Velká válka s malým nepřítelem aneb jak zničit bakterie. Velká válka s malým nepřítelem aneb jak zničit bakterie co naše tělo?

Fotografie z elektronového mikroskopu ukazuje připojení bakteriofágů (kolifágů T1) na povrch bakterie E. coli.

Na konci dvacátého století se ukázalo, že v biosféře Země nepochybně dominují bakterie, které tvoří více než 90 % její biomasy. Každý druh má mnoho specializovaných typů virů. Podle předběžných odhadů je počet druhů bakteriofágů asi 1015. Abychom pochopili rozsah tohoto čísla, můžeme říci, že pokud každý člověk na Zemi objeví každý den jeden nový bakteriofág, bude trvat 30 let, než je všechny popíše. Bakteriofágy jsou tedy nejméně prozkoumanými tvory v naší biosféře. Většina dnes známých bakteriofágů patří do řádu Caudovirales – ocasaté viry. Jejich částice mají velikost od 50 do 200 nm. Ocas různých délek a tvarů zajišťuje, že se virus uchytí na povrchu hostitelské bakterie, hlava (kapsida) slouží jako úložiště genomu. Genomová DNA kóduje strukturální proteiny, které tvoří „tělo“ bakteriofága, a proteiny, které zajišťují reprodukci fága uvnitř buňky během infekce. Můžeme říci, že bakteriofág je přirozený high-tech nanoobjekt. Například fágové ocasy jsou „molekulární injekční stříkačkou“, která propíchne stěnu bakterie a stažením vstříkne její DNA do buňky.

Bakteriofágy používají aparát bakteriální buňky k reprodukci, „přeprogramují“ ji, aby produkovaly nové kopie virů. Poslední fází tohoto procesu je lýza, zničení bakterie a uvolnění nových bakteriofágů.

Fotografie z elektronového mikroskopu ukazuje připojení bakteriofágů (kolifágů T1) na povrch bakterie E. coli.

Všechny tyto molekulární jemnosti nebyly známy ve druhém desetiletí dvacátého století, kdy byly objeveny „neviditelné infekční agens, které ničí bakterie“. Ale i bez elektronového mikroskopu, s jehož pomocí bylo koncem 40. let možné poprvé získat snímky bakteriofágů, bylo jasné, že jsou schopny ničit bakterie, včetně patogenních. Tato vlastnost byla okamžitě žádaná medicínou. První pokusy léčit úplavici, infekce ran, choleru, tyfus a dokonce mor s fágy byly prováděny poměrně pečlivě a úspěch vypadal docela přesvědčivě. Po zahájení masové výroby a používání fágových preparátů ale euforie vystřídalo zklamání. O tom, co jsou bakteriofágy, jak vyrábět, čistit a používat jejich dávkové formy, se stále vědělo velmi málo. Stačí říci, že podle výsledků testu provedeného ve Spojených státech na konci 20. let minulého století mnoho průmyslových fágových přípravků bakteriofágy vůbec neobsahovalo.

Problém s antibiotiky

Druhou polovinu dvacátého století v medicíně lze nazvat „érou antibiotik“. Nicméně i objevitel penicilinu Alexander Fleming ve své Nobelově přednášce varoval, že mikrobiální rezistence na penicilin nastává poměrně rychle. Rezistence na antibiotika byla prozatím kompenzována vývojem nových typů antimikrobiálních léků. Od 90. let je ale jasné, že lidstvo prohrává „závody ve zbrojení“ proti mikrobům. Na vině je především nekontrolované užívání antibiotik nejen k léčebným, ale i preventivním účelům, a to nejen v medicíně, ale také v zemědělství, potravinářství a běžném životě. V důsledku toho se rezistence vůči těmto lékům začala vyvíjet nejen u patogenních bakterií, ale také u nejběžnějších mikroorganismů žijících v půdě a vodě, což z nich dělá „podmíněné patogeny“. Takové bakterie se pohodlně vyskytují v lékařských zařízeních, kolonizují vodovodní armatury, nábytek, lékařské vybavení a někdy i dezinfekční roztoky. U lidí s oslabeným imunitním systémem, kterých je většina v nemocnicích, způsobují těžké komplikace.

Bakteriofág není živý tvor, ale molekulární nanomechanismus vytvořený přírodou. Bakteriofágový ocas je injekční stříkačka, která propíchne stěnu bakterie a vstříkne do buňky virovou DNA, která je uložena v hlavě (kapsidě).

