Velika vojna z malim sovražnikom ali kako uničiti bakterije. Velika vojna z malim sovražnikom ali kako uničiti bakterije?

Fotografija z elektronskim mikroskopom prikazuje pritrditev bakteriofagov (kolifagov T1) na površino bakterije E. coli.

Konec dvajsetega stoletja je postalo jasno, da bakterije nedvomno prevladujejo v zemeljski biosferi, saj predstavljajo več kot 90 % njene biomase. Vsaka vrsta ima veliko specializiranih vrst virusov. Po predhodnih ocenah je število vrst bakteriofagov približno 1015. Da bi razumeli obseg te številke, lahko rečemo, da če vsak Zemljan vsak dan odkrije enega novega bakteriofaga, bo trajalo 30 let, da jih opišemo vse. Tako so bakteriofagi najmanj raziskana bitja v naši biosferi. Večina danes poznanih bakteriofagov spada v red Caudovirales – virusi z repom. Njihovi delci so veliki od 50 do 200 nm. Rep različnih dolžin in oblik poskrbi za pritrditev virusa na površino gostiteljske bakterije, glava (kapsida) pa služi kot shramba za genom. Genomska DNA kodira strukturne proteine, ki tvorijo "telo" bakteriofaga, in proteine, ki zagotavljajo razmnoževanje faga znotraj celice med okužbo. Lahko rečemo, da je bakteriofag naravni visokotehnološki nanoobjekt. Na primer, repi fagov so "molekularna brizga", ki prebije steno bakterije in s krčenjem vbrizga svojo DNK v celico.

Bakteriofagi uporabljajo aparat bakterijske celice za razmnoževanje in jo "reprogramirajo" za proizvodnjo novih kopij virusov. Zadnja faza tega procesa je liza, uničenje bakterije in sproščanje novih bakteriofagov.

Fotografija z elektronskim mikroskopom prikazuje pritrditev bakteriofagov (kolifagov T1) na površino bakterije E. coli.

Vseh teh molekularnih tankočutnosti v drugem desetletju dvajsetega stoletja, ko so odkrili »nevidne povzročitelje okužb, ki uničujejo bakterije«, niso poznali. A tudi brez elektronskega mikroskopa, s pomočjo katerega je bilo v poznih štiridesetih letih prejšnjega stoletja prvič mogoče dobiti slike bakteriofagov, je bilo jasno, da so sposobni uničevati bakterije, tudi patogene. Po tej nepremičnini je medicina takoj povpraševala. Prvi poskusi zdravljenja dizenterije, okužb ran, kolere, tifusa in celo kuge s fagi so bili izvedeni precej previdno in uspeh je bil videti precej prepričljiv. Toda po začetku množične proizvodnje in uporabe fagnih pripravkov se je evforija umaknila razočaranju. O tem, kaj so bakteriofagi, kako se proizvajajo, čistijo in uporabljajo njihove farmacevtske oblike, je bilo še zelo malo znanega. Dovolj je reči, da glede na rezultate testa, opravljenega v ZDA konec dvajsetih let 20. stoletja, številni pripravki industrijskih fagov bakteriofagov sploh niso vsebovali.

Problem z antibiotiki

Drugo polovico dvajsetega stoletja v medicini lahko imenujemo "doba antibiotikov". Vendar je že odkritelj penicilina Alexander Fleming v svojem Nobelovem predavanju opozarjal, da se odpornost mikrobov na penicilin pojavi precej hitro. Odpornost na antibiotike so zaenkrat kompenzirali z razvojem novih vrst protimikrobnih zdravil. Toda od devetdesetih let prejšnjega stoletja je postalo jasno, da človeštvo izgublja »oboroževalno tekmo« proti mikrobom. Nenadzorovana uporaba antibiotikov, ne le v terapevtske, temveč tudi preventivne namene, je kriva predvsem ne samo v medicini, temveč tudi v kmetijstvu, živilski industriji in vsakdanjem življenju. Posledično se je odpornost na ta zdravila začela razvijati ne le pri patogenih bakterijah, ampak tudi pri najpogostejših mikroorganizmih, ki živijo v zemlji in vodi, zaradi česar so postali »pogojni patogeni«. Takšne bakterije udobno obstajajo v zdravstvenih ustanovah, kolonizirajo vodovodne napeljave, pohištvo, medicinsko opremo in včasih celo razkužila. Pri ljudeh z oslabljenim imunskim sistemom, ki jih je večina v bolnišnicah, povzročajo hude zaplete.

Bakteriofag ni živo bitje, temveč molekularni nanomehanizem, ki ga je ustvarila narava. Rep bakteriofaga je brizga, ki prebode steno bakterije in v celico vbrizga virusno DNK, ki je shranjena v glavi (kapsidi).

