антибиотическая активность высших грибов antibiotic activity of

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Far Eastern Federal University
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
School of Natural Sciences
антибиотическая активность высших грибов
antibiotic activity of fungi
Шаньгина Д.А.
Shangina D.A.
г. Владивосток
2013
Оглавление
Оглавление .................................................................................................................................... 2
Введение..................................................................................................................................... 3
Глава 1 Биологическая активность высших грибов .............................................................. 6
1.1 Биологически активные вещества грибов ........................................................................ 9
1.1.1 Стимуляторы роста ........................................................................................................ 11
1.1.2 Витамины ........................................................................................................................ 12
Глава 2 Антибиотики и их классификация ........................................................................... 14
2.1 Классификация антибиотиков по биологическому происхождению .......................... 15
2.2 Классификация антибиотиков по механизму биологическому действию .................. 18
2.3 Классификация антибиотиков по спектру биологического действия ......................... 19
Глава 3 Методы определения чувствительности к антибиотикам ..................................... 22
3.1 Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам ............................ 23
3.2 Интерпретация результатов определения чувствительности ....................................... 26
Глава 4 Антибиотикочувствительность бактерий к веществам, выделенным из грибов 31
Заключение .............................................................................................................................. 37
Список литературы ............................................................................................................................ 40
2
Введение
Ретроспективная оценка событий в ХХ века после зарождения антимикробной химиотерапии позволяет считать этот век своего рода первым раундом,
проходившим вначале с преимуществом создателей антимикробных препаратов, а затем в равной борьбе человека с патогенными микроорганизмами, при
которой почти на каждый новый химиотерапевтический препарат у них находился (правда, спустя несколько лет) нейтрализующий ответ; иногда же патогены, образно говоря, вообще перехватывали инициативу — общеизвестный
пример с туберкулезной инфекцией (Шариков А.М., 2010).
Задолго до начала эры антибиотиков биологически активные вторичные
метаболиты, образуемые микроорганизмами в качестве оружия в борьбе за существование, были частью природной экосистемы. Естественно, что в существующих экологических нишах в процессе эволюции микроорганизмы и,
прежде всего, продуценты антибиотиков, чтобы избежать самоубийства,
должны были сформировать механизмы устойчивости. Несомненно, что широкое применение антибиотиков оказывает селективное давление, способствующее распространению устойчивых штаммов микроорганизмов.
В настоящее время в отечественной и мировой науке наблюдается повышенный интерес к изучению грибов. Это связано, прежде всего, с кардинальным пересмотром значимости и уникальности экологических функций, контролируемых грибами в природных экосистемах. Во-вторых, грибы были и
остаются одним из основных и перспективных объектов биотехнологии.
Образование антибиотиков грибами, как и другими организмами, имеет
эволюционно приспособленный характер и тесно связано с общими процессами метаболизма грибов в природе и при культивировании. Это позволяет
предположить, что в сохранении ограниченно распространённых видов образование антибиотиков играет определенную роль в биологии грибов. Допустимо и другое предположение, что образование антибиотиков широко распространёнными видами грибов, обладающих узким спектром действия, может
3
быть полезно грибу в определённых экологических условиях, при поражении
определённых субстратов. Возникновение способности антибиотикообразования и роли образуемых антибиотиков в биологии видов – продуцентов – в природе обусловлено многими факторами и биологическими особенностями грибов продуцентов (Шариков А.М., 2010).
С другой стороны, большая пластичность грибов и изменчивость процессов их метаболизма в зависимости от условий культивирования позволяет
направленно регулировать биосинтез определённых антибиотиков, которые
нередко в природных условиях не образуются (Елинов Н.П., 1995).
Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности некоторых
видов грибов, которые задерживают или полностью подавляют рост других
видов микроорганизмов. В переводе с греческого означает «против жизни».
Следовательно, антибиотики – это вещества, обладающие токсическим действием их продуцентов, которые обладают ядовитым свойством по отношению
к другим микроорганизмам. Поэтому антибиотики можно считать токсинами
бактерий и других микроорганизмов. Понятие антибиотиков не точно так как
известны многие антибиотики обладающие токсическим действием на организм человека и животных (Алиханян С.Н., 2000).
Возрастает внимание исследователей к проблеме резистентности микроорганизмов к антибиотикам, которая становится одним из факторов, приводящим к сдерживанию широкого использования антибиотиков в медицинской
практике. Соответственно разрабатываются различные подходы к практическому применению этих лекарственных средств, способствующие снижению
возникновения устойчивых форм. К их числу можно отнести комбинированную антибиотикотерапию, разумное повышение лечебных доз, сокращение
сроков лечения больных одним и тем же антибиотиком, периодическую замену
одного препарата другим, применение липосомальных и других форм антибиотиков. Не уменьшается интерес исследователей и практиков к химической
и биологической модификации широко известных и новых антибиотиков, что
4
дает возможность получать наиболее эффективные по сравнению с природными соединения. Одним из направлений поиска новых природных антибиотиков является изучение видов, ранее не рассматриваемые как возможные продукты антибиотиков.
Цель и задачи:
Цель — на основании данных литературы изучить антибиотическую активность высших грибов.
Задачи:
1.
Описать природу биологической активности макромицетов.
2.
Охарактеризовать биологическую роль антибиотиков и их классифика-
цию.
3.
Рассмотреть методы определения чувствительности бактерий к анти-
биотикам.
4.
Определить биотическую активность высших грибов в отношении бак-
терий.
5
Глава 1 Биологическая активность высших грибов
В последние годы в России наблюдается заметный всплеск внимания к
созданию на основе высших грибов и продуктов их метаболизма пищевых и
кормовых добавок и лекарственных препаратов. Объектами большинства таких разработок является базидиомицеты, широко исследуемые в различных
странах мира из рода Coprinus, Lentinula, Grifola, Laetiporus, Panus, Pleurotus
(Аниськина В. К., Шкондина Н. А., 2001). Многие базидиомицеты названныз
таксонов являются хорошо известными съедобными грибами, которые в последнее время отнесены также и к медицинским грибам. Как показал многолетний опыт народной медицины юго-восточных стран (Китая, Японии, Кореи
и др.) плодовые тела многих макромицетов характеризуются рядом достоинств
не только вкусового и пищевого, но и лечебного характера. Только для Китая
отмечено свыше 270 видов грибов, имеющих медицинскую значимость, при
этом макромицеты более чем 100 видов обычно используются в традиционной
медицине (Аниськина В. К., Шкондина Н. А., 2001).