Není žádným překvapením, že lékařská komunita bije na poplach. V loňském roce, v roce 2012, učinila generální ředitelka WHO Margaret Chan prohlášení předpovídající konec éry antibiotik a bezbrannosti lidstva vůči infekčním chorobám. Praktické možnosti kombinatorické chemie — základu farmakologické vědy — však nejsou zdaleka vyčerpány. Další věcí je, že vývoj antimikrobiálních látek je velmi nákladný proces, který nepřináší takové zisky jako řada jiných léků. Hororové příběhy o „superbugech“ jsou tedy spíše varováním a povzbuzují lidi, aby hledali alternativní řešení.

Na lékařské službě

Zdá se docela logické vidět oživení zájmu o použití bakteriofágů – přirozených nepřátel bakterií – k léčbě infekcí. Během desetiletí „éry antibiotik“ bakteriofágy skutečně aktivně sloužily vědě, nikoli však medicíně, ale základní molekulární biologii. Stačí zmínit dekódování „trojic“ genetického kódu a proces rekombinace DNA. O bakteriofágách je nyní známo dost, aby bylo možné informovat o výběru fágů vhodných pro terapeutické účely.

Bakteriofágy mají jako potenciální léky mnoho výhod. Za prvé, existuje jich nespočet. I když je změna genetického aparátu bakteriofága také mnohem snazší než u bakterie, a to ještě více u vyšších organismů, není to nutné. V přírodě se vždy dá najít něco vhodného. Jde nám spíše o selekci, upevnění hledaných vlastností a reprodukci potřebných bakteriofágů. Dá se to přirovnat k chovu psích plemen - sáňkoví psi, hlídací psi, lovečtí psi, ohaři, bojoví psi, dekorativní psi... Všichni zůstávají psi, ale jsou optimalizováni pro určitý druh činnosti, kterou člověk potřebuje. Za druhé, bakteriofágy jsou přísně specifické, to znamená, že ničí pouze určitý typ mikrobů, aniž by inhibovaly normální lidskou mikroflóru. Za třetí, když bakteriofág najde bakterii, kterou musí zničit, začne se během svého životního cyklu množit. Tím se otázka dávkování stává méně akutní. Za čtvrté, bakteriofágy nezpůsobují vedlejší účinky. Všechny případy alergických reakcí při použití terapeutických bakteriofágů byly způsobeny buď nečistotami, ze kterých nebylo léčivo dostatečně vyčištěno, nebo toxiny uvolněnými při masivní smrti bakterií. Druhý jev, „Herxheimerův efekt“, je často pozorován při užívání antibiotik.

Dvě strany mince

Bohužel, lékařské bakteriofágy mají také mnoho nevýhod. Nejdůležitější problém vyplývá z výhody vysoké specificity fágů. Každý bakteriofág infikuje přesně definovaný typ bakterií, dokonce ani ne taxonomický druh, ale řadu užších variet, kmenů. Relativně řečeno, je to, jako by hlídací pes začal štěkat pouze na dvoumetrové násilníky oblečené v černých pláštěnkách a nijak nereagoval na teenagera v kraťasech, který vlezl do domu. Případy neúčinného použití proto nejsou u současných fágových přípravků neobvyklé. Lék vyrobený proti určité skupině kmenů a dokonale léčící streptokokovou angínu ve Smolensku může být bezmocný proti všem příznakům stejné angíny v Kemerovu. Onemocnění je stejné, způsobené stejným mikrobem a kmeny streptokoka v různých oblastech jsou různé.

Od autora

Vzhledem k tomu, že v přírodě existuje nespočetné množství bakteriofágů a neustále vstupují do lidského těla s vodou, vzduchem a potravou, imunitní systém je jednoduše ignoruje. Navíc existuje hypotéza o symbióze bakteriofágů ve střevě regulujících střevní mikroflóru. Určitého druhu imunitní odpovědi je možné dosáhnout pouze dlouhodobým zaváděním velkých dávek fágů do těla. Ale tímto způsobem můžete dosáhnout alergie na téměř jakoukoli látku. Konečně je velmi důležité, aby bakteriofágy byly levné. Vývoj a výroba léku sestávajícího z přesně vybraných bakteriofágů s plně dešifrovanými genomy, kultivovaných podle moderních biotechnologických standardů na určitých kmenech bakterií v chemicky čistém prostředí a vysoce purifikovaných, je řádově levnější než moderní komplexní antibiotika. To umožňuje rychle adaptovat fágová terapeutická léčiva na měnící se sady patogenních bakterií a také používat bakteriofágy ve veterinární medicíně, kde drahé léky nejsou ekonomicky opodstatněné.

