ПОЛУЧЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ И МОНОКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ

Антибиотики

Антибиотики, это вещества биологического происхождения, обладающие противомикробными свойствами. В последние годы в мировом кормлении сельскохозяйственных животных и птицы практикуется принципиально новый подход к использованию кормовых антибиотиков. Раньше применялись их фармакопейные формы (пенициллин, окситетрациклин, хлортетрациклин, стрептомицин), которые впоследствии были запрещены.

Применяемые в животноводстве кормовые антибиотики имеют следующие существенные недостатки:

1. Накопление их в продуктах животноводства;

2. Возможное снижение активности в связи с развитием устойчивости микроорганизмов при их длительном применении;

3. Нарушение баланса микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте, что послужило поводом для прекращения их скармливания в странах Европейского союза (ЕС).

Структура использования антибиотиков в странах ЕС следующая: в медицине – 72%; в ветеринарии – 28%. По данным Государственного медицинского комитета Великобритании 113 антибиотиков, прописываемых при вирусных заболеваниях, бесполезны. Во многих странах сильные антибиотики отпускаются без рецепта. Использование большого количества антибиотиков вызывает появление «госпитальной инфекции» (энтерококки).

В странах ЕС запрещены в кормлении сельскохозяйственных животныхследующие антибиотики: авопарцин (с 1.04.1997 г), бацитрацин (с 1. 07. 1999г), спирамицин (с 1. 07. 1999 г), тилозинфосфат (с 1. 07. 1999 г), вирджиниамицин (с 1. 07. 1999 г), карбадос (с 31. 08. 1999 г), олаквиндокс (с 31. 08. 1999 г). Применение авиламицина находится под угрозой запрета. Остаются разрешёнными флавомицин, монензин и салиномицин.

В Республике Беларусь наибольшее распространение в животноводстве и птицеводстве получил флавомицин (flavomycin)–кормовая добавка, представляющая собой фосфогликолипидный антибактериальный препарат, образованный группой серо-зелёных стрептомицинов (грибок Streptomyces bambergiensis), обитающих на пойменных лугах Майна в районе Бамберга, методом ферментации.

Флавомицин-80 – специально разработанный стимулятор продуктивности для свиней, птицы, кроликов, рыб с целью повышения рентабельности производства конечной продукции. Действующее вещество препарата – флавофосфолипол в концентрации 80 г/кг (1 г флавомицина содержит 80 мг флавофосфолипола).

Он не накапливается в тканях, после воздействия на микрофлору в желудочно-кишечном тракте, полностью выводится из организма и затем без остатков разлагается в почве. Представляет собой микрогранулированный порошок коричневого цвета, не пылящий, с типичным грибковым запахом. Расфасовка в мешках по 25 кг. Хранится в прохладном, сухом месте, срок хранения - 3 года с момента изготовления. Термостабилен и сохраняет активность даже при экстремальных условиях (100°С, 48 ч).

Флавомицин оказывает влияние на рост бактерий в кишечном тракте, благодаря чему положительно меняется обмен веществ во флоре кишечника. Он тормозит развитие всех имеющихся вредных возбудителей в желудке и кишечнике, «конкурирующих» с животным за корм.

Флавомицин разрушает стенки клеток грамположительных бактерий и не оказывает тормозящего действия по отношению к микроорганизмам, важным для пищеварения и здоровья животного, таким, как лактобактерии и бактерии бифидус, поддерживая их на оптимальном для усвоения корма уровне. Вследствие этого повышается устойчивость к заболеваниям и укрепляется здоровье животных.

Он считается самым безвредным кормовым антибиотиком на сегодняшний день в животноводстве, не вызывающим никаких побочных явлений. Действует только в просвете кишечника и не проникает в организм, поэтому в мясе, яйцах не остаётся никаких вредных элементов. В таблице 7.1. приведены нормы ввода препарата для отдельных групп животных и птицы.

Таблица 7.1. Нормы ввода флавомицина для различных групп животных и птицы.

Флавомицин предотвращает формирование резистентности у патогенных бактерий к антибиотикам. Учёные объясняют такой эффект следующими особенностями действия:

1. Передача экстрахромосомальной резистентности происходит при контакте двух бактериальных клеток (sexpilus) и последующей передаче R-плазмиды от резистентной бактерии, к ещё чувствительной на данный момент бактерии, как показано на рисунке 7. 1.

