (советский), который был внедрён в медицинскую практику и использовался для лечения и профилактики раневых инфекций в период Великой Отечественной войны.

Термин «антибиотик» произошел от двух греческих слов: «анти» - против и «биос» - жизнь. Впервые он был предложен профессором Ваксманом в 1942 году. (Хотя грибковые плесени использовались в Элладе и Древнем Риме, только тогда они не назывались антибиотиками.)3

Антибиоз (anti - против; bios - жизнь) - явление антагонизма между различными видами микробов. Сущность антибиоза заключается в том, что одни виды микроорганизмов подавляют жизнедеятельность других видов с помощью выделяемых ими в окружающую среду специфических веществ - антибиотиков.4

Наиболее существенное значение для развития учения об антибиозе имели исследования выдающихся микробиологов Л. Пастера и И.И. Мечникова. Своими работами Л. Пастер показал, что явление антагонизма присуще многим видам микроорганизмов, а И.И. Мечников впервые обосновал возможность подавления гнилостной микрофлоры кишечника у человека с помощью молочнокислых бактерий, указав, таким образом, на возможность использования антибиоза для терапии и профилактики заразных болезней.

Источником получения большинства антибиотиков являются микроорганизмы и низшие грибы. Препараты антибиотиков микробного происхождения и из низших грибов обычно получают из культуральных жидкостей (питательных сред), на которых предварительно выращиваются соответствующие микроорганизмы или грибы. Некоторые препараты антибиотиков получают синтетическим или полусинтетическим путем.

Антибиотики - это самая многочисленная группа лекарственных препаратов. Так, в России сегодня используется более 200 препаратов (и это без учета аналогов). Они объединены по определенным качествам, несмотря на различия химической структуры и механизм действия. Существуют антибиотики с антибактериальной, противогрибковой, противовирусной и противоопухолевой активностью.

Специфика антибиотиков заключается в том, что, в отличие от большинства других лекарственных средств, они действуют на клеточном уровне. Однако их активность не постоянна: она снижается со временем. Это вызывается формированием лекарственной устойчивости (резистентности - неизбежного биологического явления). Дело в том, что бактерии чем-то «похожи» на крыс, которые привыкают к уже известным им ядам и впоследствии едят эти яды как безобидный порошок. И еще одна неприятность: микроорганизмы, выработавшие устойчивость к определенным антибиотикам, начинают заражать других людей, поэтому для борьбы с ними нужен уже новый антибиотик.5

Первые антибиотики были очень простыми и имели слишком много недостатков, а именно:

- серьезные побочные действия;

- множество противопоказаний;

- необходимость частого и длительного приема препаратов;

- быстрое привыкание.

Десятилетиями во многих странах мира проводилась напряженная работа по созданию антибиотиков новых поколений. В последние годы на фармацевтический рынок вышли препараты XXI века, которые вызывают намного меньше побочных явлений и, что еще более важно, «не дают привыкания». Принимать их достаточно всего 2 раза в день, так как их действие длится 12 часов (при внутривенном введении - 8 часов). Это такие антибиотики, как максипим, меронем, роцефин, зивокс и другие.

Антибиотики - это химиотерапевтические препараты из химических соединений биологического происхождения (природные), а также их полусинтетические производные и синтетические аналоги, которые в низких концентрациях оказывают избирательное микробоцидное или микробостатическое действие.6

Основные источники получения антибиотиков - бактерии (в основном актиномицеты) и плесневые грибы. На специальных производствах эти микробы выращивают в оптимальных условиях, и в результате своей жизнедеятельности такие микробы-продуценты выделяют особые химические соединения - антибиотики. Из них потом получают готовые препараты (природные антибиотики), а иногда полученные вещества немного изменяют химическим путем и получают препараты с улучшенными свойствами (полусинтетические антибиотики).

По химической структуре антибиотики сгруппированы в 10 основных классов: 1) бета-лактамы (включают в себя группы: пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы); 2) гликопептиды; 3) аминогликозиды; 4) тетрациклины; 5) макролиды; 6) линкозамиды; 7) левомицетин (хлорамфеникол); 8) рифамицины; 9) полипептиды; 10) полиены.7

Антибиотики принято классифицировать на разные группы: по спектру, механизму и характеру воздействия на микроорганизмы.