Pro co nejefektivnější využití bakteriofága je nezbytná přesná diagnostika patogenního mikroba až po kmen. V současnosti nejběžnější diagnostická metoda, kultivační kultivace, zabírá mnoho času a neposkytuje požadovanou přesnost. Rychlé metody – typizace pomocí polymerázové řetězové reakce nebo hmotnostní spektrometrie – se zavádějí pomalu kvůli vysoké ceně zařízení a vyšším požadavkům na kvalifikaci laboratorních techniků. V ideálním případě by selekce fágových složek léku mohla být provedena proti infekci každého jednotlivého pacienta, ale to je drahé a v praxi nepřijatelné.

Další významnou nevýhodou fágů je jejich biologická povaha. Kromě toho, že bakteriofágy vyžadují speciální podmínky skladování a přepravy k udržení infekčnosti, otevírá tato metoda léčby prostor pro mnoho spekulací na téma „cizí DNA u lidí“. A přestože je známo, že bakteriofág v zásadě nemůže infikovat lidskou buňku a vnést do ní svou DNA, není snadné změnit veřejné mínění. Biologická povaha a poměrně velká velikost ve srovnání s nízkomolekulárními léčivy (stejná antibiotika) vede k třetímu omezení - problému dodání bakteriofága do těla. Pokud se rozvine mikrobiální infekce, kde lze bakteriofág aplikovat přímo ve formě kapek, spreje nebo klystýru - na kůži, otevřené rány, popáleniny, sliznice nosohltanu, uší, očí, tlustého střeva - pak žádné problémy nevznikají.

Ale pokud dojde k infekci ve vnitřních orgánech, je situace složitější. Jsou známy případy úspěšné léčby infekcí ledvin nebo sleziny obvyklým perorálním podáváním bakteriofágového léku. Mechanismus pronikání relativně velkých (100 nm) fágových částic ze žaludku do krevního řečiště a vnitřních orgánů je však špatně pochopen a velmi se liší od pacienta k pacientovi. Bakteriofágy jsou také bezmocné proti mikrobům, které se vyvíjejí uvnitř buněk, například původcům tuberkulózy a lepry. Bakteriofág nemůže proniknout stěnou lidské buňky.

Je třeba poznamenat, že použití bakteriofágů a antibiotik pro lékařské účely by se nemělo bránit. Když působí společně, je pozorováno vzájemné zesílení antibakteriálního účinku. To umožňuje například snížit dávku antibiotik na hodnoty, které nezpůsobují výrazné vedlejší účinky. Mechanismus, kterým si bakterie vyvinou rezistenci vůči oběma složkám kombinovaného léčiva, je tedy téměř nemožný. Rozšíření arzenálu antimikrobiálních léků dává větší svobodu při výběru léčebných metod. Slibným směrem je tedy vědecky podložený vývoj koncepce využití bakteriofágů v antimikrobiální terapii. Bakteriofágy neslouží ani tak jako alternativa, ale jako doplněk a vylepšení v boji proti infekcím.

A. Ó. Vedoucí Laboratoře molekulárního bioinženýrství, Ústav bioorganické chemie pojmenovaný po. Shemyakin a Ovchinnikov RAS
„Populární mechanika“ č. 10, 2013

Na konci dvacátého století se ukázalo, že v biosféře Země nepochybně dominují bakterie, které tvoří více než 90 % její biomasy. Každý druh má mnoho specializovaných typů virů. Podle předběžných odhadů je počet druhů bakteriofágů asi 10 15 . Abychom pochopili rozsah tohoto čísla, můžeme říci, že pokud každý člověk na Zemi objeví každý den jeden nový bakteriofág, bude trvat 30 let, než je všechny popíše.

Bakteriofágy jsou tedy nejméně prozkoumanými tvory v naší biosféře. Většina dnes známých bakteriofágů patří do řádu Caudovirales – ocasaté viry. Jejich částice mají velikost od 50 do 200 nm. Ocas různých délek a tvarů zajišťuje, že se virus uchytí na povrchu hostitelské bakterie, hlava (kapsida) slouží jako úložiště genomu. Genomová DNA kóduje strukturální proteiny, které tvoří „tělo“ bakteriofága, a proteiny, které zajišťují reprodukci fága uvnitř buňky během infekce.

Můžeme říci, že bakteriofág je přirozený high-tech nanoobjekt. Například fágové ocasy jsou „molekulární injekční stříkačkou“, která propíchne stěnu bakterie a stažením vstříkne její DNA do buňky. Od tohoto okamžiku začíná infekční cyklus. Jeho další fáze se skládají z přepnutí mechanismů životní aktivity bakterie na obsluhu bakteriofága, propagaci jeho genomu, konstrukci mnoha kopií virových obalů, zabalení virové DNA do nich a nakonec destrukci (lýzu) hostitelské buňky.