2. Флавомицин предотвращает передачу плазмид, разрушает резистентные возбудители при их контакте с чувствительными бактериями. Таким образом, разрушается не только бактерия – носитель, но и бактерия – получатель.

Рис. 7. 1. Схема контакта двух бактериальных клеток

3. Достаточно дозы 0,1 мг/кг, чтобы обеспечить полное разрушение стенок клеток грамположительных возбудителей.

4. Высокая эффективность флавомицина проявляется даже при низких дозах. В ходе изучения действия выявлено:

- грамотрицательные возбудители (например, E. Coli)при присоединении R-плазмид, становятся чувствительными к флавомицину;

- при передаче R – факторов грамотрицательным возбудителям чувствительность и самих бактерий повышается настолько, что флавомицин разрушает их.

Флавомицин – признанный в мире стимулятор продуктивности животных с хорошими технологическими свойствами:

- нет проблем при переработке;

- возможности широкого использования и, одновременно, простые условия складского хранения;

- стабилен во всех минеральных, комбинированных, прессованных и жидких кормах.

Среднесуточный прирост живой массы и уменьшение периода откорма, обусловленные применением флавомицина, представлены на рисунке 7.2.

Рис. 7.2. Эффективность выращивания свиней

Установлено, что при использовании флавомицина наблюдается интенсивный рост животных, особенно в середине периода выращивания свиней. Это способствует увеличению среднесуточных приростов живой массы во все периоды выращивания (50; 100 и 150 дней) и сокращению периода выращивания – на 2 недели.

Механизм действия: в результате деятельности бактерий часть белков, содержащихся в корме, преобразуется в аммиак, выделяемый с мочой, вследствие чего количество усвояемого белка уменьшается. К тому же аммиак оказывает вредное действие на клетки.

На образование органических кислот кишечной флорой расходуется энергия. С помощью флавомицина удаётся уменьшить число микробов – конкурентов за питание – до физиологически обоснованного уровня. Это даёт существенную экономию энергии, дополнительно образуются аминокислоты и, следовательно, повышается продуктивность и процентная доля мяса в туше.

Флавомицин в кормлении цыплят-бройлеров.

С использованием флавомицина в ряде стран мира было проведено 103 эксперимента с участием 557849 бройлеров. В таблице 7.2. показаны результаты 13 экспериментов, в которых участвовали 65100 бройлеров. Все они были проведены работниками научно-исследовательских учреждений в реальных условиях содержания; экспериментальные животные – гибриды для откорма разного происхождения.

Таблица 7.2. Эффективность применения флавомицинапри откорме бройлеров

Содержание напольное, длительность откорма – от 38 до 42 дней, кормление – гранулированный комбикорм с добавкой 3-5 мг флавомицина на 1 кг корма.

Результаты применения. Благодаря применению флавомицина заметно увеличивались приросты живой массы и конверсия корма.

В зависимости от состава корма и температуры в птичнике флавомицин способствовал снижению на 2-5% потребность птицы в воде. Это очень благоприятно сказывалось на качестве подстилки. Эффект экономии воды при использовании флавомицина имеет важное значение при производстве бройлерной продукции.

Благодаря применению флавомицина в хозяйстве в каждом цикле откорма экономится 2,7 т корма. За счёт сокращения времени откорма на существующих площадях птичника можно дополнительно откормить 5100 бройлеров в год. Потребление воды на цикл уменьшилось на 5000 л, что существенно улучшило качество подстилки.

Флавомицин в кормлении цыплят - бройлеров позволяет:

- повысить убойную массу на 50-150 г у бройлеров благодаря ускорению роста;

- уменьшить отход птицы на 3-5%;

- достичь более высокой эффективности использования производственных мощностей за счёт сокращения периода откорма;

-эффективнее использовать корм, что приводит к уменьшению потребления воды бройлерами и, как следствие, к более сухим помещениям, улучшению микроклимата в цеху;

- снизить риск инфицирования и расходования мощностей по дополнительному вентилированию.