Возможность использования рассматриваемых грибов для создания профилактических и лечебных средств стала реальной после многолетних фундаментальных исследований процессов жизнедеятельности макромицетов, в том
числе особенностей их роста и развития, характера и механизма метаболической и ферментативной активности. Начатые в 50-е годах прошлого столетия
широкий поиск и изучение биологически активных соединений среди растений и микроорганизмов не могли не затронуть и высшие грибы. С этого времени тысячи образцов базидиомицетов и их метаболитов были включены в исследования. Результатам изучения структуры и биологической активности
макромицетов посвящены многочисленные обзорные статьи и монографии.
В 70-е годы прошлого века было показано, что, хотя многие макромицеты
продуцируют вещества антибиотическими свойствами, последние уступают
6
микробным антибиотикам по характеру и уровню активности. Этим объясняется, по-видимому, и низкая конкурентоспособность высших грибов в сравнении с микромицетами. В то же время антибиотическая активность метаболитов часто сопряжена с высоким уровнем токсичности. Антибиотический характер действия макромицетов чаще всего обусловлен присутствием низкомолекулярных соединений с различными типами структур. Так, изучение метаболитов базидиомицетов р. Lactarius, Inonotus, Ganodema, Russula, Polyporus,
Phellinus и др. привело к установлению многих терпеновых соединений :секвитерпеновых лактонов, дитерепеновых спиртов и тритерпеновых кислот,
строение и биологическая активность которых подтверждена многими зарубежными исследователями.
Вещества, ответственные за пигментацию у макромицетов, относятся к
соединениям, которые образуются различными биогенетическими путями.
Среди них без азотистые структуры, такие как хиноны, кетиды, а также азотсодержащие вещества, главным образом феноксазины, проявляющие биологическую активность (Хмелев К. Ф., Афанасьев А. А., 2000).
Исследования ядовитых макромицетов ( Amanita, Inocybe, Psilocybe и др.)
привели к установлению, прежде всего, различных азотсодержащих метаболитов -полипептидов, аминокислот, индольных алкалоидов, азосоединений и др.
В то же время грибные отравления могут вызывать различные терпеновые соединения и антрахиноны, присутствие которых обнаружено в плодовых телах
таких макромицетов, как Hypholoma fasciculare, Omphalotus olearius, видах
Lactarius.
Последние годы наибольший интерес исследователей вызывает грибные
эксполисахариды макромицетов, относящиеся к группе гликанов. Это связано
с тем что многие грибные полисахариды обладают антибластомной активностью. В качестве сырья для получения грибных препаратов используются виды
базидиомицетов, из уже отмеченных выше таксонов — Flammulina, Lentinula,
Ganoderma, Pleurotus, Trametes и другие. В то же время спектр биологического
7
действия этих базидиомицетов не ограничивается только отмеченным эффектом. Они могут быть использованы в качестве гепатопротекторных, и других
лечебных средств.
В России к 60-м годам прошлого века была сформирована экспериментальная база для изучения биологически активных базидиомицетов — Лаборатория биохимии грибов (нынешнее название) в Батаническом институте им.
В.Л. Комарова, и получила развитие простых и надежных методов тестирования характера биологической активности у грибных организмов и их метаболитов сдерживало развитие исследований. Тем не менее, использование биологических и химических тестов позволило выявить и оценить характер активности многих макромицетов, собранных на территории России.
Серьезную озабоченность в последнее время вызывает тот факт, что исследования биологически активных метаболитов макромицетов проводятся в
прикладных учреждениях на культурах, выделенных самостоятельно без привлечения микологов-систематиков. Таксономическая верифекация культур
макромицетов — дело достаточно сложное и по всей вероятности, вряд ли осуществляется в этих научных структурах. Случаи же неверно идентифицированных штаммов макромицетов, которые были использованы в прикладных
разработках и дошли до практического применения, не так уж и редки.
Последнее десятилетие активность по созданию лекарств на основе природных продуктов в различных странах мира конкурировала с высокоэфективным скринингом, комбинаторной химией и генетическими исследованиями.
При этом зарубежные фармацевтические компании столкнулись с трудностями
получения биологического материала из других стран в связи с Конвенциец по
Биологическому разнообразию. В России же целенаправленные исследования
по инвентаризации биоты макромицетов, а так же по сохранению, поддержанию и изучению базидиомицетов. Предпринятые в связи с выполнением программы по « Биологическому разнообразию», предоставляют новые возможности для поиска биологически активных соединений среди высших грибов.
8
Вовлечение в орбиту исследовании грибных организмов, редко встречающихся со сложной трофикой и экологией, не только позволит расширять список практически значимых видов, но будет способствовать получению новой
информации по их биологии, химии и генетике.
1.1 Биологически активные вещества грибов
Химический состав и обмен веществ у грибов мало чем отличаются от
других микроорганизмов. Он определяется наследственностью (таксономическая составляющая) и окружающей средой (реактивная составляющая). Протекающие в грибах биохимические процессы разделяют на «первичный обмен
веществ» и «вторичный обмен веществ» (Мюллер Э., Леффлер В., 1995). Первичный обмен веществ связан с вегетативным развитием гриба (трофофазой)
и заключается в синтезе макромолекул и липидов (увеличение биомассы), получении энергии и строительного материала для обмена веществ. В этот период мицелий на большом протяжении контактирует с субстратом, и каждая
вегетативная единица питается самостоятельно. Поглощение и расходование
питательных веществ взаимно уравновешены. Грибная масса регулярно увеличивается. Позже, по мере накопления метаболитов, истощения среды и прочих изменений условий регуляция метаболизма нарушается и происходит переход к «вторичному обмену веществ» (идиофаза). Грибы образуют воздушный мицелий, существование которого зависит от транспорта веществ внутри
таллома. Физиологически это проявляется появлением множества вторичных
метаболитов, которые находятся в клетках, выделяются в среду или используются грибами в новых, продолжающих меняться условиях.
Первичный метаболизм грибов
Углеводный обмен играет важную роль в жизнедеятельности грибов. Моносахариды и другие низкомолекулярные соединения углерода являются важнейшей и легко усвояемой пищей грибов. Грибы быстрее, чем другие микроорганизмы, поглощают и ассимилируют различные углеводы.
9
Аминокислотный обмен. Грибы синтезируют аминокислоты из простых
соединений углерода и азота. Аминокислоты используются ими для синтеза
белков, витаминов (например, пантотеновой кислоты), нуклеотидов и алкалоидов, получения других аминокислот и энергии.
Витамины. Грибы нуждаются в поступлении витаминов извне (ауксотрофность), но и сами способны синтезировать некоторые витамины (прототрофность). Грибы не нуждаются в жирорастворимых витаминах и аскорбиновой кислоте.
Микроэлементы. Грибам, как и прочим микроорганизмам, необходимы
очень малые количества некоторых неорганических компонентов питательной
среды. Важнейшие из них – ионы тяжелых металлов. Недостаток микроэлементов ограничивает рост и активность грибов, а их высокие концентрации
часто токсичны (Дьяков Ю.Т., 2000).