Kromě neustálé evoluční konkurence mezi obrannými mechanismy u bakterií a útokem u virů lze za příčinu současné rovnováhy považovat i to, že se bakteriofágy specializovaly na jejich infekční působení. Pokud existuje velká kolonie bakterií, kde další generace fágů najdou své oběti, pak k ničení bakterií lytickými (zabíjením, doslova rozpouštěním) fágy dochází rychle a nepřetržitě.

Pokud je potenciálních obětí málo nebo vnější podmínky nejsou příliš vhodné pro efektivní reprodukci fágů, pak získávají výhodu fágové s lysogenním vývojovým cyklem. V tomto případě po průniku do bakterie fágová DNA nespustí okamžitě infekční mechanismus, ale prozatím existuje uvnitř buňky v pasivním stavu a často se zavede do bakteriálního genomu.

V tomto profágním stavu může virus existovat po dlouhou dobu a procházet cykly buněčného dělení společně s bakteriálním chromozomem. A teprve když se bakterie dostane do prostředí příznivého pro reprodukci, aktivuje se lytický cyklus infekce. Navíc, když je fágová DNA uvolněna z bakteriálního chromozomu, jsou často zachyceny sousední části bakteriálního genomu a jejich obsah může být následně přenesen do další bakterie, kterou bakteriofág infikuje. Tento proces (transdukce genu) je považován za nejdůležitější prostředek přenosu informace mezi prokaryoty – organismy bez buněčných jader.

Všechny tyto molekulární jemnosti nebyly známy ve druhé dekádě dvacátého století, kdy byla objevena „neviditelná infekční agens, která ničí bakterie“. Ale i bez elektronového mikroskopu, s jehož pomocí bylo koncem 40. let možné poprvé získat snímky bakteriofágů, bylo jasné, že jsou schopny ničit bakterie, včetně patogenních. Tato vlastnost byla okamžitě žádaná medicínou.

První pokusy léčit úplavici, infekce ran, choleru, tyfus a dokonce mor s fágy byly prováděny poměrně pečlivě a úspěch vypadal docela přesvědčivě. Po zahájení masové výroby a používání fágových preparátů ale euforie vystřídalo zklamání. O tom, co jsou bakteriofágy, jak vyrábět, čistit a používat jejich dávkové formy, se stále vědělo velmi málo. Stačí říci, že podle výsledků testu provedeného ve Spojených státech na konci 20. let minulého století mnoho průmyslových fágových přípravků bakteriofágy vůbec neobsahovalo.

Problém s antibiotiky

Druhou polovinu dvacátého století v medicíně lze nazvat „érou antibiotik“. Nicméně i objevitel penicilinu Alexander Fleming ve své Nobelově přednášce varoval, že mikrobiální rezistence na penicilin nastává poměrně rychle. Rezistence na antibiotika byla prozatím kompenzována vývojem nových typů antimikrobiálních léků. Od 90. let je ale jasné, že lidstvo prohrává „závody ve zbrojení“ proti mikrobům.

Na vině je především nekontrolované užívání antibiotik nejen k léčebným, ale i preventivním účelům, a to nejen v medicíně, ale také v zemědělství, potravinářství a běžném životě. V důsledku toho se rezistence vůči těmto lékům začala vyvíjet nejen u patogenních bakterií, ale také u nejběžnějších mikroorganismů žijících v půdě a vodě, což z nich dělá „podmíněné patogeny“.

Takové bakterie se pohodlně vyskytují v lékařských zařízeních, kolonizují vodovodní armatury, nábytek, lékařské vybavení a někdy i dezinfekční roztoky. U lidí s oslabeným imunitním systémem, kterých je většina v nemocnicích, způsobují těžké komplikace.

Není žádným překvapením, že lékařská komunita bije na poplach. V loňském roce, v roce 2012, učinila generální ředitelka WHO Margaret Chan prohlášení předpovídající konec éry antibiotik a bezbrannosti lidstva vůči infekčním chorobám. Praktické možnosti kombinatorické chemie – základu farmakologické vědy – však zdaleka nejsou vyčerpány. Další věcí je, že vývoj antimikrobiálních látek je velmi nákladný proces, který nepřináší takové zisky jako řada jiných léků. Hororové příběhy o „superbugech“ jsou tedy spíše varováním a povzbuzují lidi, aby hledali alternativní řešení.

