Fotografia elektrónového mikroskopu ukazuje prichytenie bakteriofágov (T1 kolifágov) na povrch baktérie E. coli.
Na konci dvadsiateho storočia sa ukázalo, že v biosfére Zeme nepochybne dominujú baktérie, ktoré tvoria viac ako 90 % jej biomasy. Každý druh má veľa špecializovaných druhov vírusov. Podľa predbežných odhadov je počet druhov bakteriofágov okolo 1015. Aby sme pochopili rozsah tohto čísla, môžeme povedať, že ak každý človek na Zemi objaví každý deň jeden nový bakteriofág, bude to trvať 30 rokov, kým sa ich opíše všetky. Bakteriofágy sú teda najmenej prebádanými tvormi v našej biosfére. Väčšina dnes známych bakteriofágov patrí do radu Caudovirales - chvostové vírusy. Ich častice majú veľkosť od 50 do 200 nm. Chvost rôznych dĺžok a tvarov zabezpečuje, že sa vírus prichytí na povrch hostiteľskej baktérie, hlavička (kapsida) slúži ako zásobáreň genómu. Genómová DNA kóduje štrukturálne proteíny, ktoré tvoria „telo“ bakteriofága, a proteíny, ktoré zabezpečujú reprodukciu fága vo vnútri bunky počas infekcie. Môžeme povedať, že bakteriofág je prirodzený high-tech nanoobjekt. Napríklad fágové chvosty sú „molekulárnou striekačkou“, ktorá prepichne stenu baktérie a po stiahnutí vstrekne jej DNA do bunky.
Bakteriofágy používajú aparát bakteriálnej bunky na reprodukciu, „preprogramujú“ ju na produkciu nových kópií vírusov. Poslednou fázou tohto procesu je lýza, deštrukcia baktérie a uvoľnenie nových bakteriofágov.
Фотография, сделанная с помощью электронного микроскопа, показывает процесс закрепления бактериофагов (колифагов T1) на поверхности бактерии E. coli.
Všetky tieto molekulárne jemnosti neboli známe v druhej dekáde dvadsiateho storočia, keď boli objavené „neviditeľné infekčné činidlá, ktoré ničia baktérie“. Ale aj bez elektrónového mikroskopu, pomocou ktorého sa koncom 40. rokov 20. storočia podarilo po prvý raz získať snímky bakteriofágov, bolo jasné, že sú schopné ničiť baktérie, vrátane patogénnych. Táto vlastnosť bola okamžite žiadaná medicínou. Prvé pokusy o liečbu úplavice, ranových infekcií, cholery, týfusu a dokonca aj moru fágmi boli uskutočnené pomerne opatrne a úspech vyzeral celkom presvedčivo. Ale po začatí masovej výroby a používania fágových prípravkov eufória vystriedalo sklamanie. O tom, čo sú bakteriofágy, ako vyrábať, čistiť a používať ich dávkové formy, sa stále vedelo veľmi málo. Stačí povedať, že podľa výsledkov testu uskutočneného v Spojených štátoch koncom 20. rokov minulého storočia mnohé priemyselné fágové prípravky neobsahovali bakteriofágy vôbec.
Problém s antibiotikami
Druhú polovicu dvadsiateho storočia v medicíne možno nazvať „éra antibiotík“. Avšak aj objaviteľ penicilínu, Alexander Fleming, varoval vo svojej Nobelovej prednáške, že mikrobiálna rezistencia voči penicilínu sa vyskytuje pomerne rýchlo. Antibiotickú rezistenciu zatiaľ kompenzoval vývoj nových typov antimikrobiálnych liekov. Od 90. rokov sa však ukázalo, že ľudstvo prehráva „preteky v zbrojení“ proti mikróbom. Na vine je predovšetkým nekontrolované používanie antibiotík nielen na terapeutické, ale aj preventívne účely, a to nielen v medicíne, ale aj v poľnohospodárstve, potravinárstve a bežnom živote. V dôsledku toho sa rezistencia na tieto lieky začala rozvíjať nielen u patogénnych baktérií, ale aj u najbežnejších mikroorganizmov žijúcich v pôde a vode, čo z nich robí „podmienečné patogény“. Takéto baktérie pohodlne existujú v zdravotníckych zariadeniach, kolonizujú inštalatérske zariadenia, nábytok, lekárske vybavenie a niekedy aj dezinfekčné roztoky. U ľudí s oslabeným imunitným systémom, ktorých je väčšina v nemocniciach, spôsobujú ťažké komplikácie.
Bakteriofág nie je živý tvor, ale molekulárny nanomechanizmus vytvorený prírodou. Хвост бактериофага — это шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает вирусную ДНК, которая хранится в головке (капсиде) внутрь клетки.