Вторичный метаболизм грибов
Вторичный метаболизм характерен для репродуктивной фазы развития
грибов. Он отражает индивидуальные особенности грибного таксона. Образующиеся в процессе вторичного метаболизма продукты специфичны для продуцирующего их штамма, вида или рода гриба; они могут вызывать дифференцировку таллома. Различные вторичные метаболиты (антибиотики, микотоксины) могут действовать на другие организмы.
К вторичным метаболитам относятся половые гормоны, микоспорины,
пигменты, антибиотики, микотоксины. Так, например, из примерно 3200 известных антибиотиков 772 (около 24%) синтезируются грибами (пенициллин,
цефалоспорин С, гризеофульвин и др.). Микотоксин афлатоксин, попадая в организм человека или животного с зараженной грибами пищей, оказывает канцерогенное, тератогенное, мутагенное действие и нарушает иммунные реакции (Дьяков Ю.Т., 2000).
Среди биологически активных веществ грибов выделяют стимуляторы
10
роста, витамины, антибиотики. Антибиотики требуют более детального рассмотрения и будут рассмотрены нами в дальнейших главах.
1.1.1 Стимуляторы роста
Многие виды сапрофитных и фитопатогенных грибов в процессе жизнедеятельности и при определённых условиях культивирования выделяют в значительном количестве такие вещества, как ауксины, гиббереллины и витамины.
Вещества, которые в малых концентрациях стимулируют, изменяют процессы роста и развития растений, называют ростовыми веществами или регуляторами роста. На процессы роста и развития могут влиять многие метаболиты, например, ряд органических кислот, аминокислот, но их действие строго
специфично.
Открытие стимуляторов роста типа ауксинов в 30-х годах привело к
установлению группы соединений, которые относятся к бета-уксусной
кислоте. Ауксины образуются в процессе метаболизма многих грибов и
проявляют стимулирующее действие на рост и развитие растений. В
растительном мире ауксины обычно содержатся в точках роста и принимают
участие в процессах роста растений, прорастания семян и тропизмах.
Соединения группы ауксинов образуют многие виды почвенных грибов и
актиномицетов. (Calvo A.M., et al, 2002).
Гиббериллины являются специфичными стимуляторами роста, которые
образуются Fusarium moniliforme, F.oxysporum и другими грибами.
Впервые гиббереллины били обнаружена в 1935 году при изучении распространённого тогда в Японии вредоносного заболевания риса, вызываемого
Fusarium moniliforme, который является конидиальной стадией гриба Gibberella fujikuroi. Гиббереллины относятся к алициклическим соединениям флуоренового ряда, основой их структуры является гиббан. Гибберелиновая кислота – один из наиболее биологически активных гибберилинов. Наряду с выраженным действием гибберилина на изменение морфологии растений, он
11
оказывает влияние на многие стороны обмена веществ - изменение содержания углеводов, азотистых веществ, активность ферментов, изменяет активность фотосинтеза. Однако характер и уровень указанных изменений зависит
от дозы гиббереллина и условий питания растений (Билай В.И., 1989).
Гиббереллины, как и другие биологически активные вещества могут проникать в ткани растений через корневую систему. Источником их могут быть
грибы, обитающие на корнях растений, например, фузарии. В процессе жизнедеятельности фитосимбиотрофные виды грибов, которые синтезируют ауксины и гиббереллины, могут проникать в клетки корня растений и передвигаться в нутрии него. Например, при определённых условиях мицелий гриба
Fusarium moniliforme по сосудистым пучкам корня кукурузы растёт до 15-25
см от корневой шейки, при этом видимые признаки заболевания отсутствуют
(Билай В.И., 1989).
Таким образом, гиббереллины, продукты метаболизма определённых видов грибов, представляют специфическую группу ростоактивизирующих веществ, отличных от ауксинов. Взаимосвязь этих двух типов регуляторов роста
в растениях разнообразна и многогранна – под влиянием гиббереллина увеличивается образование ауксинов в растениях. Гиббереллины могут ингибировать активность некоторых ферментов, инактивизирующих ауксины.
1.1.2 Витамины
Некоторые виды грибов по отношению к витаминам являются ауксотрофами (для роста им необходимы витамины), другие же ауксоавтотрофами
(способны в процессе жизнедеятельности синтезировать витамины).
Витаминообразование корнеобитающих грибов стимулирует корнеобразование растений. Некоторые витамины синтезируемые грибами в зависимости от условий роста могут выделяться в культуральную жидкость или накап-
12
ливаться в мицелии грибов. Витамины группы В отмечены в мицелии и культуральной жидкости пенициллов, фузарии выделяют тиамин, биотин, пиридоксин, никотиновую и пантотеновую кислоты, аспергиллы аккумулируют в
клетках или выделяют в окружающую среду значительные количества тиамина, рибофлавина. Таким образом, образование витаминов у грибов зависит
от штамма продуцента и условий культивирования.
По химической природе витамины делятся на следующие группы:
1.
Витамины алифатического ряда: аскорбиновая кислота (витамин
2.
Витамины алициклического ряда: ретинолы (витамин А), кальци-
С);
феролы (витамин D);
3.
Витамины ароматического ряда: нафтохинолы (филлохинон — ви-
тамин K1 и фарнохинон — витамин К2);
4.
Витамины гетероциклического ряда: токоферолы (витамин Е),
флавоноиды (витамин Р), ниацин и его амид (витамин В3), тиамин (витамин
В,), пиридоксин (витамин В6), рибофлавин (витамин B2), цианокобаламин
(витамин В12), фолиевая кислота и др.
По физико-химическим свойствам витамины разделяются на две большие
группы.
1-я группа: растворимые в воде витамины (комплекс В, С, Р). Они отличаются термолабильностью, способностью разрушаться в основной среде и
устойчивостью в кислой среде. Витамины данной группы не накапливаются в
организме.
2-я группа: витамины, растворимые в липидах (А, D, Е, К, Q и F). Они
характеризуются термостабильностью, устойчивостью к действию кислот и
оснований. Витамины этой группы могут накапливаться в организме, что создает реальные предпосылки для возникновения явлений гипервитаминоза
(Calvo A.M., et al, 2002).
13
Глава 2 Антибиотики и их классификация
В последние время ученых-медиков заинтересовали грибы, как способ лечения от заболеваний. Еще 60 лет назад, ученые знали, что грибы образуют
антибиотики - это вещества, которые пагубно действуют на болезнетворных
микроорганизмов. Антибиотики убивают возбудителей туберкулеза, менингита, туляремии, дифтерии и многих других инфекционных заболеваний. Первый антибиотик, был разработан Флемингом еще в 1928 году — пенициллин.