Na lékařské službě

Oživení zájmu o využití bakteriofágů – přirozených nepřátel bakterií – k léčbě infekcí se zdá celkem logické. Během desetiletí „éry antibiotik“ bakteriofágy skutečně aktivně sloužily vědě, nikoli však medicíně, ale základní molekulární biologii. Stačí zmínit dekódování „trojic“ genetického kódu a proces rekombinace DNA. O bakteriofágách je nyní známo dost, aby bylo možné informovat o výběru fágů vhodných pro terapeutické účely.

Bakteriofágy mají jako potenciální léky mnoho výhod. Za prvé, existuje jich nespočet. Ačkoli je změna genetického aparátu bakteriofága také mnohem snazší než u bakterie a ještě více u vyšších organismů, není to nutné. V přírodě se vždy dá najít něco vhodného. Hovoříme spíše o selekci, upevnění hledaných vlastností a reprodukci potřebných bakteriofágů.

Dá se to přirovnat k chovu psích plemen - sáňkoví psi, hlídací psi, lovečtí psi, ohaři, bojoví psi, dekorativní psi... Všichni zůstávají psy, ale jsou optimalizováni pro určitý druh činnosti, kterou člověk potřebuje. Za druhé, bakteriofágy jsou přísně specifické, to znamená, že ničí pouze určitý typ mikrobů, aniž by inhibovaly normální lidskou mikroflóru.

Za třetí, když bakteriofág najde bakterii, kterou musí zničit, začne se během svého životního cyklu množit. Tím se otázka dávkování stává méně akutní. Za čtvrté, bakteriofágy nezpůsobují vedlejší účinky. Všechny případy alergických reakcí při použití terapeutických bakteriofágů byly způsobeny buď nečistotami, ze kterých nebylo léčivo dostatečně vyčištěno, nebo toxiny uvolněnými při masivní smrti bakterií. Druhý jev, „Herxheimerův efekt“, je často pozorován při užívání antibiotik.

Dvě strany mince

Bohužel, lékařské bakteriofágy mají také mnoho nevýhod. Nejdůležitější problém vyplývá z výhody vysoké specificity fágů. Každý bakteriofág infikuje přesně definovaný typ bakterií, dokonce ani ne taxonomický druh, ale řadu užších variet, kmenů. Relativně řečeno, je to, jako by hlídací pes začal štěkat pouze na dvoumetrové násilníky oblečené v černých pláštěnkách a nijak nereagoval na teenagera v kraťasech, který vlezl do domu.

Případy neúčinného použití proto nejsou u současných fágových přípravků neobvyklé. Lék vyrobený proti určité skupině kmenů a dokonale léčící streptokokovou angínu ve Smolensku může být bezmocný proti všem příznakům stejné angíny v Kemerovu. Onemocnění je stejné, způsobené stejným mikrobem a kmeny streptokoka v různých oblastech jsou různé.

Pro co nejefektivnější využití bakteriofága je nezbytná přesná diagnostika patogenního mikroba až po kmen. V současnosti nejrozšířenější diagnostická metoda – kulturní výsev – zabere hodně času a neposkytuje požadovanou přesnost. Rychlé metody – typizace pomocí polymerázové řetězové reakce nebo hmotnostní spektrometrie – se zavádějí pomalu kvůli vysoké ceně zařízení a vyšším požadavkům na kvalifikaci laboratorních techniků. V ideálním případě by selekce fágových složek léku mohla být provedena proti infekci každého jednotlivého pacienta, ale to je drahé a v praxi nepřijatelné.

Další významnou nevýhodou fágů je jejich biologická povaha. Kromě toho, že bakteriofágy vyžadují speciální podmínky skladování a přepravy k udržení infekčnosti, otevírá tato metoda léčby prostor pro mnoho spekulací na téma „cizí DNA u lidí“. A přestože je známo, že bakteriofág v zásadě nemůže infikovat lidskou buňku a vnést do ní svou DNA, není snadné změnit veřejné mínění.

Biologická povaha a poměrně velká velikost ve srovnání s nízkomolekulárními léčivy (stejná antibiotika) vede k třetímu omezení - problému dodání bakteriofága do těla. Pokud se rozvine mikrobiální infekce, kde lze bakteriofág aplikovat přímo ve formě kapek, spreje nebo klystýru - na kůži, otevřené rány, popáleniny, sliznice nosohltanu, uší, očí, tlustého střeva - pak žádné problémy nevznikají.

Ale pokud dojde k infekci ve vnitřních orgánech, je situace složitější. Jsou známy případy úspěšné léčby infekcí ledvin nebo sleziny obvyklým perorálním podáváním bakteriofágového léku. Mechanismus pronikání relativně velkých (100 nm) fágových částic ze žaludku do krevního řečiště a vnitřních orgánů je však špatně pochopen a velmi se liší od pacienta k pacientovi. Bakteriofágy jsou také bezmocné proti mikrobům, které se vyvíjejí uvnitř buněk, například původcům tuberkulózy a lepry. Bakteriofág nemůže proniknout stěnou lidské buňky.