Спектр действия антибиотика определяет широту его влияния на различные популяции бактерий. Структура и состав различных бактерий чрезвычайно разнообразны и потому некоторые виды бактерий оказываются абсолютно нечувствительными по отношению к некоторым антибиотикам, активным против других бактерий. Чем больше бактерий являются чувствительными к одному определенному антибиотику, тем шире спектр его действия.8

По избирательному спектру антимикробного воздействия антибиотики в свою очередь подразделяются на 2 группы и те и другие используются в определенных целях, так как ширина спектра действия, в зависимости от случая, может быть как положительным, так и отрицательным качеством антибиотика:

1. Узкого спектра действия. Когда препарат активен в отношении только небольшого количества разновидностей грамположительных или грамотрицательных бактерий. К антибиотикам, которые активны в отношении грамположительных микроорганизмов отнестят линкомицин, фузидин, макролиды и пенициллины. Воздействие на грамотрицательные микроорганизмы имеют полимиксины.

2. Широкого спектра действия. Эта группа антибиотиков активно воздействует как на грамположительные, так и на грамотрицательные микроорганизмы. К ним принято относить аминогликозы, цефалоспорины, тетрациклины, левомицитин, рифампицин.

Механизм действия (принцип работы) антибиотиков главным образом состоит в их способности угнетать рост и разрушать клетки бактерий, грибов опухолей. Разные антибиотики обладают различным механизмом действия. Ниже мы рассмотрим принцип работы основных групп антибиотиков:

Антибиотики, разрушающие клеточную стенку. Большое количество бактерий защищено снаружи прочным каркасом из сложных органических соединений. Разрушение этого каркаса равносильно гибели бактерии. Именно таким свойством (разрушение клеточной стенки) и обладает вышеупомянутый антибиотик пенициллин и все его производные. Кроме антибиотиков из группы пенициллинов подобным действием обладают цефалоспорины, а также ванкомицин. Молекулы этих антибиотиков блокируют специальные ферменты бактерий, выполняющие роль «сшивания» наружного каркаса бактерий. Без этого фермента бактерии лишаются возможности расти и погибают.9

Антибиотики, блокирующие синтез белков. К этой группе антибиотиков относятся тетрациклины, макролиды, аминогликозиды, а также левомицетин и линкомицин. Эти антибиотики проникают внутрь клеток бактерий и связываются со структурами, синтезирующими бактериальные белки, и блокируют биохимические процессы, происходящие в клетках бактерий. Парализованная бактерия теряет возможность размножаться и расти, чего бывает достаточно, чтобы победить некоторые инфекции.10

Антибиотики, растворяющие клеточную мембрану. Как известно клеточная мембрана некоторых бактерий и грибов состоит из жиров, которые растворяются определенными веществами. Таков механизм действия противогрибковых антибиотиков из группы нистатина, леворина, амфотерицина.

Одной из основных характеристик антибиотиков, определяющей возможность их использования в лечении болезней у людей является их избирательность. Под избирательностью понимаем способность антибиотиков вызвать гибель одних живых организмов и не действовать на другие. Антибиотик Флеминга (пенициллин) обладал избирательным разрушительным действием по отношению к бактериям и был безвредным для грибов, которые его вырабатывали.

По отношению к антибиотикам, используемым в лечении инфекций у людей, исследуется их воздействие на организм человека. В этом смысле наибольшей избирательностью (и наименьшей опасностью для человека) обладают антибиотики из группы пенициллина и цефалоспоринов, действующие на компоненты бактерий не имеющие аналогов в организме человека. С другой стороны антибиотики, угнетающие синтез белков или нуклеиновых кислот могут оказывать подобной действие и на организм человека, так как подобные процессы (синтез белков и нуклеиновых кислот) происходят и в нашем организме. Низкая избирательность значительно ограничивает применение соответствующих групп антибиотиков в медицине.11

Широкое применение антимикробных химиопрепаратов часто приводит к формированию антибиотикорезистентности - устойчивости микробов к этим препаратам. Бактерии следует считать резистентными (устойчивыми), если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной.