Постепенно, исследователи стали уделять большое внимание разнообразию грибов, содержащих антибиотики, и было обнаружено таких 250 видов. К
примеру, из вида рыжиков был получен очень сильный антибиотик - лактариовиолин, тормозящий рост бактерий, в том числе и бактерию туберкулеза. В
70 годах из шампиньонов получили – агаридоксин, обладающего широким
спектром действия. Из говрушки получили антимикробное вещество, использующееся при лечении туберкулеза костей и кожи. Горькушка задерживает
рост болезнетворных бактерий, которые вызывают тиф и паратиф, а опеноклуговые активно тормозят рост стафилококков и др. кишечных палочек (Naktin
J., et al, 2000).
Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности некоторых
видов грибов, которые задерживают или полностью подавляют рост других
видом микроорганизмов. В переводе с греческого означает «против жизни».
Следовательно, антибиотики – это вещества, обладающие токсическим действием их продуцентов, которые обладают токсическим свойством по отношению к другим микроорганизмам. Поэтому антибиотики можно считать токсинами бактерий и других микроорганизмов. Понятие антибиотиков не точно так
как известны многие антибиотики обладающие токсическим действием на организм человека и животных (Алиханян С.Н., 2000).
Образование антибиотиков грибами, имеет эволюционно приспособленный характер и тесно связано с общими процессами метаболизма грибов в
14
природе и при культивировании. Стабильность образования их, образуемых
различными видами грибов, неодинакова, например, патулин, образуемый грибами серии Penecillium urticae, образуется более стабильно, чем пенициллин,
который имеет сравнительно узкий круг действия, но в тоже время пенициллин
более широко распространён в природе. Это позволяет предположить, что в
сохранении ограниченно распространённых видов образование антибиотиков
играет определенную роль в биологии грибов. Возникновение способности
антибиотикообразования и роли образуемых антибиотиков в биологии видов –
продуцентов – в природе обусловлено многими факторами и биологическими
особенностями грибов продуцентов. С другой стороны, большая пластичность
грибов и изменчивость процессов их метаболизма в зависимости от условий
культивирования позволяет направленно регулировать биосинтез определённых антибиотиков, которые нередко в природных условиях не образуются
(Тартаковский И.С., 2000).
Антибиотики, выделяемые из грибов, называются следующими именами:
агроцибин, немотин, дрозофиллин, биформин. Из деликатесного груздя выделяют такой антибиотик как лактариовиалин, способный воздействовать даже
на бактерии, вызывающие туберкулез.
Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы (Егоров Н.С., 1994).
2.1 Классификация антибиотиков по биологическому
происхождению
1. Антибиотики, вырабатываемые микроорганизмами, относящимися к
эубактериям.
1) Образуемые представителями рода Pseudomonas: пиоцианин — Ps.
aeruginosa, вискозин — Ps. viscosa.
2) Образуемые представителями родов Micrococcus, Streptococcus,
15
Staphylococcus,
Lactococcus,
Chromobacterium,
Escherichia,
Proteus,
Lactobacillus:
• стрептококцин А — Streptococcus pyogenes,
• эпидермин — Staphylococcus epidermidis,
• низин — Lactococcus lactis,
• продигиозин — Chromobacterium prodigiosum {Serratia marces- cens),
• колиформин — E. coli,
• колицин — E. coli,
• протаптины — P. vulgaris,
• лактоцин-S — Lactobacillus sake.
3) Образуемые бактериями родов Brevi и Bacillus:
• грамицидины — Brevi bacillus,
• субтилин — Bacillus subtilis,
• полимиксины — B. polymyxa.
4)
Образуемые
микроорганизмами,
принадлежащими
к
порядку
Actinomycetales:
а) образуемые представителями рода Streptomyces:
• стрептомицин — S. griseus,
• канамицин — S. ceticus,
• тетрациклины — S. aureofaciens, S. rimosus,
• новобиоцин — S. spheroides,
• актиномицины — S. antibioticus,
• цефамицины — S. lipmani, S. clavuligerus,
• карбапенемы — S. cattleya, S. olivaceus,
• клавулановая кислота — S. clavuligerus и др.;
б) вырабатьшаемые микроорганизмами рода Sacchawpolyspora:
• эритромицин — Sacchawpolyspora erythrae и др.;
в) образуемые представителями рода Nocardia:
• рифамицины — N. mediterranei,
16
• ристомицин — N. fructiferi,
• нокардицины — N. sp.;
г) образуемые родом Actinomadura:
• карминомицин — A. catminata и др.;
д) продуцируемые родом Micromonospora:
• фортимицины — М. olivoastewspora,
• сизомицин — М. inyoensis,
• розамицин — М. rosaria.
5) Образуемые цианобактериями:
• малинголид — Lyngbya majuscula.
2. Антибиотики, образуемые несовершенными грибами:
• пенициллины — Penicillium chrysogenum,
• цефалоспорины — Acremonium chrysogenum,
• гризеофульвин — P. griseofulvum,
• трихоцетин — Trichotecium roseum,
• фузидиевая кислота — Fusarium coccineum,
• циклоспорины — Beauveria nivea, Trichoderma polyspora.
3. Антибиотики, образуемые грибами, относящимися к классам базидиомицетов и аскомицетов:
• термофиллин — Lenzites thermophila (базидиомицет),
• лензитин — Lenzites sepiaha,
• хетомин — Chaetomium cochloides (аскомицет).
4. Антибиотики, образуемые лишайниками, водорослями и
• низшими растениями:
• усниновая кислота (бинан) — Usnea florida (лишайник),
• хлореллин — Chlorella vulgaris (водоросль).
5. Антибиотики, образуемые высшими растениями:
• аллицин — Allium sativum,
• госсипол — Gossypium hisutum,
17
• фитоалексины: пизатин — Pisum sativum (горох),
• фазеолин — Phaseolus vulgaris (фасоль).
6. Антибиотики животного происхождения:
• дефензины, скваламин, экмолин, круцин (Schizotrypanum cruzi), интер-
ферон.
2.2 Классификация антибиотиков по механизму
биологическому действию
1.Антибиотики, ингибирующие синтез клеточной стенки (пенициллины,
цефалоспорины, бацитрацин, ванкомицин, D-циклосерин).
2.Антибиотики, нарушающие функции мембран (альбомицин, аскозин,
грамицидины, кандицидины, нистатин, трихомицин, эндомицин и др.).
3.Антибиотики, избирательно подавляющие синтез (обмен) нуклеиновых
кислот:
1) РНК (актиномицин, гризеофульвин, канамицин, неомицин, новобиоцин, оливомицин и др.);
2) ДНК (актидион, брунеомицин, митомицины, новобиоцин, саркомицин,
эдеин и др.).