Применение всего 200 г флавомицина при откорме 1000 бройлеров приводит к повышению убойной массы на 100 кг и экономии 300 кг корма.

Флавомицин при откорме молодняка крупного рогатого скота.

В европейских странах при откорме скота мясного направления продуктивности применяются самые различные методики откорма. Хорошо известно, что эффективность стимулятора продуктивности снижается по мере приближения к генетически обусловленному пределу скорости роста животного. Оценка результатов применения показывает, что даже при уровне прироста живой массы более 1167 г/сут. применение флавомицина даёт дополнительную прибавку в 61 г в сутки (табл. 7.3). Для того, чтобы добиться такого прироста, препарат должен применяться в рекомендуемой суточной дозе в течение всего периода откорма. Адаптационный период не является обязательным.

Представленные в таблице данные являются результатом трёх испытаний, проведённых в общей сложности на 154 телятах. Содержание телят – в отдельных стойлах, корм – заменитель цельного молока.

Таблица 7.3. Влияние флавомицина на телят, откармливаемых на мясо

В этих опытах увеличение параметров среднесуточного прироста и снижение коэффициента конверсии корма в прирост живой массы - основные с точки зрения уровня экономической выгоды. Статистически достоверно повысились приросты (на 5,5%) у тех телят, которые получали флавомицин с кормом. Повышение темпов прироста живой массы означает получение той же конечной массы за более короткий период откармливания, который в среднем был на 7 дней короче для групп телят, которые получали флавомицин. Соответственно были выше показатели оборота поголовья в условиях промышленного комплекса.

Другим, широко распространённым кормовым антибиотиком для свиней, имеющим выраженный эффект стимулятора продуктивности и широко применяющийся в Республике Беларусь, является Сакокс 120. Он представляет собой продукт ферментации грибка Streptomyces albu, относящегося к группе полиэфирных антибиотиков и предназначен для профилактики и лечения кокцидиоза в птицеводстве и свиноводстве, а также в кролиководстве, особенно у молодняка. В свиноводстве он может использоваться как кормовой антибиотик с выраженным эффектом стимулятора продуктивности. В 1 кг препарата содержится 120 г салиномицина натрия. Это микрогранулированный порошок коричнево-серого цвета с типичным запахом без содержания пыли. Препарат термостабилен (120-180°С, 15 мин).

Оба препарата производятся компанией «Intervet international B. МЭ www.Intervet.by (Голландия). Разрешены к применению в странах СНГ, а также в странах ЕС законодательством по кормам (2. 03. 1999 г.) в качестве кокцидиостатика, кормового антибиотика и стимулятора продуктивности.

Фармакологические свойства и механизм действия Сакокса 120.

Биологическая активность кокцидиостатика Сакокса 120 основана на создании комплексных соединений с ионами щелочных металлов.

Наружная сторона комплекса состоит преимущественно из нейтральных липофильных углеводородных групп, сообщающих ему способность проникать в живые клетки. Салиномицин исполняет роль переносчика ионов, т. е. может транспортировать ионы щелочных металлов внутрь клетки или в противоположную сторону. Возникающее, таким образом, нарушение внутриклеточной ионной концентрации у паразита объясняет губительное действие препарата.

Как кокцидиостатическое средство с широким спектром действия Сакокс 120 губительно действует на все виды кокцидий у птиц. Кроме того, он проявляет выраженное действие на грамположительные бактерии, анаэробы типа клостридий (Clostridium perfringens) и трепонем (Treponema hyodysenteriae).

Вследствие кокцидиостатического (умерщвляющего) действия патогенных ооцитов в подстилке не остаётся.

Лошадям запрещено задавать корм, содержащий салиномицин, так как его потребление может привести к смертельному исходу. В других случаях побочных действий не наблюдается. Во время приёма кормов, содержащих Сакокс 120, а также в течение 7 дней до и после приёма не следует лечить животных препаратами с большим содержанием тиамулина.

Препарат хорошо совместим со всеми кормовыми добавками, поэтому его вводят в корм через премикс или через предварительное размешивание с комбикормом. Применяется постоянно с кормом, начиная с момента дачи кормов и до конца периода откорма, в установленной дозировке (табл. 7.4).