Природная устойчивость объясняется, в частности, тем, что некоторые виды микробов не имеют «мишени» для действия антибиотиков, как, например, микоплазмы, не имеющие клеточной стенки, не чувствительны к антибиотикам, нарушающим синтез клеточной стенки бактерий.

Приобретенная устойчивость формируется у микробов, изначально чувствительных к антимикробным препаратам. Это биологическая закономерность, связанная с приспособлением микроорганизмов к условиям внешней среды и их стремлением к выживанию. К химиопрепаратам могут адаптироваться любые микробы, поэтому появляется все больше штаммов микроорганизмов, имеющих множественную лекарственную устойчивость (полирезистентность к антибиотикам).

Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически невозможно, но необходимо использовать антимикробные препараты таким образом, чтобы не способствовать развитию и распространению устойчивости, т.е. нужно соблюдать принципы рациональной антибиотикотерапии.12

Профилактика развития осложнений состоит, прежде всего, в соблюдении следующих принципов рациональной антибиотикотерапии:

• микробиологический принцип - начинать лечение инфекции нужно как можно раньше. До назначения препарата следует установить возбудителя инфекции и определить его чувствительность к антимикробным химиотерапевтическим препаратам (антибиотикограмму). Для определения антибиотикограммы наиболее часто используют метод бумажных дисков, когда на плотную питательную среду с засеянным исследуемым микроорганизмом накладывают специальные диски с антибиотиками и инкубируют в термостате. Через сутки отмечают рост микробов вокруг дисков. Если антибиотик действует, то рядом с диском роста бактерий нет;

• фармакологический принцип - дозы препаратов, пути и кратность их введения, длительность лечения должны быть достаточными для эффективного воздействия на возбудителя (часто клиническое улучшение не является основанием для отмены препарата, потому что возбудители могут сохраняться в организме и возможен рецидив болезни);

• фармацевтический принцип - необходимо учитывать срок годности и правила хранения препарата, так как при несоблюдении этих правил антибиотик может не только потерять свою активность, но и стать токсичным;

• клинический принцип - при назначении препарата учитывают, насколько он будет безопасным для пациента, что зависит от индивидуальных особенностей состояния больного (тяжесть инфекции, иммунный статус и аллергологический анамнез, пол, возраст, наличие беременности, состояние функции печени, почек, сопутствующие заболевания и т.п.);

• эпидемиологический принцип - чтобы не способствовать отбору и распространению устойчивых микробов, при выборе препарата, особенно для стационарного больного, необходимо учитывать состояние резистентности микробных штаммов, циркулирующих в данном отделении, стационаре.

Как всякие лекарственные средства, антимикробные химиопрепараты могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм, а также взаимодействовать с другими лекарствами.

Наиболее частыми осложнениями антимикробной химиотерапии являются:

• дисбиоз (дисбактериоз). Антимикробные препараты, особенно широкого спектра действия (тетрациклины, макролиды и др.), могут воздействовать не только на возбудителей инфекций, но и на микроорганизмы нормальной микрофлоры. В результате формируется дисбиоз, нарушаются функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), возникает авитаминоз и может развиться вторичная инфекция (кандидоз и др.). Для предупреждения таких осложнений следует назначать препараты более узкого спектра действия, сочетать лечение основного заболевания с противогрибковой терапией (например, назначением нистатина, дифлюкана, мкосиста), витаминотерапией, применением пробиотиков;

• отрицательное воздействие на иммунную систему - прежде всего, аллергические реакции, которые могут проявляться в виде сыпи на коже, зуда, крапивницы, отека Квинке и даже развития анафилактического шока. Такие осложнения чаще дают бета-лактамы (пенициллины) и рифамицины. Их предупреждение состоит в тщательном сборе аллергологического анамнеза и назначении препаратов в соответствии с индивидуальной чувствительностью пациента;

• эндотоксический (терапевтический) шок - явление, которое возникает при лечении инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями, и сопровождается временным ухудшением клинического состояния больного. Введение антибиотиков вызывает гибель и разрушение клеток грамотрицательных бактерий и высвобождение больших количеств эндотоксина;