Ni presenetljivo, da medicinska skupnost oglaša alarm. Lani, leta 2012, je generalna direktorica WHO Margaret Chan podala izjavo, v kateri napoveduje konec dobe antibiotikov in nemoč človeštva pred nalezljivimi boleznimi. Vendar pa praktične možnosti kombinatorne kemije - temelja farmakološke znanosti - še zdaleč niso izčrpane. Druga stvar je, da je razvoj protimikrobnih sredstev zelo drag proces, ki ne prinaša takšnih dobičkov kot številna druga zdravila. Grozljive zgodbe o »superbakterijah« so torej bolj opozorilo, ki ljudi spodbuja k iskanju alternativnih rešitev.

Na zdravniški službi

Zdi se povsem logično videti oživitev zanimanja za uporabo bakteriofagov – naravnih sovražnikov bakterij – za zdravljenje okužb. Dejansko so bakteriofagi v desetletjih »dobe antibiotikov« aktivno služili znanosti, vendar ne medicini, temveč temeljni molekularni biologiji. Dovolj je omeniti dešifriranje »trojčkov« genetske kode in proces rekombinacije DNK. O bakteriofagih je zdaj znanega dovolj, da bi lahko izbrali fage, primerne za terapevtske namene.

Bakteriofagi imajo kot potencialna zdravila veliko prednosti. Prvič, nešteto jih je. Čeprav je tudi spreminjanje genskega aparata bakteriofaga veliko lažje kot pri bakteriji, še bolj pa pri višjih organizmih, to ni potrebno. V naravi se vedno najde kaj primernega. Govorimo bolj o selekciji, utrjevanju iskanih lastnosti in razmnoževanju potrebnih bakteriofagov. To lahko primerjamo z vzrejo pasem psov - vlečnih psov, psov čuvajev, lovskih psov, lovskih psov, bojnih psov, okrasnih psov ... Vsi ti ostajajo psi, vendar so optimizirani za določeno vrsto delovanja, ki ga človek potrebuje. Drugič, bakteriofagi so strogo specifični, to je, da uničijo samo določeno vrsto mikrobov, ne da bi zavirali normalno človeško mikrofloro. Tretjič, ko bakteriofag najde bakterijo, ki jo mora uničiti, se ta v svojem življenjskem ciklu začne razmnoževati. Tako postane vprašanje odmerjanja manj pereče. Četrtič, bakteriofagi ne povzročajo stranskih učinkov. Vsi primeri alergijskih reakcij pri uporabi terapevtskih bakteriofagov so povzročili bodisi nečistoče, iz katerih zdravilo ni bilo dovolj očiščeno, bodisi toksini, sproščeni med množično smrtjo bakterij. Slednji pojav, "Herxheimerjev učinek", pogosto opazimo pri uporabi antibiotikov.

Dve plati medalje

Na žalost imajo medicinski bakteriofagi tudi številne slabosti. Najpomembnejši problem izhaja iz prednosti visoke specifičnosti fagov. Vsak bakteriofag okuži strogo določeno vrsto bakterij, niti ne taksonomske vrste, temveč številne ožje sorte, seve. Relativno gledano je to tako, kot da bi pes čuvaj začel lajati le na dva metra visoke razbojnike, oblečene v črne dežne plašče, in se nikakor ne bi odzval na najstnika v kratkih hlačah, ki bi priplezal v hišo. Zato primeri neučinkovite uporabe niso redki za sedanje pripravke fagov. Zdravilo, izdelano proti določeni skupini sevov in odlično zdravi streptokokno vneto grlo v Smolensku, je lahko nemočno proti vsem znakom istega vnetega grla v Kemerovu. Bolezen je enaka, povzroča jo isti mikrob, sevi streptokokov v različnih regijah pa so različni.

Od avtorja

Ker je bakteriofagov v naravi nešteto in v človeško telo nenehno vstopajo z vodo, zrakom in hrano, jih imunski sistem preprosto ignorira. Poleg tega obstaja hipoteza o simbiozi bakteriofagov v črevesju, ki uravnavajo črevesno mikrofloro. Nekakšen imunski odziv je mogoče doseči le z dolgotrajnim vnosom velikih odmerkov fagov v telo. Toda na ta način lahko dosežete alergije na skoraj vsako snov. Nazadnje je zelo pomembno, da so bakteriofagi poceni. Razvoj in proizvodnja zdravila, sestavljenega iz natančno izbranih bakteriofagov s popolnoma dešifriranimi genomi, gojenih po sodobnih biotehnoloških standardih na določenih sevih bakterij v kemično čistih okoljih in visoko prečiščenih, je za rede velikosti cenejša od sodobnih kompleksnih antibiotikov. To omogoča hitro prilagajanje fagnih terapevtskih zdravil spreminjajočim se skupinam patogenih bakterij, pa tudi uporabo bakteriofagov v veterinarski medicini, kjer draga zdravila niso ekonomsko upravičena.