4.Антибиотики — ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, декоинин, саркомицин и др.).
5.Антибиотики, подавляющие синтез белка (бацитрицин, виомицин, аминогликозиды, метимицин, эритромицин, тетрациклины, хлорамфеникол и др.).
6.Антибиотики — ингибиторы дыхания (антимицины, олигомицины, патулин, пиоцианин, усниновая кислота и др.).
7.Антибиотики — ингибиторы окислительного фосфорилирования (валиномицин, грамицидины, колицины, олигомицин, тироцидин и др.).
8.Антибиотики, обладающие антиметаболитными свойствами (пуромицин, хадацидин, D-циклосерин, ацидомицин и др.).
9.Антибиотики-иммуномодуляторы (циклоспорины, актиномицины С и
18
D, оливомицин, брунеомицин, рубомицин, спергуалин и др.).
2.3 Классификация антибиотиков по спектру биологического
действия
Современная классификация антибиотиков разработана в Государственном центре по антибиотикам (С. М. Навашин, 1994), в соответствии с которой
они характеризуются по механизму действия, химической структуре, противомикробному спектру, типу действия на клетку.
С учетом механизма действия антибиотики разделяют на три основные
группы:
- Ингибиторы синтеза клеточной стенки микроорганизма (пенициллины,
цефалоспорины, ванкомицин, тейкопланин и др.);
- Антибиотики, нарушающие молекулярную организацию, функции клеточных мембран (полимиксин, нистатин, леворин, амфотерицин и др.);
-Антибиотики, подавляющие синтез белка и нуклеиновых кислот, в частности, ингибиторы синтеза белка на уровне рибосом (хлорамфеникол,
тетрациклины, макролиды, линкомицин, аминогликозиды) и ингибиторы
РНК-полимеразы (рифампицин) и др.
В зависимости от типа воздействия на микробную клетку антибиотики
классифицируют на две группы:
–Бактерицидные (пенициллины, цефалоспорины, аминогликозиды, рифампицин, полимиксины и др.);
–Бактериостатические (макролиды, тетрациклины, линкомицин, хлорамфеникол и др.).
Для инфекциониста-клинициста особенно важно знать спектр противомикробного действия антибиотиков, так как с его учетом определяется выбор
антибиотика.
По спектру противомикробного действия антибиотики разделяют на следующие группы:
19
Условно все важнейшие в практическом отношении антибиотики можно
разделить на несколько групп.
1. Противобактериальные антибиотики узкого спектра действия, активные преимущественно в отношении грамположительных организмов. Группа
пенициллина и цефалоспорина.
• Биосинтетические пенициллины: бензилпенициллин и его соли (калиевая, натриевая, новокаиновая), бициллин, феноксиметилпенициллин.
• Полусинтетические пенициллины.
• Кислотоустойчивые, неактивные в отношении бета-лактамазообразующих стафилококков: пропициллин, фенетициллин.
• Кислотоустойчивые, активные в отношении бета-лактамазообразующих
стафилококков: оксациллин, клоксациллин, диклоксациллин.
• Полусинтетические цефалоспорины: цефалоридин, цефалотин, цефалоглицин, цефалексин.
• Бацитрацин.
• Ванкомицин, ристомицин.
• Линкомицин.
• Новобиоцин.
• Макролиды: эритромицин, олеандомицин, карбомицин, спирамицин,
лейкомицин, тилозин.
• Фузидин.
2. Противобактериальные антибиотики широкого спектра действия.
• Тетрациклины биосинтетические: хлортетрациклин, окситетрациклин,
тетрациклин, деметилхлортетрациклин, деметилтетрациклин.
• Полусинтетические тетрациклины: метациклин, доксициклин, моноциклин.
• Хлорамфеникол (левомицетин).
• Аминогликозиды: стрептомицин, неомицины, канамицин, гентамицин,
20
фортимицины, тобрамицин.
• Полимиксины, колистин.
• Грамицидин С.
• Полусинтетические пенициллины: ампициллин, карбенициллин.
3. Противотуберкулезные антибиотики.
• Стрептомицин, канамицин, биомицин, циклосерин.
4. Противогрибные антибиотики.
• Нистатин.
• Гризеофульвин.
• Амфотерицин В.
• Леворин.
• Кандицин.
• Трихотецин.
5. Противоопухолевые антибиотики.
• Актиномицин С.
• Митомицин С.
• Оливомицин.
• Брунеомицин.
• Реумицин.
• Адриамицин (доксорубицин).
• Дауномицин, рубомицины.
6. Противоамебные и противомалярийные антибиотики.
• Фумагиллин.
• Радицикол.
21
Глава 3 Методы определения чувствительности к
антибиотикам
После открытия антибиотиков медики надеялись, что еще немного и человечество навсегда избавится от большинства инфекционных болезней. Но
все оказалось не так просто. Дело в том, что примерно через два года после
начала широкого применения антибактериального препарата в медицинской
практике у болезнетворных бактерий вырабатывается устойчивость к нему.
Такая устойчивость, называемая резистентностью, есть ответная наследственно закрепленная реакция микроорганизмов на антибиотики. С биологической точки зрения в соответствии с теорией Дарвина выработка устойчивости не что иное, как результат межвидовой борьбы за существование между
человеком и патогенной бактерией (или другим организмом-мишенью, на который нацелено применение антибиотика). Как это происходит? Популяции
бактерий постоянно видоизменяются; при их размножении возникают различные мутации, в том числе и те, благодаря которым микроорганизмы приобретают резистентность к применяемому препарату. Благодаря высокой скорости
размножения и большой численности популяций частота возникновения мутаций, обеспечивающих устойчивость к антибиотику, оказывается достаточно
высокой, чтобы выжившие, то есть устойчивые формы компенсировали потери
популяции бактерий. Так рождаются новые формы резистентных болезнетворных микроорганизмов. Если человек заразился устойчивым штаммом патогена, то лечить его ранее использовавшимся антибиотиком бесполезно (Яковлева Е.П., 2000).
Определение чувствительности микроорганизмов - возбудителей инфекционных заболеваний человека к антибактериальным препаратам (АБП) - приобретает все более важное значение в связи с появлением и широким распространением антибиотико-резистентности у бактерий. Стандартные методы
определения чувствительности микроорганизмов к АБП (диско-диффузионный и серийных разведений) были разработаны во второй половине 60-х 22
начале 70-х годов XX века и с тех пор с методической точки зрения не претерпели принципиальных изменений.
Однако внедрение в клиническую практику значительного количества новых АБП и появление новых механизмов антибиотико-резистентности у микроорганизмов потребовало более строгой стандартизации процедуры тестирования, разработки новых подходов к интерпретации результатов, внедрения
современной системы внутреннего контроля качества на каждом этапе исследования (Яковлева Е.П., 2000).