Таблица 7.4. Нормы ввода Сакокса 120 для разных групп животных и птицы

*При снижении дозировки (менее 417 г/т корма) будет наблюдаться повышенное выделение ооцитов, потеря продуктивности птицы на 10-15% и увеличение потребления кормов. При регулярном снижении дозировки будет более быстрое развитие резистентности.

**При превышении дозировки (более 583 г/т корма) будет потеря продуктивности птицы на 10-11% и увеличение потребления кормов.

Нормы ввода Сакокса 120 в комбикорма для кур-несушек, в зависимости от системы кормления приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.5. Нормы ввода Сакокса 120 в комбикорма для кур-несушек

Сакокс 120 не обладает мутагенным, канцерогенным и тератогенным действием, не вызывает депрессии иммунной системы. Улучшает переваримость питательных органических веществ. Это экологически чистый продукт. Поскольку Сакокс 120 не накапливается в органах и тканях животных и птицы, его можно применять непосредственно до убоя. Это отличие сакокса от других кокцидиостатиков позволяет избежать заражения животных в предубойный период, когда по ветеринарно-санитарным требованиям все остальные кокцидиостатики отменяются (за 5-7 дней до убоя).

В рекомендуемых дозировках Сакокс 120 хорошо переносится животными и птицей и не оказывает негативного влияния на их здоровье и поведение. Он выводится из организма с калом и быстро разлагается с почвенными микроорганизмами, отсутствует негативное влияние его на почвенные организмы и растения.

На бройлерах препарат можно регулярно и непрерывно использовать в течение двух-трёх лет. Применение препарата для кормления цыплят - бройлеров повышает убойную массу каждого бройлера на 50-150 г. Экономится до 200-500 г комбикормов в расчёте на 1 голову, что позволяет дополнительно выращивать 10-25 бройлеров на 1000 кг комбикормов. Падёж уменьшается на 5-10%. Отсутствуют дополнительные расходы на терапию кокцидиоза и его лечение.

Добавление в комбикорма свиноматок Сакокса 120 позволяет получать на 0,5-1,5% больше живорождённых и, как следствие, выращенных поросят в расчёте на 1 свиноматку в год. Масса рождённых поросят на 100-200 г больше. Потеря живой массы у подсосных свиноматок меньше. Рост поросят в подсосный период более интенсивный. Лучшая усвояемость кормов поросятами в подсосный период на 10-20%. Масса поросят при отъёме в среднем больше на 1,5-2,0%. Отсутствие расходов на лечение кокцидиоза, профилактику дизентерии у свиней.

Антибиотики для лечения.

Из группы последнего (четвёртого) поколения антибиотиков для лечения клинических маститов, респираторных заболеваний, язв копытной подошвы, гнойного дерматита, межпальцевого некробациллёза копыта у коров, свиней, вызванных грамположительными и грамотрицательными бактериями, наиболее эффективен кобактан 2,5%.Представляет собой масляную суспензию2,5%, 1 мл которой содержит 29 мг цефкинома сульфата, чтоэквивалентно 25 мг цефкинома. Суспензия предназначена для внутримышечного введения. Кобактан представляет собой лекарственное средство из группы цефалоспоринов, которое действует в качестве ингибитора синтеза клеточной стенки. Кобактан 2,5 является первым цефалоспорином нового, четвёртого поколения. Для него характерен широкий терапевтический спектр активности и высокая стабильность. У крупного рогатого скота максимум концентрации в сыворотке крови достигается в течение 1,5-2 часов, у свиней – 20 - 60 мин. после внутримышечного введения и составляет соответственно около 2 мкг/мл и 4,8 мкг/мл.

Цефкином имеет относительно короткий период полураспада: у крупного рогатого скота – 2,5 ч, у свиней – 9 ч. Его взаимосвязь с белками составляет менее 5%, поэтому он выделяется в неизменном виде с мочой.

Применяется для лечения бактериальных инфекций у крупного рогатого скота и свиней, вызванных грамположительными и грамотрицательными бактериями, которые являются чувствительными к цефкиному.