Za najbolj učinkovito uporabo bakteriofaga je potrebna natančna diagnoza patogenega mikroba, vse do seva. Najpogostejša diagnostična metoda zdaj, kultura kulture, traja veliko časa in ne zagotavlja zahtevane natančnosti. Hitre metode - tipizacija z verižno reakcijo s polimerazo ali masno spektrometrijo - se uvajajo počasi zaradi visokih stroškov opreme in višjih zahtev po usposobljenosti laboratorijskih tehnikov. Idealno bi bilo, če bi izbor fagnih komponent zdravila izvajali proti okužbi vsakega posameznega bolnika, vendar je to drago in v praksi nesprejemljivo.

Druga pomembna pomanjkljivost fagov je njihova biološka narava. Poleg tega, da bakteriofagi zahtevajo posebne pogoje shranjevanja in transporta za ohranjanje kužnosti, ta način zdravljenja odpira prostor za številne špekulacije na temo »tuje DNK pri ljudeh«. In čeprav je znano, da bakteriofag načeloma ne more okužiti človeške celice in vanjo vnesti svoje DNK, javnega mnenja ni lahko spremeniti. Biološka narava in precej velika velikost v primerjavi z nizkomolekularnimi zdravili (isti antibiotiki) vodi do tretje omejitve - težave pri dostavi bakteriofaga v telo. Če pride do mikrobne okužbe tam, kjer lahko bakteriofag apliciramo neposredno v obliki kapljic, pršila ali klistirja – na kožo, odprte rane, opekline, sluznice nosu in žrela, ušes, oči, debelega črevesa – potem ni težav.

Če pa se okužba pojavi v notranjih organih, je situacija bolj zapletena. Znani so primeri uspešnega zdravljenja okužb ledvic ali vranice z običajnim peroralnim dajanjem bakteriofaga. Toda mehanizem prodiranja razmeroma velikih (100 nm) fagnih delcev iz želodca v krvni obtok in notranje organe je slabo razumljen in se zelo razlikuje od bolnika do bolnika. Bakteriofagi so nemočni tudi proti mikrobom, ki se razvijejo v celicah, na primer povzročiteljem tuberkuloze in gobavosti. Bakteriofag ne more prodreti skozi steno človeške celice.

Opozoriti je treba, da ne smemo nasprotovati uporabi bakteriofagov in antibiotikov v medicinske namene. Ko delujeta skupaj, opazimo medsebojno krepitev antibakterijskega učinka. To omogoča na primer zmanjšanje odmerka antibiotikov na vrednosti, ki ne povzročajo pomembnih stranskih učinkov. Zato je mehanizem, po katerem bi bakterije razvile odpornost na obe sestavini kombiniranega zdravila, skoraj nemogoč. Razširitev arzenala protimikrobnih zdravil daje več svobode pri izbiri metod zdravljenja. Zato je znanstveno utemeljen razvoj koncepta uporabe bakteriofagov v protimikrobni terapiji obetavna smer. Bakteriofagi ne služijo toliko kot alternativa, ampak kot dodatek in izboljšava v boju proti okužbam.

in. O. Vodja Laboratorija za molekularno bioinženiring, Inštitut za bioorgansko kemijo poimenovan po. Shemyakin in Ovchinnikov RAS
“Popular Mechanics” št. 10, 2013

Konec dvajsetega stoletja je postalo jasno, da bakterije nedvomno prevladujejo v zemeljski biosferi, saj predstavljajo več kot 90 % njene biomase. Vsaka vrsta ima veliko specializiranih vrst virusov. Po predhodnih ocenah je število vrst bakteriofagov približno 10 15 . Da bi razumeli obseg te številke, lahko rečemo, da če vsak človek na Zemlji vsak dan odkrije enega novega bakteriofaga, bo trajalo 30 let, da jih opišemo vse.

Tako so bakteriofagi najmanj raziskana bitja v naši biosferi. Večina danes znanih bakteriofagov spada v red Caudovirales – virusi z repom. Njihovi delci so veliki od 50 do 200 nm. Rep različnih dolžin in oblik poskrbi za pritrditev virusa na površino gostiteljske bakterije, glava (kapsida) pa služi kot shramba za genom. Genomska DNA kodira strukturne proteine, ki tvorijo "telo" bakteriofaga, in proteine, ki zagotavljajo razmnoževanje faga znotraj celice med okužbo.

Lahko rečemo, da je bakteriofag naravni visokotehnološki nanoobjekt. Na primer, repi fagov so "molekularna brizga", ki prebije steno bakterije in s krčenjem vbrizga svojo DNK v celico. Od tega trenutka se začne nalezljivi cikel. Njegove nadaljnje faze so preklop mehanizmov življenjske aktivnosti bakterije na servisiranje bakteriofaga, razmnoževanje njegovega genoma, gradnja številnih kopij virusnih lupin, pakiranje virusne DNK v njih in končno uničenje (liza) gostiteljske celice.