Je třeba poznamenat, že by se nemělo bránit použití bakteriofágů a antibiotik pro lékařské účely. Když působí společně, je pozorováno vzájemné zesílení antibakteriálního účinku. To umožňuje například snížit dávku antibiotik na hodnoty, které nezpůsobují výrazné vedlejší účinky. Mechanismus, kterým si bakterie vyvinou rezistenci vůči oběma složkám kombinovaného léčiva, je tedy téměř nemožný.

Rozšíření arzenálu antimikrobiálních léků dává větší svobodu při výběru léčebných metod. Slibným směrem je tedy vědecky podložený vývoj koncepce využití bakteriofágů v antimikrobiální terapii. Bakteriofágy neslouží ani tak jako alternativa, ale jako doplněk a vylepšení v boji proti infekcím.

Závěrečný test za akademický rok

Možnost 1

A1. Jak se nazývá nauka o stavbě člověka a jeho orgánech?

1) anatomie

2) fyziologie

3) biologie

4) hygiena

A2. Která část mozku se nazývá malý mozek?

1) střední mozek

2) mícha

3) prodloužená medulla

4) mozeček

A3. Do jaké svalové skupiny patří temporální svaly?

1) napodobovat

2) ke žvýkání

3) do dýchacích cest

4) k motoru

A4. Jak se nazývá proces ničení mikrobů jedlými buňkami?

1) imunita

2) brucelóza

3) fagocytóza

4) imunodeficience

A5. Jak se nazývá enzym v žaludeční šťávě, který dokáže působit pouze v kyselém prostředí a štěpí bílkovinu na jednodušší sloučeniny?

1) hemoglobin

2) hypofýza

3) mozeček

A6. Jak se nazývají nervové struktury, které přeměňují vnímané podněty na nervové impulsy?

1) smyslové neurony

2) receptory

3) interneurony

4) synapse

V 1. Stanovte posloupnost úseků lidského trávicího kanálu.

A) tenké střevo

B) dutina ústní

B) tlusté střevo

D) žaludek

E) jícen

Odpovědět: ________________________

AT 2. Vyberte správnou odpověď: Jaké jsou vlastnosti léčivých sér?

1) 1) používá se k prevenci infekčních onemocnění

4) 4) protilátky v těle dlouho nevydrží

5) 5) používané k léčbě infekčních onemocnění

Q 3. Vyberte správnou odpověď: Čím je tvořeno vnitřní prostředí lidského těla?

6) tkáňový mok

AT 4. Vyberte správnou odpověď: Jak se liší lidská kostra od kostry savců?

1) páteř bez ohybů

2) klenutá noha

C1. Jaká je funkce dýchacích orgánů?

C2. Co se z těla vylučuje ledvinami?

Finále za akademický rok

Možnost 2

A1. Jak se nazývá teplá slaná tekutina, která spojuje všechny lidské orgány a poskytuje jim kyslík a výživu?

1) tkáňový mok

4) mezibuněčná látka

A2. Kde se mozek začíná dělit na pravou a levou polovinu?

1) na úrovni mozečku

2) na úrovni prodloužené míchy

3) na úrovni středního mozku

4) na úrovni míchy

A3. Jaký typ tkáně je kostní tkáň?

1) pojivové tkáně

2) epiteliální tkáň

3) svalová tkáň

4) nervová tkáň

A4. Co tvoří většinu plazmy?

3) červené krvinky

4) tvarové prvky

A5. Jak se jmenuje největší žláza v našem těle, která se nachází v břišní dutině pod bránicí?

1) štítná žláza

2) slezina

3) slinivka břišní

A6. Jaký je prostředek kontaktu mezi neurony a buňkami pracovních orgánů?

1) pomocí synapsí

2) pomocí alveol

3) pomocí bloudivého nervu

4) pomocí receptorů

V 1. Jaké jsou vlastnosti léčivých sér?

1) používá se k prevenci infekčních onemocnění

4) protilátky v těle dlouho nevydrží

5) používá se k léčbě infekčních onemocnění

6) po podání způsobují mírné onemocnění

B2 Stanovte posloupnost úseků lidského trávicího kanálu.