Используется для лечения респираторных заболеваний крупного рогатого скота, вызванных Pasteurella multocida и Pasteurella haemolytica, рекомендуетсяприменять одну дозуежедневно, последовательно на протяжении 3-5 дней.

Применяется при лечении:

1) - панариций, язв копытной подошвы, гнойного пододерматита, некробациллёза между пальцами копыт. При этом применять инъекции одной дозы ежедневно, на протяжении 3-4 дней;

2) - маститов, вызванных Staphylococcus spp., Streptococcus ssp., Escherichia coli и другими бактериями. При этом следует применять одну дозу ежедневно, в течение 2 дней;

3) - септицемии у телят. При этом применять двойную дозу ежедневно последовательно на протяжении 3-5 дней.

Дозировка: 1 доза равняется - 2 мл кобактана 2,5% на 50 кг живой массы животного, внутримышечно, ежедневно в течение 3-5 дней.

Срок хранения препарата составляет 24 месяца. Прошёл соответствующие сертификационные испытания к применению в Республике Беларусь, регистрационный № 408 -10 -99 от 13.01.1999 г. Наименование держателя полномочий на распространение - компания «Intervet international B. МЭ».

Самым распространённым в странах СНГ и ЕС для лечения подострых и хронических эндометритов у коров является антибактериальный препаратметрикур.Представляет собой антибиотическую суспензию для внутриматочного введения. Препарат содержит 500 мг цефапирина в 19 г суспензии, что соответствует одной дозе. Каждая доза препарата поставляется в одноразовых пластиковых шприцах белого цвета.

Цефапирин обладает бактерицидными свойствами и замедляет синтез оболочки бактериальной клетки. Антибактериальный спектр метрикура покрывает все патогенные бактерии, вовлечённые в подострый и хронический эндометрит. Метрикур содержит цефапирин, который обеспечивает срок активности его в эндометрии в течение 24 часов после применения. Специальная формула метрикура позволяет комбинировать высокий уровень цефапирина в эндометрии с минимальным вовлечением его в циркуляцию обмена веществ организма, что исключает наличие его в молоке.

Препарат предназначен для лечения подострых и хронических эндометритов у коров (в течение минимум 14 дней после отёла), вызванных микроорганизмами, чувствительными к цефапирину. К этому антибиотику чувствительны такие возбудители как актиномицеты, пиогены и анаэробные бактерии такие, как Fisobacterium necroforum.

Препарат вводят в полость матки, используя прилагаемый катетер. Обычно, для полного выздоровления, достаточно однократного введения препарата. В случае пиометры проводят предварительную инъекцию простагландина F₂ –a (эстрофан и др. 2 мл). Эстрофан вызывает лизис жёлтых тел, сокращение матки и способствует удалению остатков лохий из её полости.

Мясо животных, подвергнувшихся лечению метрикуром, должно идти в пищу человека не ранее, чем через 48 часов после окончания лечения. Молоко можно использовать для пищевых целей через 24 часа после применения метрикура, а через 6 часов молоко используют в корм животным.

Метрикур выпускается в коробках, содержащих 10 шприцев, а также 10 пипеток и 10 перчаток, которые используются для введения препарата. Условия хранения: метрикур хранят при температуре 15-25°С. Срок годности составляет 2 года, со дня выпуска партии. Производитель - компания «Intervet international B. МЭ».

Нафпензал DC (Nafpenzal D)– антимаститный комплексный препарат широкого спектра действия, состоящий из трёх антибиотиков: 300 мг (300000 МЕ) бензилпенициллина прокаин натрия + 100 мг дигидрострептомицина сульфат + 100 мг нафциллина натриевая соль + наполнитель + жировые эмульсии.

По внешнему виду препарат представляет собой суспензию белого цвета. Нафпензал DC выпускают расфасованным в пластиковые шприцы вместимостью по 3 г, которые содержат 300 мг (300000 МЕ) бензилпенициллина прокаин натрия, 100 мг дигидрострептомицина сульфата и 100 мг нафциллина натриевой соли. Каждый шприц маркируют с указанием названия, назначения и состава препарата, фирмы изготовителя, условий хранения, номера серии и срока годности и снабжают временным наставлением по применению.