Poleg nenehnega evolucijskega tekmovanja med obrambnimi mehanizmi pri bakterijah in napadom pri virusih lahko razlog za trenutno ravnovesje štejemo v dejstvo, da so se bakteriofagi specializirali za svoje infekcijsko delovanje. Če obstaja velika kolonija bakterij, kjer bodo naslednje generacije fagov našle svoje žrtve, potem se uničenje bakterij z litičnimi (ubijajočimi, dobesedno raztapljajočimi) fagi zgodi hitro in neprekinjeno.

Če je potencialnih žrtev malo ali pa zunanje razmere niso preveč primerne za učinkovito razmnoževanje fagov, imajo prednost fagi z lizogenim razvojnim ciklom. V tem primeru DNK faga po prodoru v bakterijo ne sproži takoj mehanizma okužbe, ampak zaenkrat obstaja v celici v pasivnem stanju in se pogosto vnese v bakterijski genom.

V tem stanju profaga lahko virus obstaja dolgo časa in gre skozi cikle celične delitve skupaj z bakterijskim kromosomom. In šele ko bakterija vstopi v okolje, ugodno za razmnoževanje, se aktivira litični cikel okužbe. Poleg tega, ko se DNK faga sprosti iz bakterijskega kromosoma, so sosednji deli bakterijskega genoma pogosto zajeti in njihova vsebina se lahko nato prenese na naslednjo bakterijo, ki jo bakteriofag okuži. Ta proces (transdukcija genov) velja za najpomembnejše sredstvo prenosa informacij med prokarionti – organizmi brez celičnega jedra.

Vseh teh molekularnih tankočutnosti v drugem desetletju dvajsetega stoletja, ko so odkrili »nevidne povzročitelje okužb, ki uničujejo bakterije«, niso poznali. A tudi brez elektronskega mikroskopa, s pomočjo katerega je bilo v poznih štiridesetih letih prejšnjega stoletja prvič mogoče dobiti slike bakteriofagov, je bilo jasno, da so sposobni uničevati bakterije, tudi patogene. Po tej nepremičnini je medicina takoj povpraševala.

Prvi poskusi zdravljenja dizenterije, okužb ran, kolere, tifusa in celo kuge s fagi so bili izvedeni precej previdno in uspeh je bil videti precej prepričljiv. Toda po začetku množične proizvodnje in uporabe fagnih pripravkov se je evforija umaknila razočaranju. Zelo malo je bilo znanega o tem, kaj so bakteriofagi, kako se proizvajajo, čistijo in uporabljajo njihove farmacevtske oblike. Dovolj je reči, da glede na rezultate testa, opravljenega v ZDA konec dvajsetih let 20. stoletja, številni pripravki industrijskih fagov bakteriofagov sploh niso vsebovali.

Problem z antibiotiki

Drugo polovico dvajsetega stoletja v medicini lahko imenujemo "doba antibiotikov". Vendar je že odkritelj penicilina Alexander Fleming v svojem Nobelovem predavanju opozarjal, da se odpornost mikrobov na penicilin pojavi precej hitro. Odpornost na antibiotike je bila zaenkrat kompenzirana z razvojem novih vrst protimikrobnih zdravil. Toda od devetdesetih let prejšnjega stoletja je postalo jasno, da človeštvo izgublja »oboroževalno tekmo« proti mikrobom.

V prvi vrsti je kriva nenadzorovana uporaba antibiotikov, ne samo v terapevtske, ampak tudi preventivne namene, ne samo v medicini, ampak tudi v kmetijstvu, živilski industriji in vsakdanjem življenju. Posledično se je odpornost na ta zdravila začela razvijati ne le pri patogenih bakterijah, ampak tudi pri najpogostejših mikroorganizmih, ki živijo v zemlji in vodi, zaradi česar so postali »pogojni patogeni«.

Takšne bakterije udobno obstajajo v zdravstvenih ustanovah, kolonizirajo vodovodne napeljave, pohištvo, medicinsko opremo in včasih celo razkužila. Pri ljudeh z oslabljenim imunskim sistemom, ki jih je večina v bolnišnicah, povzročajo hude zaplete.

Ni presenetljivo, da medicinska skupnost oglaša alarm. Lani, leta 2012, je generalna direktorica WHO Margaret Chan podala izjavo, v kateri napoveduje konec dobe antibiotikov in nemoč človeštva pred nalezljivimi boleznimi. Vendar pa praktične možnosti kombinatorne kemije - temelja farmakološke znanosti - še zdaleč niso izčrpane. Druga stvar je, da je razvoj protimikrobnih sredstev zelo drag proces, ki ne prinaša takšnih dobičkov kot številna druga zdravila. Grozljive zgodbe o »superbakterijah« so torej bolj opozorilo, ki ljudi spodbuja k iskanju alternativnih rešitev.