Nie je prekvapením, že lekárska komunita bije na poplach. Minulý rok, v roku 2012, urobila generálna riaditeľka WHO Margaret Chan vyhlásenie, v ktorom predpovedala koniec éry antibiotík a bezbrannosti ľudstva voči infekčným chorobám. Praktické možnosti kombinatorickej chémie – základu farmakologickej vedy – však nie sú ani zďaleka vyčerpané. Ďalšia vec je, že vývoj antimikrobiálnych látok je veľmi nákladný proces, ktorý neprináša také zisky ako mnohé iné lieky. Takže hororové príbehy o „superbugoch“ sú skôr varovaním a povzbudzujú ľudí, aby hľadali alternatívne riešenia.
O lekárskej službe
Zdá sa celkom logické vidieť oživenie záujmu o používanie bakteriofágov – prirodzených nepriateľov baktérií – na liečbu infekcií. V skutočnosti počas desaťročí „éry antibiotík“ bakteriofágy aktívne slúžili vede, ale nie medicíne, ale základnej molekulárnej biológii. Stačí spomenúť dekódovanie „trojičiek“ genetického kódu a proces rekombinácie DNA. V súčasnosti je o bakteriofágoch známe dosť, aby sme informovali o výbere fágov vhodných na terapeutické účely.
Bakteriofágy majú mnoho výhod ako potenciálne lieky. V prvom rade je ich nespočetné množstvo. Aj keď zmena genetického aparátu bakteriofátu je tiež oveľa jednoduchšia ako v baktérii a ešte viac vo vyšších organizmoch, nie je to potrebné. V prírode sa vždy dá nájsť niečo vhodné. Hovoríme skôr o výbere, konsolidácii vyhľadávaných vlastností a reprodukcii potrebných bakteriofágov. To sa dá porovnávať s chovom psích plemien - psov, strážnych psov, poľovníckych psov, psov, bojových psov, dekoratívnych psov ... všetky zostávajú psmi, ale sú optimalizované pre určitý druh konania potrebnej osobou. Po druhé, bakteriofágy sú prísne špecifické, to znamená, že ničia iba určitý typ mikróbov bez inhibície normálnej ľudskej mikroflóry. Po tretie, keď bakteriofág nájde baktériu, ktorú musí zničiť, začne sa počas svojho životného cyklu množiť. Таким образом, не столь острым становится вопрос дозировки. Po štvrté, bakteriofágy nespôsobujú vedľajšie účinky. Všetky prípady alergických reakcií pri použití terapeutických bakteriofágov boli spôsobené buď nečistotami, z ktorých liek nebol dostatočne vyčistený, alebo toxínmi uvoľnenými pri masívnom odumieraní baktérií. Posledný fenomén, „Herxheimerov efekt“, sa často pozoruje pri užívaní antibiotík.
Dve strany mince
Bohužiaľ, lekárske bakteriofágy majú aj mnohé nevýhody. Najdôležitejší problém vyplýva z výhody vysokej špecificity fágov. Každý bakteriofág infikuje presne definovaný typ baktérie, dokonca ani nejde o taxonomický druh, ale o množstvo užších odrôd, kmeňov. Условно говоря, как если бы сторожевая собака начинала лаять только на одетых в черные плащи громил двухметрового роста, а на лезущего в дом подростка в шортах никак не реагировала. Preto prípady neúčinného použitia nie sú pri súčasných fágových prípravkoch nezvyčajné. Liek vyrobený proti určitému súboru kmeňov a dokonale liečiaci streptokokovú angínu v Smolensku môže byť bezmocný proti všetkým príznakom tej istej angíny v Kemerove. Ochorenie je rovnaké, spôsobené rovnakým mikróbom a kmene streptokokov v rôznych regiónoch sú rôzne.
Od autora
Pretože v prírode existuje nespočetné množstvo bakteriofágov a neustále vstupujú do ľudského tela vodou, vzduchom a jedlom, imunitný systém ich jednoducho ignoruje. Okrem toho existuje hypotéza o symbióze bakteriofágov v čreve, ktoré regulujú črevnú mikroflóru. Určitý druh imunitnej odpovede je možné dosiahnuť len pri dlhodobom zavádzaní veľkých dávok fágov do tela. Ale týmto spôsobom môžete dosiahnuť alergie na takmer akúkoľvek látku. И наконец, очень важно то, что бактериофаги недороги. Vývoj a výroba lieku pozostávajúceho z presne vybraných bakteriofágov s plne dešifrovanými genómami, kultivovaných podľa moderných biotechnologických štandardov na určitých kmeňoch baktérií v chemicky čistých prostrediach a vysoko purifikovaných, je rádovo lacnejšia ako moderné komplexné antibiotiká. To umožňuje rýchlo prispôsobiť fágové terapeutické lieky meniacim sa súborom patogénnych baktérií, ako aj použiť bakteriofágy vo veterinárnej medicíne, kde drahé lieky nie sú ekonomicky opodstatnené.
Na najúčinnejšie použitie bakteriofágu je potrebná presná diagnostika patogénneho mikróbov až po kmeň. Najbežnejšia diagnostická metóda teraz, kultúrna kultúra, vyžaduje veľa času a neposkytuje požadovanú presnosť. Rýchle metódy - typizácia pomocou polymerázovej reťazovej reakcie alebo hmotnostnej spektrometrie - sa implementujú pomaly kvôli vysokým nákladom na vybavenie a vyšším požiadavkám na kvalifikáciu laboratórnych technikov. V ideálnom prípade by sa výber fágových zložiek lieku mohol uskutočniť proti infekcii každého jednotlivého pacienta, čo je však drahé a v praxi neprijateľné.