Исследования чувствительности микроорганизмов к АБП осуществляются для решения следующих задач:
- обоснование целенаправленной индивидуальной антибактериальной терапии для лечения конкретной инфекционной болезни отдельным пациентам;
- обоснование эмпирической терапии отдельных нозологических форм
инфекционных болезней в пределах лечебных учреждений или географических регионов;
- осуществление наблюдения за распространением антибиотико-резистентности в отдельных учреждениях или географических регионах;
- исследование новых химических соединений на наличие антибактериальной активности.
3.1 Методы определения чувствительности бактерий к
антибиотикам
Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся
на 2 группы: диффузионные и методы разведения.
диффузионные методы
- с использованием дисков с антибиотиками
23
- с помощью Е-тестов.
методы разведения
- разведение в жидкой питательной среде (бульоне)
- разведение в агаре.
При определении чувствительности диско-диффузионным методом на
поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию определенной плотности (обычно эквивалентную стандарту мутности 0,5 по
McFarland) и затем помещают диски, содержащие определенное количество
антибиотика. Диффузия антибиотика в агар приводит к формированию зоны
подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в
термостате при температуре 35о-37оС в течение ночи учитывают результат путем измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах (Желдакова Р. А.,
2005).
Определение чувствительности микроорганизма с помощью Е-теста проводится аналогично тестированию диско-диффузионным методом. Отличие
состоит в том, что вместо диска с антибиотиком используют полоску Е-теста,
содержащую градиент концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (Методы определения..., 2009). В месте пересечения эллипсовидной
зоны подавления роста с полоской Е-теста получают значение минимальной
подавляющей концентрации (МПК).
Несомненным достоинством диффузионных методов является простота
тестирования и доступность выполнения в любой бактериологической лаборатории. Однако с учетом высокой стоимости Е-тестов для рутинной работы
обычно используют диско-диффузионный метод (Желдакова Р. А., 2005).
24
Рисунок 1:Определение чувствительности микроорганизмов диско-диффузионным
методом.
Методы разведения основаны на использовании двойных Рисунков последовательных разведений концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (например от 128 мкг/мл, 64 мкг/мл, и т.д. до 0,5 мкг/мл, 0,25
мкг/мл и 0,125 мкг/мл). При этом антибиотик в различных концентрациях вносят в жидкую питательную среду (бульон) или в агар. Затем бактериальную
суспензию определенной плотности,
соответствующую стандарту мутности 0,5 по MсFarland, помещают в бульон с антибиотиком или на поверхность агара в чашке. После инкубации в течение ночи при температуре
Рисунок 2: Определение чувствительности
микроорганизмов с помощью Е-тестов.
35о-37оС проводят учет полученных
результатов. Наличие роста микроор-
ганизма в бульоне (помутнение бульона) или на поверхности агара свидетельствует о том, что данная концентрация антибиотика недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. По мере увеличения концентрации антибиотика
рост микроорганизма ухудшается. Первую наименьшую концентрацию антибиотика (из серии последовательных разведений), где визуально не определя-
25
ется бактериальный рост принято считать минимальной подавляющей концентрацией (МПК). Измеряется МПК в мг/л или мкг/мл. (Яковлева Е.П., 2000).
Минимальная подавляющая концентрация (МПК) - наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая in vitro полностью подавляет
видимый рост бактерий.
Рисунок 3: Определение значения МПК методом разведения в жидкой питательной
среде.
3.2 Интерпретация результатов определения чувствительности
На основании получаемых количественных данных
(диаметра зоны подавления
роста антибиотика или значения МПК) микроорганизмы
подразделяют
тельные,
Рисунок 4: Интерпретация результатов определения
чувствительности бактерий в соответствии со
значениями МПК.
стентные
на чувствиумеренно рези-
и
резистентные.
Для разграничения этих трех
категорий чувствительности (или резистентности) между собой используют
так называемые пограничные концентрации (breakpoint) антибиотика (или пограничные значения диаметра зоны подавления роста микроорганизма).
Пограничные концентрации не являются неизменными величинами. Они
могут пересматриваться, в зависимости от изменения чувствительности попу26
ляции микроорганизмов. Разработкой и пересмотром критериев интерпретации занимаются ведущие специалисты (химиотерапевты и микробиологи),
входящие в специальные комитеты. Одним из них является Национальный комитет по клиническим лабораторным стандартам США (National Committee
for Clinical Laboratory Standards - NCCLS). В настоящее время стандарты
NCCLS признаны в мире и используются как международные для оценки результатов определения чувствительности бактерий при многоцентровых микробиологических и клинических исследованиях.
Чувствительные микроорганизмы (susceptible)
Клинически к чувствительным относят бактерии (с учетом параметров,
полученных in vitro), если при лечении стандартными дозами антибиотика инфекций, вызываемых этими микроорганизмами, наблюдают хороший терапевтический эффект (Яковлева Е.П., 2000).
При отсутствии достоверной клинической информации подразделение на
категории чувствительности базируется на совместном учете данных, полученных in vitro, и фармакокинетики, т.е. на концентрациях антибиотика, достижимых в месте инфекции (или в сыворотке крови).
Резистентные микроорганизмы (resistant)
К резистентным (устойчивым) относят бактерии, когда при лечении инфекции, вызванной этими микроорганизмами, нет эффекта от терапии даже
при использовании максимальных доз антибиотика. Такие микроорганизмы
имеют механизмы резистентности.
Микроорганизмы
c
промежуточной
резистентностью
(intermediate)
27
Клинически промежуточную резистентность у бактерий подразумевают в
случае, если инфекция, вызванные такими штаммами, может иметь различный
терапевтический исход. Однако лечение может быть успешным, если антибиотик используется в дозировке, превышающей стандартную, или инфекция локализуется в месте, где антибактериальный препарат накапливается в высоких
концентрациях.
С микробиологической точки зрения к бактериям с промежуточной резистентностью относят субпопуляцию, находящуюся в соответствии со значениями МПК или диаметра зон, между чувствительными и резистентными микроорганизмами. Иногда штаммы с промежуточной резистентностью и резистентные бактерии объединяют в одну категорию резистентных микроорганизмов (Методы определения..., 2009).
Необходимо отметить, что клиническая интерпретация чувствительности
бактерий к антибиотикам является условной, поскольку исход терапии не всегда зависит только от активности антибактериального препарата против возбудителя. Клиницистам известны случаи, когда при резистентности микроорганизмов, по данным исследования in vitro, получали хороший клинический эффект. И наоборот, при чувствительности возбудителя может наблюдаться неэффективность терапии.