Na zdravniški službi

Oživitev zanimanja za uporabo bakteriofagov – naravnih sovražnikov bakterij – za zdravljenje okužb se zdi povsem logična. Dejansko so v desetletjih »dobe antibiotikov« bakteriofagi aktivno služili znanosti, vendar ne medicini, temveč temeljni molekularni biologiji. Dovolj je omeniti dešifriranje »trojčkov« genetske kode in proces rekombinacije DNK. O bakteriofagih je zdaj znanega dovolj, da bi lahko izbrali fage, primerne za terapevtske namene.

Bakteriofagi imajo kot potencialna zdravila veliko prednosti. Prvič, nešteto jih je. Čeprav je tudi spreminjanje genskega aparata bakteriofaga veliko lažje kot pri bakteriji, še bolj pa pri višjih organizmih, to ni potrebno. V naravi se vedno najde kaj primernega. Govorimo bolj o selekciji, utrjevanju iskanih lastnosti in razmnoževanju potrebnih bakteriofagov.

To lahko primerjamo z vzrejo pasem psov - vlečnih psov, psov čuvajev, lovskih psov, lovskih psov, bojnih psov, okrasnih psov ... Vsi ti ostajajo psi, vendar so optimizirani za določeno vrsto delovanja, ki ga človek potrebuje. Drugič, bakteriofagi so strogo specifični, to je, da uničijo samo določeno vrsto mikrobov, ne da bi zavirali normalno človeško mikrofloro.

Tretjič, ko bakteriofag najde bakterijo, ki jo mora uničiti, se ta v svojem življenjskem ciklu začne razmnoževati. Tako postane vprašanje odmerjanja manj pereče. Četrtič, bakteriofagi ne povzročajo stranskih učinkov. Vsi primeri alergijskih reakcij pri uporabi terapevtskih bakteriofagov so povzročili bodisi nečistoče, iz katerih zdravilo ni bilo dovolj očiščeno, bodisi toksini, sproščeni med množično smrtjo bakterij. Slednji pojav, "Herxheimerjev učinek", pogosto opazimo pri uporabi antibiotikov.

Dve plati medalje

Na žalost imajo medicinski bakteriofagi tudi številne slabosti. Najpomembnejši problem izhaja iz prednosti visoke specifičnosti fagov. Vsak bakteriofag okuži strogo določeno vrsto bakterij, niti ne taksonomske vrste, temveč številne ožje sorte, seve. Relativno gledano je to tako, kot da bi pes čuvaj začel lajati le na dva metra visoke razbojnike, oblečene v črne dežne plašče, in se nikakor ne bi odzval na najstnika v kratkih hlačah, ki bi priplezal v hišo.

Zato primeri neučinkovite uporabe niso redki za sedanje pripravke fagov. Zdravilo, izdelano proti določeni skupini sevov in odlično zdravi streptokokno vneto grlo v Smolensku, je lahko nemočno proti vsem znakom istega vnetega grla v Kemerovu. Bolezen je enaka, povzroča jo isti mikrob, sevi streptokokov v različnih regijah pa so različni.

Za najbolj učinkovito uporabo bakteriofaga je potrebna natančna diagnoza patogenega mikroba, vse do seva. Najpogostejša diagnostična metoda zdaj - kulturna setev - traja veliko časa in ne zagotavlja zahtevane natančnosti. Hitre metode - tipizacija z verižno reakcijo s polimerazo ali masno spektrometrijo - se uvajajo počasi zaradi visokih stroškov opreme in višjih zahtev po usposobljenosti laboratorijskih tehnikov. Idealno bi bilo, če bi izbor fagnih komponent zdravila izvajali proti okužbi vsakega posameznega bolnika, vendar je to drago in v praksi nesprejemljivo.

Druga pomembna pomanjkljivost fagov je njihova biološka narava. Poleg tega, da bakteriofagi zahtevajo posebne pogoje shranjevanja in transporta za ohranjanje kužnosti, ta način zdravljenja odpira prostor za številne špekulacije na temo »tuje DNK pri ljudeh«. In čeprav je znano, da bakteriofag načeloma ne more okužiti človeške celice in vanjo vnesti svoje DNK, javnega mnenja ni lahko spremeniti.

Biološka narava in precej velika velikost v primerjavi z nizkomolekularnimi zdravili (isti antibiotiki) vodi do tretje omejitve - težave pri dostavi bakteriofaga v telo. Če pride do mikrobne okužbe tam, kjer lahko bakteriofag apliciramo neposredno v obliki kapljic, pršila ali klistirja – na kožo, odprte rane, opekline, sluznice nosu in žrela, ušes, oči, debelega črevesa – potem ni težav.

Če pa se okužba pojavi v notranjih organih, je situacija bolj zapletena. Znani so primeri uspešnega zdravljenja okužb ledvic ali vranice z običajnim peroralnim dajanjem bakteriofaga. Toda mehanizem prodiranja razmeroma velikih (100 nm) fagnih delcev iz želodca v krvni obtok in notranje organe je slabo razumljen in se zelo razlikuje od bolnika do bolnika. Bakteriofagi so nemočni tudi proti mikrobom, ki se razvijejo v celicah, na primer povzročiteljem tuberkuloze in gobavosti. Bakteriofag ne more prodreti skozi steno človeške celice.