Препарат хранят с предосторожностью (список Б) в сухом, защищённом от прямых солнечных лучей месте, при температуре 15-25°С. Срок годности препарата при соблюдении условий хранения – 3 года со дня изготовления.

Представленная комбинация антибактериальных препаратов обладает синергидным действием усиления антимикробной активности в отношении основных возбудителей маститов, в том числе пенициллиноустойчивых штаммов стафилококков, стрептококков и других возбудителей, которые проявляют чувствительность к данной композиции антибиотиков. Нафпензал DC применяют для профилактики и лечения маститов у коров в сухостойный период. Перед введением препарата секрет из четвертей вымени выдаивают с последующей утилизацией. Соски дезинфицируют. Препарат вводят с профилактической целью в непоражённые, а с лечебной целью - в поражённые четверти вымени однократно в дозе одного шприца за 6 недель до предполагаемого отёла. Побочных действий и осложнений при применении препарата в соответствии с приложенным наставлением не наблюдается. Убой животных на мясо разрешается не ранее чем через 14 дней после введения нафпензала DC.

В случае вынужденного убоя ранее указанного срока мясо животных можно использовать для производства мясо-костной муки. Препарат не рекомендуется применять животным, которые имеют повышенную чувствительность к антибиотикам, входящим в состав нафпензала ВС. Препарат нельзя применять для лечения коров в период лактации. В его состав входят специальные, запатентованные жировые эмульсии («жидкий воск»), способствующие постепенному и равномерному выделению действующих веществ вымени в течение длительного времени.

После введения рекомендуется слегка массажировать доли вымени. Применение нафпензала DC позволяет в лактационный период более чем в 2 раза снизить концентрацию соматических клеток в молоке (рис. 7.3), уменьшить затраты на лечение и увеличить молочную продуктивность животных.

Рис. 7.3. Концентрация соматических клеток в молоке, тыс./мл

Получение антибиотиков (тип, спектр и специфика действия).

По данным проведённых исследований, в результате применения препарата количество выздоровевших коров составило 81%, реинфекция наблюдалась в 3% случаев, эффект по выздоровлению составил 78%.

В мире ежегодно производится антибиотиков почти на 20 млрд. долларов. К их числу относятся важнейшие противомикробные и противоопухолевые препараты. Их открытие произвело переворот в лечении инфекционных заболеваний. Ушли в прошлое представления о неизлечимости многих бактериальных инфекций (туберкулёз, сепсис, сифилис и др.). Антибиотики применяют в ряде отраслей народного хозяйства (животноводство, растениеводство, ветеринария, пищевая промышленность и др.), где они используются более широко, чем в медицине. Организация крупномасштабного производства антибиотиков сыграла решающую роль в становлении промышленной биотехнологии.

Способность нитчатого гриба зелёной плесени Penicillium notatum (рис. 7.4) вызывать гибель микроорганизмов впервые была установлена в 1928 г. английским микробиологом А. Флемингом. Он первым получил в чистом виде антибиотическое вещество, которое назвал пенициллин. До этого, лечебные свойства плесени были описаны в 1871 г. русскими дерматологами А. Г. Полотебновым и В. А. Манассеиным. Они с успехом применили зелёную плесень для лечения гнойных язв и ран у людей. В 1904 г. ветеринарный врач М. Г. Тартаковский использовал её для лечения ран у животных.

Количество открываемых антибиотиков постоянно растёт. В 1940 г. было известно всего 6 антибиотиков, а в 2008 описано более 12000 аналогичных соединений, из которых в медицинской практике применяют около 200 препаратов.

Рис. 7. 4. Нитчатый гриб зелёной плесени

Неослабевающее внимание к поиску новых антибиотиков и более эффективному использованию имеющихся связано со следующими причинами:

- Токсичностью ряда имеющихся антибиотиков, аллергической реакцией, вызываемой ими;

- Нарастанием устойчивости ряда имеющихся форм микроорганизмов по отношению ко многим антибиотикам. Устойчивость бактерий, например, к пенициллинам и цефалоспоринам создаёт присутствующий в их клетках энзим пенициллиназа (лактамаза). Фермент гидролизует амидную связь ß-лактамного цикла в молекуле антибиотика с образованием пенициллиновой кислоты, которая полностью лишена антимикробной активности.