В определенных клинических ситуациях, когда недостаточно результатов
исследования чувствительности обычными методами, определяют минимальную бактерицидную концентрацию.
Минимальная бактерицидная концентрация (МБК) - это наименьшая концентрация антибиотика (мг/л или мкг/мл), которая при исследовании in vitro
вызывает гибель 99,9% микроорганизмов от исходного уровня в течение определенного периода времени.
Значение МБК используют при терапии антибиотиками, обладающими
бактериостатическим действием, или при отсутствии эффекта от антибактери-
28
альной терапии у особой категории больных. Частными случаями для определения МБК могут быть, например, бактериальный эндокардит, остеомиелит
или генерализованные инфекции у пациентов с иммунодефицитными состояниями (Яковлева Е.П., 2000).
Однако хотелось бы отметить, что на сегодняшний день не существует
много методов, которые позволили бы с абсолютной достоверностью прогнозировать клинический эффект антибиотиков при лечении инфекционных болезней. Однако, данные результатов определения чувствительности могут служить хорошим ориентиром клиницистам для выбора и коррекции антибактериальной терапии.
Таблица 1:Критерии интерпретации чувствительности бактерий.
Категории чувствительности микроорганиз-
Микробиологическая
характеристика
Клиническая характеристика
мов
Чувствительный
Не имеет механизмов
резистентности
С промежуточной резис-тентностью
Терапия успешна при
использовании обычных доз
Субпопуляция,находщаяся
Терапия успешна при
между чувствитель- исполь-зовании максималь-
ной и резистентной
ных доз или локализации инфек-ции в местах ,где антибиотик на-капливается в высоких кон-центрвациях
Резистентный
Имеет
зистент-ности
механизмы ре-
Нет эффекта от терапии
при
использовании макси-
мальных доз
Как отмечает Ф.Хан (2003), при определении механизма биологического
действия антибиотика необходимо учитывать ряд критериев.
1.Подавляемая реакция должна быть жизненно необходимой для клетки.
29
2.Подавление должно быть специфичным, т.е. обнаруживаться только у
организмов, чувствительных к действию определенного антибиотика.
3.Антибиотик должен подавлять реакцию примерно в тех же концентрациях, в которых он вызывает подавление роста.
4.Подавление должно следовать закону «все или ничего».
5.Подавление данной реакции должно определяться химической структурой антибиотиков точно так же, как и подавление роста.
Несмотря на многообразие химического строения антибиотиков, образуемых разными группами организмов, все они обладают некоторой общностью
первичного действия на микробные клетки:
а) все антибиотики в той или иной степени адсорбируются клеткой (клеточной стенкой);
б) все антибиотики подавляют рост чувствительных культур, даже в очень
низких концентрациях;
в) все антибиотики обладают избирательным биологическим действием в
отношении видов (штаммов) бактерий.
Вместе с тем характер и особенно механизм биологического действия
каждого антибиотического вещества специфичны. Даже биологическое действие одного и того же препарата в зависимости от условий среды, в которой
он проявляет эффект, неодинаково (Яковлева Е.П., 2000).
При взаимодействии антибиотика с микробной клеткой он должен проникнуть в клетку и вступить в контакт с соответствующими ферментами, регулирующими те или иные жизненно важные процессы (синтез клеточной
стенки, биосинтез белка, функции мембран и т.д.).
30
Глава 4 Антибиотикочувствительность бактерий к веществам,
выделенным из грибов
Характер и механизм биологического действия антибиотиков зависит
прежде всего от их химической природы, от концентрации препарата, вида организма и микроструктуры его клеток, от условий проявления действия и других факторов.
Уже первое знакомство с действием антибиотиков на микроорганизмы
показывает, что одни из них — бензилпенициллин, фумагиллин, бацитрацин,
сарцидин — подавляют развитие сравнительно ограниченного числа видов
бактерий, другие — тетрациклины, хлорамфеникол, эритромицин, карбомицин — подавляют рост многих видов грамположительных и грамотрицательных бактерий, риккетсий и некоторых других групп организмов. Таким образом, антибиотики не обладают универсальным свойством убивать все живое,
что находится в контакте с ними (Смирнов И.В., 2004).
Одни организмы оказываются чувствительными, а другие — устойчивыми к действию антибиотиков. Иногда под влиянием антибиотиков (например, стрептомицина) из числа вначале чувствительных форм бактерий возникают антибиотикозависимые варианты, не развивающиеся в отсутствие данного антибиотика. Действие антибиотика на определенные организмы характеризуется его антимикробным спектром .
В зависимости от природы антибиотика, его концентрации, времени действия, микроструктуры клетки организма, в контакте с которым находится антибиотик, и внешних условий — температуры, рН, гН2, а также других факторов антибиотические вещества могут проявлять цитостатическое (задерживать
рост клеток), цитоцидное (убивать клетки) или цитолитическое (растворять
клеточную стенку и в результате приводить клетки к гибели) действие. Антибиотики близкого химического строения обычно имеют сходный антимикробный спектр. Каждый антибиотик имеет свои оптимальные границы рН, где
проявляется его максимальная антимикробная активность (Shah AJ, 2006).
31
Большое влияние на характер действия антибиотиков оказывает их концентрация. Суббактериостатические дозы некоторых антибиотических веществ не только не угнетают рост чувствительных к ним микробов, но, наоборот, стимулируют их развитие. Как правило, при концентрации антибиотика
выше дозы, вызывающей бактериостатический эффект, наблюдается бактерицидное действие препарата (Гречко B.A., 1999).
Если вещество обладает бактериостатическим, бактерицидным или бактериолитическим свойством, то это указывает лишь на конечный результат
действия антибиотика, а не на механизм, при помощи которого получен тот
или другой биологический эффект (Смирнов И.В., 2004).
Под механизмом биологического действия антибиотика следует понимать
те изменения в биохимической деятельности клетки или, точнее, те нарушения
путей обмена веществ микроорганизма, контролируемые соответствующими
генами, которые вызываются данным препаратом и в конечном счете прекращают развитие или ведут к гибели организма. Исследование действия антибиотика помогает вскрыть причины его биологического эффекта в отношении
как микробной клетки, так и макроорганизма (Тартаковский И.С., 2000).
О целительной силе грибов человечество знает издавна. Большая часть
крупных научных достижений в этой области относится к XX столетию. Так,
в 1928 году всем известный антибиотик пенициллин был впервые выделен из
грибов. Чуть позже учёные из Италии достоверно определили, что некоторые
представители этого удивительного царства природы способны понижать уровень сахара в крови. В конце 1960-х годов обнаружилось ещё одно интересное
свойство грибов – предотвращать рост опухолей злокачественного характера
(Лекарства..., 2013 ).