Opozoriti je treba, da ne smemo nasprotovati uporabi bakteriofagov in antibiotikov v medicinske namene. Ko delujeta skupaj, opazimo vzajemno krepitev antibakterijskega učinka. To omogoča na primer zmanjšanje odmerka antibiotikov na vrednosti, ki ne povzročajo pomembnih stranskih učinkov. Zato je mehanizem, po katerem bi bakterije razvile odpornost na obe sestavini kombiniranega zdravila, skoraj nemogoč.

Razširitev arzenala protimikrobnih zdravil daje več svobode pri izbiri metod zdravljenja. Zato je znanstveno utemeljen razvoj koncepta uporabe bakteriofagov v protimikrobni terapiji obetavna smer. Bakteriofagi ne služijo toliko kot alternativa, ampak kot dodatek in izboljšava v boju proti okužbam.

Zaključni test za študijsko leto

Možnost 1

A1. Kako se imenuje veda o strukturi človeka in njegovih organov?

1) anatomija

2) fiziologija

3) biologija

4) higiena

A2. Kateri del možganov imenujemo mali možgani?

1) srednji možgani

2) hrbtenjača

3) medulla oblongata

4) mali možgani

A3. Kateri mišični skupini pripadajo temporalne mišice?

1) posnemati

2) za žvečenje

3) na dihala

4) na motor

A4. Kako se imenuje proces uničevanja mikrobov s celicami jedci?

1) imuniteta

2) bruceloza

3) fagocitoza

4) imunska pomanjkljivost

A5. Kako se imenuje encim v želodčnem soku, ki lahko deluje le v kislem okolju in razgrajuje beljakovine na enostavnejše spojine?

1) hemoglobin

2) hipofiza

3) mali možgani

A6. Kako se imenujejo živčne strukture, ki pretvarjajo zaznane dražljaje v živčne impulze?

1) senzorični nevroni

2) receptorji

3) internevroni

4) sinapse

B1. Določite zaporedje delov človeškega prebavnega kanala.

A) tanko črevo

B) ustna votlina

B) debelo črevo

D) želodec

E) požiralnik

Odgovor: __________________________

B2. Izberite pravilen odgovor: Kakšne so značilnosti zdravilnih serumov?

1) 1) uporablja se za preprečevanje nalezljivih bolezni

4) 4) protitelesa v telesu ne obstanejo dolgo

5) 5) za zdravljenje nalezljivih bolezni

V 3. Izberite pravilen odgovor: Kaj je sestavljeno iz notranjega okolja človeškega telesa?

6) tkivna tekočina

Q4. Izberite pravilen odgovor: V čem se človeško okostje razlikuje od okostja sesalcev?

1) hrbtenica brez ovinkov

2) obokano stopalo

C1. Kakšna je funkcija dihalnih organov?

C2. Kaj se odstrani iz telesa skozi ledvice?

Zaključek študijskega leta

Možnost 2

A1. Kako se imenuje topla slana tekočina, ki povezuje vse človeške organe med seboj, jih oskrbuje s kisikom in hrano?

1) tkivna tekočina

4) medcelična snov

A2. Kje se začnejo možgani deliti na desno in levo polovico?

1) na ravni malih možganov

2) na ravni podolgovate medule

3) na ravni srednjih možganov

4) na ravni hrbtenjače

A3. Kakšna vrsta tkiva je kostno tkivo?

1) vezivno tkivo

2) epitelno tkivo

3) mišično tkivo

4) živčno tkivo

A4. Kaj sestavlja večino plazme?

3) rdeče krvne celice

4) oblikovani elementi

A5. Kako se imenuje največja žleza v našem telesu, ki se nahaja v trebušni votlini pod diafragmo?

1) ščitnica

2) vranica

3) trebušna slinavka

A6. Kakšen je način stika med nevroni in celicami delovnih organov?

1) z uporabo sinaps

2) s pomočjo alveolov

3) z uporabo vagusnega živca

4) z uporabo receptorjev

B1. Kakšne so značilnosti zdravilnih serumov?

1) uporablja se za preprečevanje nalezljivih bolezni

4) protitelesa ne zdržijo dolgo v telesu

5) uporablja se za zdravljenje nalezljivih bolezni

6) po dajanju povzročajo blago bolezen

B2 Določite zaporedje delov človeškega prebavnega kanala.

A) tanko črevo

B) ustna votlina

B) debelo črevo

D) želodec

E) požiralnik

Odgovor: |__________________________

2. VZ. Kako se človeško okostje razlikuje od okostja sesalcev?

1) hrbtenica brez ovinkov

2) obokano stopalo

3) hrbtenica je ukrivljena v obliki črke S

4) obrazni del lobanje prevladuje nad možgani

5) prsni koš je stisnjen v hrbtno-trebušni smeri

6) rudna celica je stisnjena s strani

Q4. Kako se oblikuje notranje okolje človeškega telesa?