Ďalšou dôležitou nevýhodou fágov je ich biologická povaha. Okrem skutočnosti, že bakteriofágy vyžadujú osobitné podmienky skladovania a transportu na udržanie infekčnosti, táto metóda liečby otvára priestor pre veľa špekulácií na tému „cudzie DNA u ľudí“. A hoci je známe, že bakteriofág v zásade nemôže infikovať ľudskú bunku a vniesť do nej svoju DNA, nie je ľahké zmeniť verejnú mienku. Biologická povaha a pomerne veľká veľkosť v porovnaní s nízkomolekulárnymi liekmi (rovnaké antibiotiká) vedie k tretiemu obmedzeniu - problému dodania bakteriofága do tela. Ak sa rozvinie mikrobiálna infekcia, kde sa dá bakteriofág aplikovať priamo vo forme kvapiek, spreja alebo klystíru – na kožu, otvorené rany, popáleniny, sliznice nosohltana, uší, očí, hrubého čreva – potom nevznikajú žiadne problémy.
Ale ak dôjde k infekcii vo vnútorných orgánoch, situácia je komplikovanejšia. Známe sú prípady úspešnej liečby infekcií obličiek alebo sleziny zvyčajným perorálnym podávaním bakteriofágového liečiva. Mechanizmus prenikania relatívne veľkých (100 nm) fágových častíc zo žalúdka do krvného obehu a vnútorných orgánov je však zle pochopený a veľmi sa líši od pacienta k pacientovi. Bakteriofágy sú tiež bezmocné proti mikróbom, ktoré sa vyvíjajú vo vnútri buniek, napríklad príčinnými látkami tuberkulózy a malomocenstva. Bakteriofág nemôže preniknúť do steny ľudskej bunky.
Treba poznamenať, že používanie bakteriofágov a antibiotík na lekárske účely by sa nemalo brániť. Keď pôsobia spoločne, pozoruje sa vzájomné zosilnenie antibakteriálneho účinku. To umožňuje napríklad znížiť dávku antibiotík na hodnoty, ktoré nespôsobujú výrazné vedľajšie účinky. Mechanizmus vzniku rezistencie baktérií na obe zložky kombinovaného lieku je teda takmer nemožný. Rozšírenie arzenálu antimikrobiálnych liekov dáva väčšiu voľnosť pri výbere liečebných metód. Sľubným smerom je teda vedecky podložený vývoj koncepcie využitia bakteriofágov v antimikrobiálnej terapii. Bakteriofágy neslúžia ani tak ako alternatíva, ale ako doplnok a zlepšenie v boji proti infekciám.
A. O. Vedúci laboratória molekulárneho bioinžinierstva, Ústav bioorganickej chémie pomenovaný po. Shemyakin a Ovchinnikov RAS„Populárna mechanika“ č. 10, 2013
Na konci dvadsiateho storočia sa ukázalo, že v biosfére Zeme nepochybne dominujú baktérie, ktoré tvoria viac ako 90 % jej biomasy. Každý druh má mnoho špecializovaných typov vírusov. Podľa predbežných odhadov je počet druhov bakteriofágov asi 10 15 . Aby sme pochopili rozsah tohto čísla, môžeme povedať, že ak každý človek na Zemi objaví každý deň jeden nový bakteriofág, bude trvať 30 rokov, kým ich všetky opíšeme.
Bakteriofágy sú teda najmenej prebádanými tvormi v našej biosfére. Väčšina dnes známych bakteriofágov patrí do radu Caudovirales - chvostové vírusy. Их частицы имеют размер от 50 до 200 нм. Chvost rôznych dĺžok a tvarov zabezpečuje, že sa vírus prichytí na povrch hostiteľskej baktérie, hlavička (kapsida) slúži ako zásobáreň genómu. Genómová DNA kóduje štrukturálne proteíny, ktoré tvoria „telo“ bakteriofága, a proteíny, ktoré zabezpečujú reprodukciu fága vo vnútri bunky počas infekcie.
Môžeme povedať, že bakteriofág je prirodzený high-tech nanoobjekt. Napríklad fágové chvosty sú „molekulárnou striekačkou“, ktorá prepichne stenu baktérie a po stiahnutí vstrekne jej DNA do bunky. Od tohto momentu začína infekčný cyklus. Jeho ďalšie štádiá pozostávajú z prepínania mechanizmov životnej aktivity baktérie na servis bakteriofágu, šírenia jeho genómu, konštruovania mnohých kópií vírusových škrupín, balenie vírusovej DNA v nich a nakoniec deštrukciu (lýza) hostiteľskej bunky.
