С течением времени популяция (но не отдельная особь) может приобрести устойчивость к воздействию химических веществ, таких как антибиотики и пестициды.
Все мы слышали пугающие истории о микробах, нечувствительных к антибиотикам. И действительно, многим в процессе лечения приходилось заменять один антибиотик на другой из-за того, что первый оказался неэффективным. Такое появление лекарственной устойчивости у популяции микроорганизмов — не странная месть матери-природы человечеству, а закономерное следствие теории эволюции.
Существование различий между членами популяции составляет один из основополагающих принципов эволюции. Сегодня известно, что эти различия заложены в генах. Более того, жизнь любого организма (будь то бактерия или человек) по существу представляет собой серию химических превращений молекул. Действие антибиотика состоит в том, что он служит ингибитором, то есть тормозит или подавляет какую-либо химическую реакцию, жизненно важную для микроба. Например, пенициллин блокирует молекулы, участвующие в строительстве новых клеточных оболочек бактерий. Действие пенициллина можно упрощенно сравнить с жевательной резинкой, наклеенной на ключ, которая будет препятствовать открыванию замка. (Пенициллин не оказывает влияния на человека или животных, потому что наружные оболочки наших клеток коренным образом отличаются от клеток бактерий.)
У определенной популяции бактерий возможны различия в форме молекул, на которые направлено действие антибиотиков. Одни молекулы оказываются более чувствительными к «наклеиванию» лекарства, другие — менее. Чисто случайно у небольшого количества бактерий молекулы окажутся такой формы, которая менее чувствительна к отрицательному влиянию какого-то антибиотика (например, пенициллина). При воздействии лекарства на данную популяцию это небольшое количество устойчивых бактерий уцелеет. Через много поколений натуральный отбор приведет к преобладанию бактерий, в геноме которых закодированы менее чувствительные к лекарству молекулы. В конце концов появится популяция микробов, полностью невосприимчивых к данному антибиотику.
Необходимо еще раз отметить, что этот эффект проявляется через много поколений. Ни одна отдельно взятая бактерия не может приобрести иммунитет — форма молекулы определяется генами и обычно не меняется в течение жизни организма.
В 1952 году американские генетики Джошуа и Эстер Ледерберг провели классический эксперимент по изучению устойчивости микробов к антибиотикам. В чашках Петри на обычных питательных средах были выращены колонии бактерий, затем часть каждой колонии перенесли на другие чашки, где в питательную среду был добавлен пенициллин. Большинство колоний после этого пересева погибли, но одна из них выжила. Тогда ученые вновь вернулись к первичной колонии (от которой отсевали уцелевшую) и снова перенесли ее на питательную среду с пенициллином. Колония вновь выжила, доказав, что она обладает устойчивостью к пенициллину, хотя никогда не подвергалась его воздействию. Этот эксперимент подтвердил представление о случайном характере устойчивости в популяции и о том, что устойчивость обусловлена естественным отбором.
Подобные эффекты наблюдаются и у высших организмов: например, у насекомых в процессе эволюции выработалась устойчивость к пестицидам, а у растений — к гербицидам. Механизм приспособления здесь такой же, как и у бактерий, которые приобрели устойчивость к антибиотикам. Случайным образом у некоторых особей в популяции появляются какие-то химические изменения в их природе, что позволяет им противодействовать влиянию пестицидов или гербицидов. Например, это могут быть особые молекулы, которые захватывают молекулы пестицида или гербицида и не позволяют им действовать. Или у этих особей могут вырабатываться химические вещества, удаляющие пестициды или гербициды из клеток организма прежде, чем эти яды успеют сильно повредить клетки. В результате естественного отбора организмы с такими особенностями выживают в первую очередь, и в конце концов вся популяция приобретет эту полезную особенность.
Зная о работах в области естественного отбора, ученые должны были бы ожидать такого поведения исследуемых организмов. Тот факт, что они этого не сделали, говорит нам скорее о несовершенстве человеческой природы, нежели о недостаточном эффекте антибиотиков и других химикатов. Однако эта приобретенная лекарственная устойчивость микробов вовсе не зачеркивает всего положительного, что принесли нам антибиотики и другие химические вещества. Это просто значит, что войну с болезнью нельзя выиграть в одной битве. Здесь можно провести аналогию с гонкой вооружений, в которой одна сторона добивается временного преимущества, а другая учится наносить ответный удар. Затем первая сторона разрабатывает контрудар на этот ответный удар, а другая сторона — противостоит контр-контрудару... Гонка вооружений никогда не кончается — так же, я подозреваю, никогда не закончится и наша битва с эволюционным потенциалом микробов. Главное — быть далеко впереди, чтобы держать болезни под контролем. И этого будет достаточно для победы.
Другие работы по теме:
"Мифы" об антибиотиках и других антимикробных средствах
Заболевания, вызываемые микроорганизмами, долгое время были бичом человечества. После того, как было доказано, что инфекционные заболевания вызываются болезнетворными бактериями, почти сто лет не существовало антибактериальных средств.
Острый гнойный конъюнктивит
Острый гнойный конъюнктивит развивается при попадании в конъюнктивальную полость гноеродной инфекции – чаще всего с немытыми руками, реже с инородными телами (соринка, пыль в ветреную погоду и т.п.).
Чай против 100 болезней
Чай, благодаря своим полезным свойствам, предотвращает смерть от болезней сердечно - сосудистой системы.
Хирургические инфекции
Киевский национальный университет внутренних дел при МВД Украины Реферат Кафедра судебной медицины Курсант: Лысяный Иван Сергеевич г. Киев 2009 год
Инкубационный период вирусных заболеваний
«Как долго волноваться заболели ли вы или ваш ребенок после контакта с инфекцией?» «Как долго заболевший или переболевший человек может заражать окружающих?» — именно на эти вопросы мы попытались ответить в размещенной ниже таблице.