2) organi prsnega koša in trebušne votline

3) vsebina želodca in črevesja

4) citoplazmo, jedro in organele

6) tkivna tekočina

C1. Poimenujte glavno merilo, ki nam omogoča, da človeka razvrstimo med sesalce.

C2. Kako so možgani povezani s hrbtenjačo?

Preden začnemo razpravljati o metodah boja proti mikroorganizmom, bi rad omenil, da so mnogi od njih zelo koristni za človeško telo. Uničenje bakterij, ki običajno živijo v debelem črevesu, običajno povzroči hitro razmnoževanje različnih patogenov. Zato postajajo vse bolj priljubljene diferencialne metode, ki omogočajo ciljno uničenje škodljivih bakterij, ne da bi vplivali ali pravočasno obnovili normalno mikrofloro, ki ji človek dolguje svoje zdravje.

Metode zatiranja bakterijskih populacij delimo na kemične, biološke in fizikalne ter aseptične in antiseptične. Asepsa je popolno uničenje bakterij in virusov, antiseptiki so ukrepi, katerih cilj je čim bolj zmanjšati rast škodljivih mikroorganizmov. Fizične metode vključujejo naslednje:

1. Parjenje in avtoklaviranje. Omogoča znatno zmanjšanje števila bakterij v hrani. Ta metoda se uspešno uporablja tudi v rastlinski pridelavi, saj omogoča zmanjšanje vsebnosti neželenih mikroorganizmov v tleh. Preživele bakterije in virusi so lahko prisotni kot spore.
2. Pasterizacija je dolgotrajno segrevanje pri temperaturah pod vreliščem vode. Omogoča ohranjanje nekaterih vitaminov in organskih spojin ter okus živilskih izdelkov. Izumil ga je Louis Pasteur in po njem dobil ime.
3. Zdravljenje z ultravijoličnim sevanjem. Gre za uporabo posebne svetilke, ki oddaja svetlobo v kratkovalovnem (ultravijoličnem) območju. Omogoča vam, da se znebite ne le bakterij, ki živijo na površinah, ampak tudi škodljivih mikroorganizmov v zraku. Nedavno so bile ustvarjene svetilke, ki lahko delujejo v zaprtih prostorih, ne da bi pri tem poškodovale ljudi, rastline in živali v njih.

1. Izpostavljenost visokim temperaturam. Omogoča vam, da se učinkovito znebite toplotno občutljivih mikrobov in uničite bakterijske spore.
2. Izpostavljenost nizkim temperaturam. Učinkovito proti termofilnim bakterijam in virusom. Prednost imajo metode hitrega zamrzovanja, katerih uporaba ne daje mikrobom časa za tvorbo spor. Hitro zamrzovanje se uporablja tudi za preučevanje naravne (žive) strukture gliv, bakterij in virusov.

Kemično uničevanje bakterij delimo tudi na aseptično in antiseptično. Paleta uporabljenih snovi je zelo široka in se vsako leto dopolnjuje z novimi, vse bolj varnimi sredstvi za ljudi in živali. Njihova izdelava temelji na znanju o strukturi bakterij in virusov ter njihovi interakciji z različnimi kemikalijami. Tudi metode distribucije kemičnih razkužil se nenehno izboljšujejo. Torej se lahko uporablja:

• namakanje (sanacija),
• zamegljevanje (odličen način za uničevanje mikrobov v zraku),
• pomivanje posode in površin,
• kombinacija s fizičnimi metodami boja proti bakterijam, glivam, virusom in sporam (uporaba vročih raztopin, vrenje, vklop baktericidne svetilke itd.).

Operacijske sobe in laboratoriji. Asepsa

V tem primeru se uporabljajo najstrožje metode, da se znebijo skoraj vseh bakterij v prostoru. Obdelava prostorov z razkužili je kombinirana z uporabo kremenčeve obdelave. V prostoru se prižgejo sijalke s trdim ultravijoličnim sevanjem, ki je škodljivo za vse žive celice, tudi tiste v zraku.

Glede na agresivnost in toksičnost uporabljenih metod za ljudi se zdravljenje izvaja s posebnimi oblačili, prižiganje svetilk pa predvideva odsotnost ljudi in živali v prostoru.