Okrem neustálej evolučnej konkurencie medzi obrannými mechanizmami v baktériách a útokom vo vírusoch možno za príčinu súčasnej rovnováhy považovať skutočnosť, že bakteriofágy sa špecializovali na ich infekčné pôsobenie. Ak existuje veľká kolónia baktérií, kde si ďalšie generácie fágov nájdu svoje obete, potom k zničeniu baktérií lytickými (zabíjajúcimi, doslova rozpúšťajúcimi) fágmi dochádza rýchlo a nepretržite.
Ak je potenciálnych obetí málo alebo vonkajšie podmienky nie sú príliš vhodné na efektívnu reprodukciu fágov, potom získavajú výhodu fágy s lyzogénnym vývojovým cyklom. V tomto prípade, po preniknutí do baktérie, fágová DNA okamžite nespúšťa mechanizmus infekcie, ale zatiaľ existuje vo vnútri bunky v pasívnom stave, často sa zavádza do bakteriálneho genómu.
V tomto profágovom stave môže vírus existovať dlhú dobu, pričom prechádza cyklami bunkového delenia spolu s bakteriálnym chromozómom. A až keď sa baktéria dostane do prostredia priaznivého pre reprodukciu, aktivuje sa lytický cyklus infekcie. Navyše, keď sa fágová DNA uvoľní z bakteriálneho chromozómu, často sa zachytia susedné časti bakteriálneho genómu a ich obsah sa môže následne preniesť do ďalšej baktérie, ktorú bakteriofág infikuje. Tento proces (transdukcia génov) sa považuje za najdôležitejší prostriedok prenosu informácií medzi prokaryotmi – organizmami bez bunkových jadier.
Všetky tieto molekulárne jemnosti neboli známe v druhej dekáde dvadsiateho storočia, keď sa objavili „neviditeľné infekčné látky, ktoré ničia baktérie“. Ale aj bez elektrónového mikroskopu, pomocou ktorého sa koncom 40. rokov 20. storočia podarilo po prvý raz získať snímky bakteriofágov, bolo jasné, že sú schopné ničiť baktérie, vrátane patogénnych. Это свойство было незамедлительно востребовано медициной.
Prvé pokusy o liečbu úplavice, ranových infekcií, cholery, týfusu a dokonca aj moru fágmi boli uskutočnené pomerne opatrne a úspech vyzeral celkom presvedčivo. Но после начала массового выпуска и использования фаговых препаратов эйфория сменилась разочарованием. О том, что такое бактериофаги, как производить, очищать и применять их лекарственные формы, было известно еще очень мало. Stačí povedať, že podľa výsledkov testu uskutočneného v Spojených štátoch koncom 20. rokov minulého storočia mnohé priemyselné fágové prípravky neobsahovali bakteriofágy vôbec.
Problém s antibiotikami
Druhá polovica dvadsiateho storočia v medicíne sa dá nazvať „éra antibiotík“. Avšak aj objaviteľ penicilínu, Alexander Fleming, varoval vo svojej Nobelovej prednáške, že mikrobiálna rezistencia voči penicilínu sa vyskytuje pomerne rýchlo. V súčasnosti bola rezistencia na antibiotiká kompenzovaná vývojom nových typov antimikrobiálnych liekov. Ale od 90. rokov sa ukázalo, že ľudstvo stráca „rasu zbraní“ proti mikróbom.
Nekontrolované používanie antibiotík, nielen na terapeutické, ale aj na preventívne účely, je primárne na vinu nielen v medicíne, ale aj v poľnohospodárstve, potravinárskom priemysle a každodennom živote. V dôsledku toho sa rezistencia na tieto lieky začala rozvíjať nielen u patogénnych baktérií, ale aj u najbežnejších mikroorganizmov žijúcich v pôde a vode, čo z nich robí „podmienečné patogény“.
Takéto baktérie existujú pohodlne v zdravotníckych inštitúciách, kolonizujú inštalatérske príslušenstvo, nábytok, lekárske vybavenie a niekedy dokonca dezinfekčné riešenia. U ľudí s oslabeným imunitným systémom, ktorých je väčšina v nemocniciach, spôsobujú ťažké komplikácie.
Nie je prekvapením, že lekárska komunita bije na poplach. Minulý rok, v roku 2012, generálna riaditeľka Margaret Chan predpovedala koniec éry antibiotík a bezchybnosti ľudstva proti infekčným chorobám. Praktické možnosti kombinatorickej chémie - základ farmakologickej vedy - však nie sú ani zďaleka vyčerpané. Ďalšia vec je, že vývoj antimikrobiálnych látok je veľmi nákladný proces, ktorý neprináša také zisky ako mnohé iné lieky. Takže hororové príbehy o „superbugoch“ sú skôr varovaním a povzbudzujú ľudí, aby hľadali alternatívne riešenia.