Острый бронхит
Острый бронхит — это воспалительный процесс слизистой оболочки бронхов, возникающий вследствие самых разнообразных причин. К ним относятся инфекционные возбудители, вирусы, химические, физические или аллергические факторы. При бронхите ткани вдоль стенок воздухопроводящих путей распухают и выделяют большое коли
Стафилококк золотистый
Характеристика, виды, строение и функции болезнетворных стафилококков, возможные пути заражения. Этиология стафилококковой инфекции, основные методы ее своевременной диагностики. Особенности лечения данного заболевания и средства для его профилактики.
Асептика и антисептика
Гнойная инфекция как один из тяжелейших осложнений в послеоперационном периоде, причины ее возникновения и методы борьбы. Понятие асептики и антисептики, их сущность, отличительные черты, место, значение в лечении послеоперационных осложнений, требования.
Антагонизм микробов и антибиотики
Характеристика действия основных групп антибиотиков на организм человека. Анализ факторов уменьшения эффективности антибактериальной терапии. Рассмотрение принципов разумного применения антибиотиков в историческом, бытовом и академическом аспектах.
Вакцинация как специфический фактор защиты ребенка
К живым вакцинам относятся вакцины против оспы, сибирской язвы, бешенства, туберкулеза, чумы, гриппа, сыпного тифа, полиомиелита, кори, краснухи, паротита. Живые вакцины являются наиболее эффективными и полноценными препаратами.
Предмет и задачи микробиологии
Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева Факультет: Медицинский Кафедра: Микробиологии РЕФЕРАТ «Предмет микробиология» Выполнил: студент биологического
Патогенные микроорганизмы
Инфекция – сложный биологический процесс, возникающий в результате проникновения патогенных микробов в организм и нарушения постоянства его внутренней среды.
Механизмы антибиотикорезистентности
МОСКОВСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ им И.М. СЕЧЕНОВА ТЕМА: МЕХАНИЗМЫ АНТИБИОТИКОРЕЗИСТЕНТНОСТИ Выполнил: ПЛЕТНЕР Павел Кафедра «Общей Хирургии» МОСКВА
Понятие о внутрибольничной инфекции
Понятие о внутрибольничной инфекции. Возбудители, факторы и пути передачи внутрибольничной инфекции в лечебно-профилактических учреждениях. Профилактика и борьба с внутрибольничными инфекциями.
Санитарно-противоэпидемический режим, его цель, средства обеспечения
Санитарно-противоэпидемический режим, его цель, средства обеспечения. Санитарно-противоэпидемический режим - это комплекс организационных, санитарно-профилактических, гигиенических и противоэпидемических мероприятий, направленных на предупреждение внутрибольничной инфекции.
ОРВИ у ребенка
Особенности протекания и первейшие синдромы острой респираторной вирусной инфекции у детей до года, клиника и патогенез данного заболевания. Этапы построения и подтверждения диагноза, проведение необходимых анализов и порядок формирования схемы лечения.
Микоплазмоз
Микоплазмоз - острое инфекционное заболевание, обусловленное микроорганизмами микоплазмами. Протекает преимущественно в виде острого респираторного заболевания и пневмонии, реже поражаются другие органы.
Антибиотики
Антибиотики пришли в нашу жизнь как избавление от инфекций, мучивших человечество тысячи лет. Однако после появления новых мощных препаратов о них заговорили как об «оружии массового поражения, убивающем все живое».
Эволюционная медицина
Представление о болезни как о результате случайного столкновения организма с повреждающим агентом предопределило то, что способы лечения ищут эмпирически.
Дисбактериоз кишечный
Дисбактериоз кишечный - синдром, характеризующийся нарушением подвижного равновесия микрофлоры, в норме заселяющей кишечник.
Антибиотики
Антибиотики, вырабатываемые микроорганизмами химические вещества, которые способны тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов.
Антибиотики 4
РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ НА ТЕМУ: «АНТИБИОТИКИ» Выполнила ученица 10 класса «А» Мирзоева Н.А. Введение АНТИБИОТИКИ (от греч. anti- — против и biоs — жизнь), органические вещества, образуемые живыми организмами и обладающие способностью подавлять развитие микроорганизмов и задерживать рост опухолевых клеток.
Характеристика микробов
Изучение особенностей строения и жизнедеятельности микробов. Характер взаимоотношений микроорганизмов с животным и растительным миром, который подразделяется на сапрофитов и паразитов. Внешние факторы воздействия на микроорганизмы и их изменение.
Биотехнология
химическая бионика. Бионика – это использование секретов живой природы с целью создания более совершенных технических устройств. В широком смысле биотехнология
Генная инженерия 7
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, или технология рекомбинантных ДНК, изменение с помощью биохимических и генетических методик хромосомного материала – основного наследственного вещества клеток. Хромосомный материал состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Биологи изолируют те или иные участки ДНК, соединяют их в новых комбинациях и переносят из одной клетки в другую.
Влияние антибиотиков на развитие микроорганизмов
История и классификация антибиотиков. Их влияние на бактерии рода Bacillus. Интенсивность роста колоний данного микроорганизма при различных концентрациях антибиотика, растворённого в питательной среде. Метод диффузии в агар с использованием желобка.
Инфекционные заболевания 3
Сообщение по ОБЖ на тему: «Инфекционные заболевания» Выполнила: ученица 10 класса МБОУ СОШ № Проверил: Новосибирск 2011 Инфекционные заболевания – это болезни, причинами которых являются микроорганизмы: бактерии, вирусы, грибы, паразиты или их токсины.