Selektivno uničenje mikroorganizmov. Živilska industrija

Proizvodnja številnih zdravih živil je nemogoča brez mikroorganizmov. Kulture koristnih mikrobov, ki se vzdržujejo za proizvodnjo fermentiranih mlečnih izdelkov, trdih sirov, kvasa, piva, vina, peke, fermentacije čaja in kave ter za druge namene, se ponavadi kontaminirajo z mikrofloro tretjih oseb. To vodi do motenj proizvodne tehnologije in zmanjšanja kakovosti živil. Za boj proti škodljivi mikroflori se uporabljajo posebni mediji, katerih nadzor nad sestavo je ključ do čistosti pridelanih pridelkov. Hkrati so posode in oprema v intervalih med tehnološkimi cikli podvrženi enaki obdelavi kot laboratoriji in operacijske sobe (razkužila in kremenčeve svetilke). Nadzor vsebnosti mikrobov in spor na površinah in v zraku delovnih prostorov se lahko izvaja z inokulacijo na hranilnih medijih.

Uničenje mikroorganizmov z zdravili. Okužbe in disbioza

Pojav antibiotikov je zdravnikom omogočil pomemben preboj pri zdravljenju hudih nalezljivih bolezni ljudi in živali. Vendar je kmalu postalo jasno, da je uničenje bakterij, občutljivih na antibiotike, v debelem črevesu človeka polno pojava prebavnih motenj, simptomi pa so lahko podobni črevesnim okužbam. Poleg tega so bila nekatera stanja, ki jih ni bilo mogoče zdraviti z antibiotiki, zlahka ozdravljena z uporabo bakterijskih kultur, ki živijo v človeškem debelem črevesu.
Po drugi strani pa je odkritje bakterij v želodcu, odgovornih za nastanek gastritisa, porušilo mit, da bakterijska mikroflora ne more obstajati v kislem okolju želodčnega soka. Študija mehanizmov, ki ščitijo te patogene pred uničenjem in prebavo v želodcu, je odprla novo stran v študiji mikrobov. Pojav testov za občutljivost patogene mikroflore na antibiotike je omogočil izbiro tistih, ki so najbolj učinkoviti in povzročajo minimalno škodo koristnim prebivalcem debelega črevesa. Pripravki, sestavljeni iz spor koristnih mikrobov in živih fermentiranih mlečnih izdelkov, ki obnavljajo mikrofloro debelega črevesa, so postali zadnja faza pri zdravljenju vseh okužb. Posebno področje je razvoj sintetičnih materialov za kapsule, ki prenesejo visoko kislost v želodcu in se raztopijo v alkalnem okolju črevesja.

V križišču virusov

Naloga ohranjanja mikroflore debelega črevesa se odlično opravi z zdravljenjem bakterijskih okužb s pomočjo bakteriofagov. Gre za viruse, ki so po svoji strukturi zelo specifični in imajo visoko stopnjo selektivnosti pri uničevanju ciljnih bakterij. Pripravki fagov so še posebej učinkoviti pri otrocih v neonatalnem obdobju, ko lahko antibiotiki povzročijo več škode kot koristi, saj uničijo mlado in še ne oblikovano mikrofloro debelega črevesa otroka.

Kaj pa naše telo?

Proučevanje načinov, kako se človeško telo ščiti pred okužbami, je zelo koristno za razumevanje procesov interakcije med bakterijskim ekosistemom debelega črevesa in imunskim sistemom. Kot je znano, se mikroorganizmi in njihove spore, ki živijo v debelem črevesu, lahko zaščitijo pred uničenjem nevtrofilcev, saj na površini teh celic ni receptorjev, na katere se odzivajo.
S sposobnostjo kemotakse (usmerjenega gibanja proti določenim kemikalijam) in fagocitoze nevtrofilci izvajajo glavno obrambo telesa pred bakterijami in njihovimi sporami, ki se prebijajo skozi stene krvnih žil do mesta vnetja. Podrobnosti odnosa med imunskim sistemom in prebivalci debelega črevesa še preučujejo. Znano je, da zdrava mikroflora v debelem črevesu izboljšuje imunost telesa, poleg tega pa konkurenčno izpodriva patogene vsiljivce in njihove spore, njihovo število pa drži pod strogim nadzorom.

Recikliranje organskih odpadkov in kmetijstvo

Mikrobi, ki živijo v debelem črevesu, precej učinkovito delujejo zunaj njega in so prisiljeni ven iz kompostov, ko izgine njihova hranilna osnova. Določena količina se jih ohrani v obliki trosov, ki lahko preživijo neugodne razmere in ob spremembi sestave hranilnega medija tvorijo novo generacijo bakterij. Vse zgoraj navedene metode se uporabljajo za pridobivanje čistih kultur mikroorganizmov in spor, ki lahko izboljšajo rodovitnost tal, tako prostoživečih kot simbiontov. Kontrola organske in fekalne kontaminacije tal se najpogosteje izvaja s prisotnostjo v njih Proteus, ki se zlahka naselijo v debelem črevesu in veljajo za njegovo pogojno patogeno mikrofloro.

Delam kot veterinar. Zanimajo me družabni plesi, šport in joga. Na prvem mestu imam osebni razvoj in obvladovanje duhovnih praks. Najljubše teme: veterina, biologija, gradbeništvo, popravila, potovanja. Tabuji: pravo, politika, IT tehnologije in računalniške igre.