• токсическое действие препаратов, которое обычно проявляется при длительном применении антимикробных химиотерапевтических препаратов. Ему особенно подвержены дети, беременные, а также пациенты с нарушением функций печени и почек. Например, гликопептиды (ванкомицин и др.) и аминогликозиды (гентамицин и др.) оказывают токсическое воздействие на слуховой нерв, вплоть до полной потери слуха; полиены (нистатин, амфотерицин В), полипептиды (полимиксин), аминогликозиды, макролиды (эритромицин и др.), гликопептиды, сульфаниламиды оказывают токсическое воздействие на почки. Общетоксическое действие имеют противогрибковые препараты - полиены и имидазолы (клотримазол и др.). Угнетение кроветворения могут вызывать тетрациклины, сульфаниламиды, хлорамфеникол. Аминогликозиды, тетрациклины, хлорамфеникол, фторхинолоны (ципрофлоксацин, норфлоксацин и др.) токсичны для новорожденных и развивающегося плода (оказывают тератогенное действие). Предупреждение развития этих осложнений состоит в отказе от противопоказанных данному пациенту препаратов, контроль за состоянием функций печени, почек и т.п.;

• взаимодействие с другими препаратами - иногда антибиотики могут усиливать или ослаблять действие других препаратов.13

Важным фактором, определяющим опасность использования антибиотиков, являются индивидуальные особенности организма больного, его состояние. Исходя из этого, можно выделить несколько групп пациентов и состояний с высоким риском использования антибиотиков. Итак, состояния с повышенным риском использования антибиотиков это:

• Беременность - служит абсолютным противопоказанием для использования подавляющего большинства антибиотиков.

Риск лечения антибиотиками во время беременности определяется с одной стороны негативным воздействием антибиотиков на развивающийся плод, а с другой стороны повышенной чувствительностью организма будущей матери к любого рода химическим веществам. Опасность использования антибиотиков во время беременности максимальна в первом триместре беременности.

Запрет на антибиотики во время беременности все же иногда приходится нарушать. Например, при развитии пневмонии или другой опасной болезни, ставящей в опасность жизнь матери и ребенка. В таких случаях врачи стараются использовать антибиотики с наименьшим токсическим действием на плод (некоторые антибиотики из группы макролидов, пенициллины).

• Кормление грудью относительное противопоказание для использования антибиотиков. Лечение антибиотиками сразу после родов или спустя некоторое время после них - очень частое явление. Причиной этому являются различные послеродовые осложнения инфекционного характера. При этом достоверно известно, что многие антибиотики способны активно проникать в материнское молоко и накапливаться в нем в количествах опасных для ребенка. В случае необходимости использования антибиотиков во время кормления грудью - лучший способ обезопасить ребенка это отказ от грудного вскармливания на время лечения. Отказ от грудного вскармливания нужно продлить еще на 2-3дня после окончания лечения, так как некоторые антибиотики накапливаются в организме и окончательно выводятся с течение нескольких дней.

• Детский возраст. У детей могут быть использованы только определенные группы антибиотиков. Лучше всего переносятся пенициллины, цефалоспорины, макролиды. В то же время категорически запрещено использование тетрациклинов, сульфаниламидов. Аминогликозиды, левомицетин и другие сильные антибиотики могут быть использованы только по особым показаниям (отсутствие эффекта от лечения более безопасными препаратами).

• Больные с почечной или печеночной недостаточностью. Перед назначением курса антибиотиков важно проверить состояние почек и печени. Эти органы активно накапливают и перерабатывают антибиотики и потому токсическое действие этих лекарств в данных органах максимально. Прием антибиотиков может усугубить состояние больных хроническими болезнями почек и печени. Поэтому противопоказаниями для использования антибиотиков служат острые и хронические болезни почек и печени (пиелонефрит, гломерулонефрит, гепатит), также почечная и печеночная недостаточность. В случае таких больных предпочтительно использование антибиотиков с низким токсическим действием (пенициллины, цефалоспорины).