A) tenké střevo

B) dutina ústní

B) tlusté střevo

D) žaludek

E) jícen

Odpověď: |_________________________

2. VZ. Jak se liší lidská kostra od kostry savců?

1) páteř bez ohybů

2) klenutá noha

3) páteř je ve tvaru S prohnutá

4) obličejová část lebky převažuje nad mozkem

5) hrudník je stlačen v dorzo-abdominálním směru

6) buňka rudy je stlačena ze stran

AT 4. Jak se formuje vnitřní prostředí lidského těla?

2) orgány hrudníku a břišních dutin

3) obsah žaludku a střev

4) cytoplazma, jádro a organely

6) tkáňový mok

C1. Uveďte hlavní kritérium, které nám umožňuje zařadit člověka mezi savce.

C2. Jak je mozek propojen s míchou?

Než začneme diskutovat o metodách boje proti mikroorganismům, rád bych poznamenal, že mnohé z nich jsou pro lidské tělo velmi užitečné. Zničení bakterií, které normálně žijí v tlustém střevě, obvykle vede k rychlému množení různých patogenů. Stále populárnější jsou proto diferenciální metody, které umožňují cílenou likvidaci škodlivých bakterií bez ovlivnění nebo včasné obnovy normální mikroflóry, které člověk vděčí za své zdraví.

Metody kontroly bakteriálních populací se dělí na chemické, biologické a fyzikální a dále na metody aseptické a antiseptické. Asepse je úplné zničení bakterií a virů, antiseptika jsou opatření zaměřená na co největší omezení růstu škodlivých mikroorganismů. Fyzikální metody zahrnují následující:

1. Napařování a autoklávování. Umožňuje výrazně snížit počet bakterií v potravinách. Tato metoda se s úspěchem používá i v rostlinné výrobě, umožňuje snížit obsah nežádoucích mikroorganismů v půdě. Přežívající bakterie a viry mohou být přítomny jako spory.
2. Pasterizace je dlouhodobé zahřívání při teplotách pod bodem varu vody. Umožňuje zachovat některé vitamíny a organické sloučeniny a chuť potravinářských výrobků. Vynalezl Louis Pasteur a pojmenoval po něm.
3. Léčba ultrafialovým zářením. Jedná se o použití speciální lampy, která vyzařuje světlo v krátkovlnném (ultrafialovém) rozsahu. Umožňuje vám zbavit se nejen bakterií žijících na površích, ale také škodlivých mikroorganismů ve vzduchu. Nedávno byly vytvořeny lampy, které mohou fungovat v uzavřených prostorách, aniž by v nich poškodily lidi, rostliny a zvířata.

1. Vystavení vysokým teplotám. Umožňuje účinně se zbavit mikrobů citlivých na teplo a také zničit bakteriální spory.
2. Vystavení nízkým teplotám. Účinné proti termofilním bakteriím a virům. Přednost se dává metodám rychlého zmrazení, jejichž použití nedává mikrobům čas na tvorbu spór. Rychlé zmrazení se také používá ke studiu přirozené (živé) struktury hub, bakterií a virů.

Chemická destrukce bakterií se také dělí na asepse a antiseptika. Spektrum používaných látek je velmi široké a je každoročně doplňováno o nové, stále bezpečnější prostředky pro lidi i zvířata. Jejich tvorba je založena na poznatcích o struktuře bakterií a virů a jejich interakci s různými chemickými látkami. Metody distribuce chemických dezinfekčních prostředků se také neustále zlepšují. Dá se tedy použít:

• namáčení (hygiena),
• mlžení (skvělý způsob, jak zničit bakterie ve vzduchu),
• mytí nádobí a povrchů,
• kombinace s fyzikálními metodami boje proti bakteriím, houbám, virům a sporám (použití horkých roztoků, vaření, zapnutí baktericidní lampy atd.).

Operační sály a laboratoře. Asepse

V tomto případě se používají nejpřísnější metody, jak se zbavit téměř všech bakterií v místnosti. Ošetření prostor dezinfekčními prostředky je kombinováno s použitím křemenného ošetření. V místnosti jsou rozsvíceny lampy s tvrdým ultrafialovým zářením, které škodí všem živým buňkám, včetně těch ve vzduchu.

Vzhledem k agresivitě a toxicitě používaných metod pro člověka se ošetření provádí pomocí speciálního oblečení a rozsvícení lamp předpokládá nepřítomnost lidí a zvířat v místnosti.

