Основные этапы развития производства антибиотиков
1870 г. - обнаружено, что в среде, содержащей плесень, бактерии не развиваются (Д. Сандерсон);
1872 г. - доказана способность Penicillium glaucum подавлять рост бактерий (Д. Листер);
1871-1872 гг. - показано, что молодая культура зеленой плесени -грибы рода Penicillium - способна задерживать развитие возбудителей ряда кожных заболеваний человека (В .А. Манассеин, А.Г. Полотебнов); 1877 г. — опубликовано сообщение о подавлении роста Bacillus an-thracis аэробными бактериями (Л. Пастер и С. Джеберт, А.Г. Лебединский);
1929 г. - обнаружены антибиотические свойства грибов Penicillium (А. Флеминг);
1940 г. - выделена субстанция пенициллина (X. Флори, Е. Чейн); 1942-1956 гг. - коллектив ученых и практиков во главе с академиками Л.А. Зильбером и З.В. Ермольевой провели поиск и отбор штаммов-продуцентов; разработали ферментационные среды и первые регламенты промышленного производства бензилпенициллина. Сравнение двух штаммов (советского и английского) показало, что советский штамм образует 28 ед/мл, английский - 20 ед/мл.
Открытие и изучение свойств нового антибиотика, применяемого в медицинской или сельскохозяйственной практике, — это огромный труд ученых различных направлений (микробиологов, биохимиков, микологов, химиков, генетиков, фармакологов, биотехнологов, врачей). Со времени открытия пенициллина из разных микроорганизмов были выделены более 6000 антибиотиков, обладающих разной специфичностью и разным механизмом действия. Их широкое применение для лечения инфекционных заболеваний помогло сохранить миллионы жизней. Основные причины быстрого роста числа антибиотиков: многие антибиотические вещества или продукты их модификации являются незаменимыми ЛП при инфекционных заболеваниях, ранее считавшихся неизлечимыми;
изменилась этиологическая структура инфекционных заболеваний, возросло число видов бактерий, их индуцирующих; широкое распространение получили инфекции, вызываемые грамот-рицательными инфекциями, оттеснив стафилококковые заболевания;
-как лечебные средства антибиотики применяют в животноводстве, птицеводстве, пчеловодстве, растениеводстве; отдельные антибиотики являются стимуляторами роста животных;
-проблема резистентности микроорганизмов предполагает замену одних антибиотиков другими, более эффективными; некоторые антибиотики применяют в качестве консервантов в пищевой промышленности;
-развитие химии природных соединений (изучение структуры, их модификация и синтез) способствует появлению новых знаний об антибиотиках;
-антибиотики используют при изучении отдельных сторон метаболизма организмов, расшифровке тонких молекулярных механизмов биосинтеза белка, механизма функционировании мембран, специфических ингибиторов ферментов, в первую очередь, инактивирующие антибиотики.
Подавляющее большинство основных антибиотиков было выделено из грамотрицательной почвенной бактерии Streptomyces, хотя их продуцируют также грибы и другие грамположительные и грамотрица-тельные бактерии. Ежегодно во всем мире производится 100000 т антибиотиков на сумму около 5 млрд долларов, в том числе более 10 млн долларов приходится на долю антибиотиков, добавляемых в корм скоту в качестве пищевых добавок или ускорителей роста.
По оценкам ВОЗ каждый год ученые обнаруживают от 100 до 200 новых антибиотиков, прежде всего в рамках обширных исследовательских программ по поиску среди тысяч различных микроорганизмов таких, которые синтезировали бы уникальные антибиотики. Получение, лабораторные и клинические испытания новых лекарственных средств обходятся дорого, до применения доходят только те из них, которые имеют большую терапевтическую ценность и представляют экономиче- , ский интерес; на их долю приходится 1-2% всех обнаруживаемых антибиотиков.
Образование антибиотиков - наследственно закреплённая особенность метаболизма микроорганизмов, проявляющаяся в том, что каждый вид (или даже штамм) способен продуцировать один или несколько определенных, строго специфичных для него антибиотических веществ, что обусловлено определённым характером обмена, возникающим и закреплённым в процессе эволюции микроорганизма. Метаболиты являются промежуточными продуктами обмена веществ, результатом катаболических и анаболических реакций; конечный продукт обмена -антибиотики - синтезируются из первичных метаболитов.
Специфичность антибиотиков характеризуется: высокой биологической активностью в отношении чувствительных к ним организмов, т.е. способностью проявлять эффект даже в очень низких концентрациях;
избирательностью действия, т.е. способностью конкретного антибиотика проявлять свое действие лишь в отношении определенных организмов или групп организмов, не оказывая заметного эффекта на другие формы живых существ.
Величину биологической активности антибиотиков выражают в условных единицах, содержащихся в 1 мл (ед/мл) или в 1 мг (ед/мг) препарата. За единицу антибиотической активности принято минимальное количество антибиотика, способное подавить развитие или задержать рост определенного числа клеток стандартного штамма тест-микроба в единице объема питательной среды. Так, за единицу активности пенициллина приято минимальное количество препарата, способное задерживать рост золотистого стафилококка (штамм 209) в 50 мл питательного бульона; для стрептомицина единица активности - минимальное количество антибиотика, задерживающее рост Е. coli в 1 мл питательного бульона.
Угнетение роста микроорганизмов антибиотиками может осуществляться только при наличии трех условий:
биологически важная для жизнедеятельности бактерий система должна реагировать на воздействие низких концентрацией препарата через определенную точку приложения; препараты должны обладать способностью проникать в бактериальную клетку и воздействовать на точку приложения; препарат не должен инактивироваться раньше, чем вступит во взаимодействие с биологически активной системой бактерии. Точки приложения действия антибактериальных препаратов в бактериях различны - большая часть их находится в клеточной мембране и внутри клетки. Для достижения этих точек антибиотики сначала должны проникнуть через поверхностные слои клетки, находящиеся снаружи от цитоплазматической мембраны. Главным барьером на этом пути препарата является клеточная стенка. В клеточной стенке грамположи-тельных бактерий содержится большое количество мукопептидов, являющихся основной мишенью для антибиотиков. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий содержит большое количество липидов, в силу чего она менее проницаема и является надежным барьером для многих антибактериальных средств. Это обстоятельство служит причиной поиска новых антибиотиков (полусинтетические пенициллины и цефалоспорины), которые обладают хорошей проникающей способностью через липополисахаридный слой грамотрицательных бактерий и имеют высокую активность против большинства из них.
Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 3472;