O lekárskej službe
Oživenie záujmu o používanie bakteriofágov – prirodzených nepriateľov baktérií – na liečbu infekcií sa zdá celkom logické. V skutočnosti počas desaťročí „éry antibiotík“ bakteriofágy aktívne slúžili vede, ale nie medicíne, ale základnej molekulárnej biológii. Stačí spomenúť dekódovanie „trojičiek“ genetického kódu a proces rekombinácie DNA. V súčasnosti je o bakteriofágoch známe dosť, aby sme informovali o výbere fágov vhodných na terapeutické účely.
Bakteriofágy majú mnoho výhod ako potenciálne lieky. V prvom rade je ich nespočetné množstvo. Hoci zmena genetického aparátu bakteriofága je tiež oveľa jednoduchšia ako u baktérie a ešte viac u vyšších organizmov, nie je to potrebné. V prírode sa vždy dá nájsť niečo vhodné. Hovoríme skôr o selekcii, upevňovaní hľadaných vlastností a rozmnožovaní potrebných bakteriofágov.
Dá sa to porovnať s chovom psích plemien - záprahové psy, strážne psy, poľovné psy, honci, bojové psy, dekoratívne psy... Všetky zostávajú psami, ale sú optimalizované pre určitý druh činnosti, ktorú človek potrebuje. Po druhé, bakteriofágy sú prísne špecifické, to znamená, že ničia iba určitý typ mikróbov bez toho, aby inhibovali normálnu ľudskú mikroflóru.
В-третьих, когда бактериофаг находит бактерию, которую должен уничтожить, он в процессе своего жизненного цикла начинает размножаться. Otázka dávkovania sa tak stáva menej akútnou. Po štvrté, bakteriofágy nespôsobujú vedľajšie účinky. Všetky prípady alergických reakcií pri použití terapeutických bakteriofágov boli spôsobené buď nečistotami, z ktorých liek nebol dostatočne vyčistený, alebo toxínmi uvoľňovanými počas masívnej smrti baktérií. Posledný fenomén, „Herxheimerov efekt“, sa často pozoruje pri užívaní antibiotík.
Dve strany mince
Bohužiaľ, lekárske bakteriofágy majú aj mnohé nevýhody. Najdôležitejší problém vyplýva z výhody vysokej špecificity fágov. Každý bakteriofág infikuje presne definovaný typ baktérie, dokonca ani nejde o taxonomický druh, ale o množstvo užších odrôd, kmeňov. Условно говоря, как если бы сторожевая собака начинала лаять только на одетых в черные плащи громил двухметрового роста, а на лезущего в дом подростка в шортах никак не реагировала.
Поэтому для нынешних фаговых препаратов нередки случаи неэффективного применения. Liek vyrobený proti určitému súboru kmeňov a dokonale liečiaci streptokokovú angínu v Smolensku môže byť bezmocný proti všetkým príznakom tej istej angíny v Kemerove. Болезнь та же, вызывается тем же микробом, а штаммы стрептококка в разных регионах оказываются различными.
Для максимально эффективного применения бактериофага необходима точная диагностика патогенного микроба, вплоть до штамма. Najbežnejšia diagnostická metóda v súčasnosti - kultúrny výsev - zaberá veľa času a neposkytuje požadovanú presnosť. Rýchle metódy - typizácia pomocou polymerázovej reťazovej reakcie alebo hmotnostnej spektrometrie - sa implementujú pomaly kvôli vysokým nákladom na vybavenie a vyšším požiadavkám na kvalifikáciu laboratórnych technikov. В идеале подбор фагов-компонентов лекарственного препарата можно было бы делать против инфекции каждого конкретного пациента, но это дорого и на практике неприемлемо.
Ďalšou dôležitou nevýhodou fágov je ich biologická povaha. Okrem skutočnosti, že bakteriofágy vyžadujú špeciálne podmienky skladovania a prepravy na udržanie infekčnosti, tento spôsob liečby otvára priestor pre množstvo špekulácií na tému „cudzia DNA u ľudí“. A hoci je známe, že bakteriofág v zásade nemôže infikovať ľudskú bunku a vniesť do nej svoju DNA, nie je ľahké zmeniť verejnú mienku.
Biologická povaha a pomerne veľká veľkosť v porovnaní s nízkomolekulárnymi liekmi (rovnaké antibiotiká) vedie k tretiemu obmedzeniu - problému dodania bakteriofága do tela. Ak sa vyvíja mikrobiálna infekcia, kde sa bakteriofág môže aplikovať priamo vo forme kvapiek, spreja alebo klystíru - na koži, otvorených ranách, popáleninách, slizniciach nosohltanu, uší, očí, hrubého čreva - potom nevznikajú žiadne problémy.
Ale ak dôjde k infekcii vo vnútorných orgánoch, situácia je komplikovanejšia. Známe sú prípady úspešnej liečby infekcií obličiek alebo sleziny zvyčajným perorálnym podávaním bakteriofágového liečiva. Mechanizmus prenikania relatívne veľkých (100 nm) fágových častíc zo žalúdka do krvného obehu a vnútorných orgánov je však zle pochopený a veľmi sa líši od pacienta k pacientovi. Bakteriofágy sú tiež bezmocné proti mikróbom, ktoré sa vyvíjajú vo vnútri buniek, napríklad príčinnými látkami tuberkulózy a malomocenstva. Bakteriofág nemôže preniknúť do steny ľudskej bunky.