• Индивидуальная непереносимость антибиотика. Чаще всего индивидуальная непереносимость антибиотиков проявляется аллергией. У некоторых больных риск развития аллергических реакции настолько велик, что использование данного вида антибиотиков полностью исключается. На приеме у врача важно сообщить о существующей аллергии. Также важно учитывать тот факт, что в некоторых случаях может иметь место перекрестная аллергия: например, при непереносимости пенициллинов аллергия может развиться и на родственные им цефалоспорины.

Опасность использования антибиотиков, однако, этим не исчерпывается. В случае пациентов без прямых противопоказаний к использованию антибиотиков серьезные побочные реакции могут наступить в случае:

• Нарушения режима дозировки назначенной врачом. Использование слишком больших доз антибиотиков «для того чтобы закрепить их лечебный эффект» может сочетаться с повышением их токсичности и потому чревато поражение печени и почек. С другой стороны использование слишком малых доз антибиотиков не только не побеждает инфекцию, но и способствует появлению антибиотико-резистентных штаммов бактерий. Для достижения максимального терапевтического эффекта и снижения риска возникновения побочных реакций постарайтесь соблюдать режим лечения, назначенный врачом, которому вы доверяете.

• Использование антибиотиков с истекшим сроком годности чревато отравлением, так как токсичность многих антибиотиков резко повышается после истечения их срока годности, либо хранения в непригодных условия. Прежде чем начать лечение удостоверьтесь в годности препарата и не используйте лекарства, в качестве которых вы сомневаетесь.

• Комбинирование антибиотиков с некоторыми лекарствами может снизить их эффективность или повысить их токсичность. Для избежания этих и других побочных реакций, сообщите врачу обо всех используемых вами лекарствах, и не используйте других препаратов без предварительной консультации с лечащим врачом.

Долгое время, да и сейчас еще тоже, антибиотики считались панацеей от всех бед и назначались при малейших признаках любой инфекции. Сегодня уже доказано, что их действие у нас в организме сродни эффекту «выжженной земли». Помимо сильнейших аллергических реакций, которые возникают под действием препаратов этой группы, антибиотики оказывают губительное воздействие на жизнь и здоровье пациентов, пользующихся ими.

Вот лишь отдельные примеры коварного воздействия антибиотиков:

— стрептомицин может вызвать нарушения слухового и вестибулярного аппарата;

— биомицин дает осложнение на органы пищеварения;

— левомицетин тормозит кроветворение, что крайне опасно для жизни человека, когда его организм и так подвержен инфекции;

— антибиотики активно угнетают жизненные функции клеток, которые производят протеин (белковый строительный материал зародыша), и потому некоторые матери, употреблявшие в период беременности антибиотики, производили на свет нежизнеспособных младенцев или младенцев с уродствами.

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 также нарушает деятельность кишечника.

Но мало того, что антибиотики наносят вред здоровью, их применение вызывает еще и зависимость от них. Раз попробовав избавиться от боли с помощью антибиотиков, человек уже не в состоянии отказаться, наступает привыкание к определенному виду препаратов, в ход идут все более сильнодействующие лекарства. «Благодаря» антибиотикам человечеству грозит множественная лекарственная устойчивость. Безудержный оптимизм медиков, родившийся после побед, одержанных благодаря антибиотикам над грозными инфекциями, сменился изумлением и тревогой: антибиотики словно становились лакомой средой для бактерий, те успешно усваивали опыт «предков» и приобретали защиту от лекарств.

В настоящее время медики всего мира с тревогой отмечают, что болезни, которые были под контролем или на грани исчезновения, возвращаются. Многие из этих недугов долгое время успешно лечились антибиотиками. Но прошли годы, и микробы «приспособились» и видоизменились. Изменились симптомы, картина заболеваний, а главное, они не поддаются даже самым сильным антибиотикам. Так, появились видоизмененные туберкулез, брюшной тиф, менингит и даже воспаление легких.

Антибиотики - самая распространенная и многочисленная группа лекарственных средств. В медицинской научной литературе представлено описание более шести тысяч природных антибиотиков и огромное количество полусинтетических производных. Для лечения больных в настоящее время в медицинской практике нашло широкое применение около пятидесяти наименований антибиотиков, которые выпускают в разных лекарственных формах.

1.2 Сущность и основные характеристики стафилококковых инфекций и пути их блокады