Selektivní ničení mikroorganismů. Potravinářský průmysl

Výroba mnoha zdravých potravin je nemožná bez mikroorganismů. Kultury prospěšných mikrobů udržované pro výrobu fermentovaných mléčných výrobků, tvrdých sýrů, kvasu, piva, vína, pečení, fermentace čaje a kávy a další účely mají tendenci být kontaminovány mikroflórou třetích stran. To vede k narušení technologie výroby a snížení kvality potravinářských výrobků. Pro boj se znečišťující mikroflórou se používají speciální média, jejichž kontrola složení je klíčem k čistotě pěstovaných plodin. Nádobí a zařízení jsou přitom v intervalech mezi technologickými cykly podrobeny stejnému zacházení jako laboratoře a operační sály (dezinfekční prostředky a křemenné lampy). Sledování obsahu mikrobů a spor na površích a ve vzduchu pracovních prostor lze provádět pomocí očkování na živná média.

Ničení mikroorganismů pomocí léků. Infekce a dysbióza

Nástup antibiotik umožnil lékařům učinit významný průlom v léčbě těžkých infekčních onemocnění lidí a zvířat. Brzy se však ukázalo, že ničení bakterií citlivých na antibiotika v lidském tlustém střevě je spojeno s výskytem poruch trávení a jeho příznaky mohou být podobné střevním infekcím. Navíc některé stavy, které nebyly léčitelné antibiotiky, byly snadno vyléčeny použitím bakteriálních kultur žijících v lidském tlustém střevě.
Na druhou stranu objev bakterií v žaludku odpovědných za vznik gastritidy zničil mýtus, že bakteriální mikroflóra nemůže existovat v kyselém prostředí žaludeční šťávy. Studium mechanismů, které chrání tyto patogeny před zničením a trávením v žaludku, otevřelo novou stránku ve studiu mikrobů. Nástup testů citlivosti patogenní mikroflóry na antibiotika umožnil vybrat ty, které jsou nejúčinnější a způsobují minimální poškození prospěšných obyvatel tlustého střeva. Přípravky sestávající ze spór prospěšných mikrobů a živých fermentovaných mléčných výrobků, které obnovují mikroflóru tlustého střeva, se staly konečnou fází léčby všech infekcí. Samostatnou oblastí je vývoj syntetických materiálů pro kapsle, které snesou vysokou kyselost v žaludku a rozpouštějí se v zásaditém prostředí střev.

V hledáčku virů

Úkol zachování mikroflóry tlustého střeva je dokonale splněn léčbou bakteriálních infekcí pomocí bakteriofágů. Jedná se o viry, které jsou svou strukturou velmi specifické a mají vysoký stupeň selektivity při ničení cílových bakterií. Fágové preparáty jsou zvláště účinné pro děti v novorozeneckém období, kdy antibiotika mohou způsobit více škody než užitku, ničí mladou a dosud nevytvořenou mikroflóru tlustého střeva dítěte.

A co naše tělo?

Studium způsobů, jakými se lidské tělo chrání před infekcemi, je velmi užitečné pro pochopení procesů interakce mezi bakteriálním ekosystémem tlustého střeva a imunitním systémem. Jak je známo, mikroorganismy a jejich spory žijící v tlustém střevě jsou schopny se chránit před zničením neutrofily, protože na povrchu těchto buněk nejsou žádné receptory, na které reagují.
Neutrofily, které mají schopnost chemotaxe (směrovaný pohyb směrem k určitým chemikáliím) a fagocytózy, provádějí hlavní obranu těla proti bakteriím a jejich sporám a pronikají přes stěny krevních cév do místa zánětu. Detaily vztahu mezi imunitním systémem a obyvateli tlustého střeva se stále studují. Je známo, že zdravá mikroflóra v tlustém střevě zlepšuje obranyschopnost organismu a také kompetitivně vytlačuje patogenní vetřelce a jejich spory a udržuje jejich počet pod přísnou kontrolou.

Recyklace organického odpadu a zemědělství

Mikrobi žijící v tlustém střevě pracují docela efektivně mimo něj, jsou vytlačováni z kompostů, když mizí jejich nutriční základ. Určité množství je zachováno ve formě spor, které dokážou přežít nepříznivé podmínky a při změně složení živného média vytvořit novou generaci bakterií. Všechny výše uvedené metody se používají k získání čistých kultur mikroorganismů a spor, které mohou zlepšit úrodnost půdy, a to jak volně žijících, tak symbiontů. Kontrola organické a fekální kontaminace půd se nejčastěji provádí přítomností Proteusů v nich, které se snadno usazují v tlustém střevě a jsou považovány za jeho podmíněně patogenní mikroflóru.

Pracuji jako veterinární lékař. Zajímám se o společenské tance, sport a jógu. Upřednostňuji osobní rozvoj a zvládnutí duchovních praktik. Oblíbená témata: veterina, biologie, stavebnictví, opravy, cestování. Tabu: právo, politika, IT technologie a počítačové hry.