Treba poznamenať, že používanie bakteriofágov a antibiotík na lekárske účely by sa nemalo brániť. Keď pôsobia spoločne, pozoruje sa vzájomné zosilnenie antibakteriálneho účinku. To umožňuje napríklad znížiť dávku antibiotík na hodnoty, ktoré nespôsobujú výrazné vedľajšie účinky. Соответственно, и механизм выработки у бактерий устойчивости к обоим компонентам комбинированного лекарства почти невозможен.
Расширение арсенала противомикробных препаратов дает больше степеней свободы в выборе методики лечения. Sľubným smerom je teda vedecky založený vývoj koncepcie používania bakteriofágov v antimikrobiálnej terapii. Bakteriofágy neslúžia ani tak ako alternatíva, ale ako doplnok a vylepšenie v boji proti infekciám.
Záverečný test na akademický rok
možnosť 1
A1. Ako sa volá veda o štruktúre človeka a jeho orgánov?
1) anatómia
2) fyziológia
3) biológia
4) hygiena
A2. Ktorá časť mozgu sa nazýva malý mozog?
1) Midbrain
2) miecha
3) medulla oblongata
4) mozoček
A3. Do ktorej svalovej skupiny patria časové svaly?
1) napodobňovať
2) na žuvanie
3) do dýchacích ciest
4) k motoru
A4. Aký je proces ničenia mikróbov od jedlákových buniek?
1) Imunita
2) brucelóza
3) fagocytóza
4) иммунодефицит
A5. Aký je názov enzýmu v žalúdočnej šťavy, ktorý môže pôsobiť iba v kyslom prostredí a rozdeľuje bielkoviny na jednoduchšie zlúčeniny?
1) hemoglobín
2) hypofyzárna žľaza
3) Cerebellum
A6. Как называют нервные образования, преобразующие воспринимаемые раздражения в нервные импульсы?
1) senzorické neuróny
2) receptory
3) Interneuróny
4) Synapsie
V 1. Stanovte sekvenciu častí ľudského tráviaceho kanála.
A) tenké črevo
Б) ротовая полость
B) hrubé črevo
D) žalúdok
Е) пищевод
Odpoveď: ____________________________
AT 2. Vyberte správnu odpoveď: Aké sú charakteristiky liečivých sérov?
1) 1) Používa sa na prevenciu infekčných chorôb
4) 4) protilátky netrvajú dlho v tele
5) 5) Používa sa na liečbu infekčných chorôb
O 3. Vyberte správnu odpoveď: Čím je tvorené vnútorné prostredie ľudského tela?
6) tkanivový mok
AT 4. Vyberte správnu odpoveď: Ako sa líši ľudská kostra od kostry cicavcov?
1) chrbtica bez ohybov
2) klenuté chodidlo
C1. Aká je funkcia dýchacích orgánov?
C2. Čo sa z tela vylučuje obličkami?
Finále pre akademický rok
Možnosť 2
A1. Ako sa volá teplá slaná tekutina, ktorá spája všetky ľudské orgány, dodáva im kyslík a výživu?
1) tkanivový mok
4) medzibunková látka
A2. Kde sa mozog začína deliť na pravú a ľavú polovicu?
1) na úrovni cerebellum
2) na úrovni medulla oblongata
3) na úrovni stredného mozgu
4) na úrovni miechy
A3. Aký typ tkaniva je kostné tkanivo?
1) spojivové tkanivo
2) epitelové tkanivo
3) svalové tkanivo
4) nervové tkanivo
A4. Čo tvorí väčšinu plazmy?
3) červené krvinky
4) tvarované prvky
A5. Ako sa volá najväčšia žľaza v našom tele, ktorá sa nachádza v brušnej dutine pod bránicou?
1) štítna žľaza
2) slezina
3) pankreas
A6. Aký je spôsob kontaktu medzi neurónmi a bunkami pracovných orgánov?
1) pomocou synapsií
2) pomocou alveol
3) pomocou blúdivého nervu
4) pomocou receptorov
V 1. Aké sú vlastnosti liečivých sér?
1) používa sa na prevenciu infekčných chorôb
4) protilátky v tele nevydržia dlho
5) používané na liečbu infekčných chorôb
6) po podaní spôsobujú mierne ochorenie
B2 Stanovte postupnosť úsekov ľudského tráviaceho kanála.
A) tenké črevo
Б) ротовая полость
B) hrubé črevo
D) žalúdok
Е) пищевод
Odpoveď: |_________________________
2. VZ. Ako sa líši ľudská kostra od kostry cicavcov?
1) chrbtica bez ohybov
2) klenuté chodidlo
3) chrbtica je zakrivená v tvare S
4) tvárová časť lebky prevažuje nad mozgom
5) hrudník je stlačený v dorzo-abdominálnom smere
6) bunka rudy je stlačená zo strán
AT 4. Ako sa tvorí vnútorné prostredie ľudského tela?