- Необходимостью изыскания средств борьбы с возбудителями, против которых недостаточно эффективны известные ныне антибиотики.

Специальное изучение объёма и потенциала защитных свойств микроорганизмов показало, что их резистентность к антибиотикам имеет глобальный характер и обеспечивается разнообразием фенотипов резистентности. Поэтому главное направление получения новых антибиотиков состоит не в открытии новых соединений, а в химической трансформации природных молекул, характеризующихся значительно меньшей резистентностью и токсичностью, но более широким спектром действия, большим временем жизни, химической и биологической устойчивостью.

Антибиотики продуцируются плесневыми лучистыми грибами актиномицетами (рис. 7.5), стрептомицинами, эубактериями, и др.

Рис. 7. 5. Лучистые грибы актиномицеты

Некоторые из этих организмов способны продуцировать большое количество антибиотиков. Так, 6 родов филаментозных грибов производят около 1000 различных антибиотиков, в том числе пенициллин и цефалоспорин, а три рода актиномицетов – 3000 антибиотиков. Среди актиномицетов наибольший вклад вносит род Streptomyces, один из видов которого – S. griseus синтезирует более 50 антибиотиков.

Биотехнология получения медицинских антибиотиков.

Антибиотики получают при глубинной аэробной ферментации периодического действия в асептических условиях. Период ферментации длится 7-10 суток. Биотехнология 4 основных этапов процесса определяется природой антибиотика, характером производства и целями дальнейшего использования антибиотиков (рис. 7.6).

Для медицинских целей процессы их очистки, кристаллизации и фракционирования имеют особое значение, как и ряд других, входящих в число основных многоступенчатых биотехнологических этапов получения антибиотиков.

Биосинтез антибиотиков, как и любых других вторичных метаболитов, возрастает в фазе замедленного роста клеточной популяции (конец трофофазы) и достигает максимума в стационарной фазе (идиофазе). Считают, что в конце трофофазы изменяется энзиматический статус клеток, появляются индукторы вторичного метаболизма. Поэтому любые механизмы, тормозящие клеточную пролиферацию и активный рост, стрессовые ситуации, активизируют процесс образования антибиотиков.

Рис. 7.6. Основные биотехнологические этапы

получения медицинского антибиотика:

1 - Экстракция, выделение и очистка антибиотиков подходящими растворителями; 2 - Испарение и кристаллизация сырья в специальных средах; 3 - Фракционирование в растворе гидрохлорида прокаина; 4 - Лиофильная и распылительная сушка готового пенициллина

Производство неочищенных (нативных) антибиотиков.

Технология производства неочищенных (нативных) антибиотиков слагается из следующих 5 этапов:

1. Посуду, инструменты, материалы стерилизуют, используя для этих целей автоклав. Стерилизацию полиуретановых и резиновых трубок, шлангов и катетеров проводят нагретым паром под давлением 0,3-0,5 атм. при температуре 150°С в течение 15-20 мин. Металлические инструменты, посуду и материалы автоклавируют под давлением 1,5 атм. в течение 30-45 мин. Стерилизация чистой стеклянной посуды производится в электрическом сушильном шкафу при температуре 160-180°С. Перед стерилизацией большие бутыли, а также колбы, мерные флаконы, мензурки заворачивают в фальгу, предварительно сняв с них притёртые пробки. Подготовленную посуду ставят в сушильный шкаф. Нагревают до нужной температуры и стерилизуют в течение 45 мин. Затем шкаф отключают, дают ему остыть и вынимают посуду. Если шкаф не остудить, то при открытии дверцы на стеклянной посуде будут появляться трещины из-за резкого изменения температуры.

2. Для размножения гриба используют его исходную культуру, расфасованную в стеклянные флаконы. Для расплодки посевного материала производят посев грибка в колбу над пламенем спиртовой горелки. Колбы с посевным материалом ставят на специальную качалку и встряхивают на ней для лучшей аэрации 18-24 ч при температуре 26-28°С.

3. Затем переносят посевной материал в большие бутыли, помещают на качалку и вновь подвергают встряхиванию при температуре 26-28°С, в течение 18-24 ч (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Аэрация посевного материала