2) orgány hrudníka a brušnej dutiny
3) obsah žalúdka a čriev
4) cytoplazma, jadro a organely
6) tkanivový mok
C1. Uveďte hlavné kritérium, ktoré nám umožňuje klasifikovať osobu ako cicavca.
C2. Ako je mozog spojený s miechou?
Predtým, ako začneme diskutovať o metódach boja proti mikroorganizmom, rád by som poznamenal, že mnohé z nich sú pre ľudské telo veľmi užitočné. Zničenie baktérií, ktoré bežne žijú v hrubom čreve, zvyčajne vedie k rýchlemu množeniu rôznych patogénov. Preto sú čoraz populárnejšie diferenciálne metódy, ktoré umožňujú cielené ničenie škodlivých baktérií bez ovplyvnenia alebo včasnej obnovy normálnej mikroflóry, ktorej človek vďačí za svoje zdravie.
Metódy kontroly bakteriálnych populácií sa delia na chemické, biologické a fyzikálne, ako aj aseptické a antiseptické metódy. Asepsa je úplné zničenie baktérií a vírusov, antiseptiká sú opatrenia zamerané na čo najväčšie zníženie rastu škodlivých mikroorganizmov. Fyzikálne metódy zahŕňajú:
- Naparovanie a autoklávovanie. Umožňuje výrazne znížiť počet baktérií v potravinách. Táto metóda sa úspešne používa aj v rastlinnej výrobe, čím je možné znížiť obsah nežiaducich mikroorganizmov v pôde. Prežívajúce baktérie a vírusy môžu byť prítomné ako spóry.
- Pasterizácia je dlhodobé zahrievanie pri teplotách pod bodom varu vody. Umožňuje zachovať niektoré vitamíny a organické zlúčeniny a chuť potravinárskych výrobkov. Vynájdený Louisom Pasteurom a pomenovaný po ňom.
- Liečba ultrafialovým žiarením. Zahŕňa použitie špeciálnej lampy, ktorá vyžaruje svetlo v krátkovlnnom (ultrafialovom) rozsahu. Umožňuje vám zbaviť sa nielen baktérií žijúcich na povrchoch, ale aj škodlivých mikroorganizmov vo vzduchu. Nedávno boli vytvorené lampy, ktoré môžu fungovať v interiéri bez toho, aby spôsobili poškodenie ľudí, rastlín a zvierat v nich.
- Vystavenie vysokým teplotám. Umožňuje efektívne zbaviť sa mikróbov citlivých na teplo, ako aj ničiť bakteriálne spóry.
- Vystavenie nízkym teplotám. Účinné proti termofilným baktériám a vírusom. Uprednostňujú sa metódy rýchleho zmrazenia, ktorých použitie nedáva mikróbom čas na tvorbu spór. Rýchle zmrazovanie sa používa aj na štúdium prirodzenej (živej) štruktúry húb, baktérií a vírusov.
Chemická deštrukcia baktérií je tiež rozdelená na asepsu a antiseptiká. Spektrum používaných látok je veľmi široké a každoročne sa dopĺňa o nové, čoraz bezpečnejšie prostriedky pre ľudí a zvieratá. Ich tvorba je založená na poznatkoch o štruktúre baktérií a vírusov a ich interakcii s rôznymi chemikáliami. Neustále sa zlepšujú aj spôsoby distribúcie chemických dezinfekčných prostriedkov. Dá sa teda použiť:
- namáčanie (hygiena),
- zahmlievanie (skvelý spôsob, ako ničiť baktérie vo vzduchu),
- umývanie riadu a povrchov,
- kombinácia s fyzikálnymi metódami boja proti baktériám, hubám, vírusom a spóram (s použitím horúcich roztokov, varu, zapínania baktericídnej lampy atď.).
Operačné sály a laboratóriá. Asepsa
V tomto prípade sa používajú najprísnejšie metódy na zbavenie sa takmer všetkých baktérií v miestnosti. Ošetrenie priestorov dezinfekčnými prostriedkami je kombinované s použitím kremenného ošetrenia. V miestnosti sú rozsvietené lampy s tvrdým ultrafialovým žiarením, ktoré škodí všetkým živým bunkám vrátane tých vo vzduchu.
Vzhľadom na agresivitu a toxicitu metód používaných pre ľudí sa ošetrenie vykonáva pomocou špeciálneho oblečenia a zapnutie lámp predpokladá neprítomnosť ľudí a zvierat v miestnosti.
Selektívna deštrukcia mikroorganizmov. Potravinársky priemysel
Výroba mnohých zdravých potravín nie je možná bez mikroorganizmov. Kultúry prospešných mikróbov udržiavané na výrobu fermentovaných mliečnych výrobkov, tvrdých syrov, kvasu, piva, vína, pečenia, fermentácie čaju a kávy a na iné účely majú tendenciu byť kontaminované mikroflórou tretích strán. To vedie k narušeniu technológie výroby a zníženiu kvality potravinárskych výrobkov. Na boj proti znečisťujúcej mikroflóre sa používajú špeciálne médiá, ktorých kontrola zloženia je kľúčom k čistote pestovaných plodín. Zároveň riad a zariadenia v intervaloch medzi technologickými cyklami podliehajú rovnakému zaobchádzaniu ako laboratóriá a operačné sály (dezinfekčné prostriedky a kremenné lampy). Monitorovanie obsahu mikróbov a spór na povrchoch a vo vzduchu pracovných priestorov sa môže vykonávať pomocou očkovania na živné pôdy.
Zničenie mikroorganizmov liekmi. Infekcie a dysbióza
Nástup antibiotík umožnil lekárom urobiť významný prelom v liečbe ťažkých infekčných ochorení ľudí a zvierat. Čoskoro sa však ukázalo, že ničenie baktérií citlivých na antibiotiká v ľudskom hrubom čreve je spojené s výskytom porúch trávenia a jeho príznaky môžu byť podobné črevným infekciám. Navyše niektoré stavy, ktoré nebolo možné liečiť antibiotikami, sa dali ľahko vyliečiť použitím bakteriálnych kultúr žijúcich v ľudskom hrubom čreve. 
Na druhej strane, objavenie baktérií v žalúdku zodpovedných za vznik gastritídy zničilo mýtus, že bakteriálna mikroflóra nemôže existovať v kyslom prostredí žalúdočnej šťavy. Štúdium mechanizmov, ktoré chránia tieto patogény pred zničením a trávením v žalúdku, otvorilo novú stránku v štúdiu mikróbov. Nástup testov citlivosti patogénnej mikroflóry na antibiotiká umožnil vybrať tie, ktoré sú najúčinnejšie a minimálne poškodzujú prospešných obyvateľov hrubého čreva. Konečným štádiom liečby všetkých infekcií sa stali prípravky pozostávajúce zo spór prospešných mikróbov a živých fermentovaných mliečnych výrobkov, ktoré obnovujú mikroflóru hrubého čreva. Samostatnou oblasťou je vývoj syntetických materiálov pre kapsuly, ktoré znesú vysokú kyslosť v žalúdku a rozpustia sa v zásaditom prostredí čriev.
V hľadáčiku vírusov
Úloha zachovania mikroflóry hrubého čreva je dokonale splnená liečbou bakteriálnych infekcií pomocou bakteriofágov. Ide o vírusy, ktoré sú svojou štruktúrou veľmi špecifické a majú vysoký stupeň selektivity pri ničení cieľových baktérií. Fágové preparáty sú obzvlášť účinné pre deti v novorodeneckom období, kedy antibiotiká môžu spôsobiť viac škody ako úžitku, pričom zničia mladú a ešte nevytvorenú mikroflóru hrubého čreva bábätka.
A čo naše telo?
Štúdium spôsobov, akými sa ľudské telo chráni pred infekciami, je veľmi užitočné pre pochopenie procesov interakcie medzi bakteriálnym ekosystémom hrubého čreva a imunitným systémom. Ako je známe, mikroorganizmy a ich spóry žijúce v hrubom čreve sa dokážu chrániť pred deštrukciou neutrofilmi, pretože na povrchu týchto buniek nie sú žiadne receptory, na ktoré reagujú. 
Neutrofily, ktoré majú schopnosť chemotaxie (nasmerovaný pohyb smerom k určitým chemikáliám) a fagocytózy, vykonávajú hlavnú obranu tela proti baktériám a ich spóram a prenikajú cez steny krvných ciev do miesta zápalu. Podrobnosti o vzťahu medzi imunitným systémom a obyvateľmi hrubého čreva sa stále skúmajú. Je známe, že zdravá mikroflóra v hrubom čreve zlepšuje imunitu organizmu a tiež kompetitívne vytláča patogénnych útočníkov a ich spóry, pričom ich počet drží pod prísnou kontrolou.
Recyklácia organického odpadu a poľnohospodárstvo
Mikróby žijúce v hrubom čreve fungujú celkom efektívne mimo neho a sú vytláčané z kompostov, keď mizne ich nutričná základňa. Určité množstvo z nich je zachované vo forme spór, ktoré dokážu prežiť nepriaznivé podmienky a pri zmene zloženia živného média vytvoria novú generáciu baktérií. Všetky vyššie uvedené metódy sa používajú na získanie čistých kultúr mikroorganizmov a spór, ktoré môžu zlepšiť úrodnosť pôdy, voľne žijúcich aj symbiontov. Kontrola organickej a fekálnej kontaminácie pôd sa najčastejšie vykonáva prítomnosťou Proteusov v nich, ktoré sa ľahko usadzujú v hrubom čreve a sú považované za jeho podmienene patogénnu mikroflóru.
Pracujem ako veterinárny lekár. Zaujímam sa o spoločenský tanec, šport a jogu. Uprednostňujem osobný rozvoj a zvládnutie duchovných praktík. Obľúbené témy: veterina, biológia, stavebníctvo, opravy, cestovanie. Tabu: právo, politika, IT technológie a počítačové hry.