Установлено, что вытяжки из некоторых грибов обладают широчайшим
диапазоном целебных свойств. Например, можно отметить следующие:
- белый гриб содержит вещества, способные бороться со стенокардией, а
32
сделанные на его основе водные экстракты эффективны при язвах и обморожениях;
- жёлтый гриб используют для создания препаратов, применяемых в лечении заболеваний печени;
- говорушки и рядовки послужили изобретению антибиотика, способного бороться с туберкулёзными палочками;
- мухомор считается ядовитым, но обладает очень широким спектром полезных свойств, применяемых в медицине. Например, эффективен при невралгических заболеваниях, ревматизме, артрите. Опыт показывает, что он способен бороться с туберкулёзом, экземой, опухолями желез, различного типа
нервных заболеваний и другими недугами.
Практически каждый гриб оказался чем-либо полезен. В настоящее время
их свойства продолжают активно изучать и находить им практическое применение.
Исследования ученых Англии, Болгарии, России и других стран показали,
что многие съедобные грибы содержат лечебные и антибиотические вещества,
угнетающие рост различных болезнетворных бактерий: например, вытяжка из
плодовых тел шампиньонов тормозит рост золотистого стафилококка, возбудителя тифа и паратифа. Из плодовых тел Agaricus campester (шампиньона лугового) получен антибиотик агаридоксин, действующий на болезнетворные
микроорганизмы. Лисички богаты эргостерином. Антибактериальными против стафилококков оказались также рядовки, опята, огневки (фолиота), козляк
(«коровий гриб»), мокруха, ежовик желтый (глухая лисичка) и другие. Антибактериальными свойствами обладают говорушки (род Clitocybe) – содержат
клитоцибин, диатретин и др., применяемые при лечении туберкулеза; во Франции клитоцибин используют и для лечения эпилепсии.
Многие из грибов (шампиньон луговой, агроцибе жесткое, лаковица розовая, масленок обыкновенный, рядовка фиолетовая, трутовик березовый и
33
др.) обладают антибиотической активностью, выделяя антибиотики: агроцибин, дрозофиллин, немотин, биформин, полипорин и мн. др. Водные экстракты плодовых тел многих говорушек, рядовок, лаковиц оказывают на раневую микрофлору больных действие, аналогичное идентифицированным антибиотикам: левомицетину, биомицину, стрептомицину (Бич Г. и др., 1998).
Грибы в небольших дозах улучшают деятельность желез внутренней секреции и этим повышают общий тонус организма (Яковлева Е.П., 2000). Установлено: мухомор красный содержит антибиотик мускаруфин – оранжевокрасный пигмент кожицы. Этот гриб и сегодня широко используется в гомеопатической практике при лечении нервных болезней. В белых грибах был выявлен алкалоид герценин, применяемый при лечении стенокардии. Белый гриб
также улучшает обмен веществ. Масленок изящный содержит смолистое вещество с лекарственными свойствами. Настойку этого гриба используют при
головных болях, подагре и некоторых других заболеваниях, в определенной
концентрации используется при бальзамировании. Вытяжки из шампиньона
лугового используются при лечении гнойных ран, тифа, паратифа, туберкулеза. В настоящее время из плодовых тел этого гриба получен антибиотик агаридоксин, обладающий сильно выраженным действием на многие болезнетворные микроорганизмы. Груздь перечный применяют при почечнокаменной
болезни и бленнорее (Белова Н.В., 2000).
Из груздя деликатесного получен антибиотик лактариовиалин, действующий на многие микроорганизмы, в том числе на возбудителя туберкулеза. Водные и спиртовые настойки из высушенной веселки обыкновенной используют
при гастритах и других болезнях пищеварительного тракта (Белова Н.В.,
2000).
Дождевики используются в народной медицине для остановки кровотечения при ранениях, некоторых заболеваниях почек. На основе дождевиков уже
получены даже противоопухолевые антибиотики, например, кальвацин, который подавляет развитие некоторых злокачественных опухолей. Кальвациевая
34
кислота, образуемая некоторыми широко распространенными дождевиками,
подавляет развитие многих бактерий и грибов, а также обладает противоопухолевым действием. Путем химического синтеза получены многочисленные
производные кальвациевой кислоты, также обладающие антибиотическим
действием (Филиппова И.А., 2003).
Из удемансиеллы слизистой получен антибиотик муцидин, который в
виде препарата муцидермина используется при различных грибковых заболеваниях человека. Лекарственные вещества из видов рода псилоцибе обладают
психотропным действием. Например, фармакологически активный псилоцибин используется в медицинской практике для лечения некоторых психических заболеваний, для восстановления памяти у больных и в других случаях.
У представителей рода навозник обнаружено токсическое вещество, не растворимое в воде и растворимое в спирте. Поэтому при употреблении гриба с
алкоголем возникают отравления. На этом свойстве навозников основано использование их для лечения алкоголизма (Мильчук М.Д., 2003).
Чага используется в современной медицинской практике в виде концентрированного экстракта, продающегося в аптеках под названием «БИН-чага».
Препарат оказывает стимулирующее и тонизирующее действие на организм,
обладает антибиотическим свойством в отношении многих микроорганизмов,
излечивает гастриты, способствует рассасыванию злокачественных опухолей
в ранних стадиях развития (Саакян К.Р., и др. 2004).
Довольно широко используют в народной медицине чайный гриб, известный под названиями «маньчжурского», «японского» и «морского» –
Medusomyces gicevii. Тело этого гриба представляет собой не только мицелий
самого гриба, но и скопление, зооглею, уксуснокислой бактерии – Bacterium
xylinum. Грибной компонент чайного гриба относится к группе дрожжевых
грибов из родов Torulopsis, Mycoderma, Saccharomyces. Изучение терапевтических свойств культуральной жидкости чайного гриба показало, что грибной
компонент образует антибиотик бактерицидин, активный против дизентерии и
35
при заживлении раневых инфекций. Напиток из чайного гриба хорошо утоляет
жажду, вызывает повышение аппетита, улучшает самочувствие больных,
очень полезен при атеросклерозе, при некоторых заболеваниях печени, желчного пузыря, почек. Употребление чайного гриба, как и всех лекарственных
средств, требует осторожности и контроля со стороны врача. Его нельзя применять при гиперацидном гастрите, остеохондрозе и подагре (Мильчук М.Д.,
2003).
Многие виды базидиомицетов способны синтезировать на жидких питательных средах в культуре специфически активные белки – фитогемагглютинины (лектины). По мнению ученых, базидиомицеты могут служить источником получения лектинов, необходимых для создания диагностических медицинских препаратов (Белова Н.В., 2000).
36
Заключение
Долгое время считалось что антибиотики выделяют только низшие грибы
(плесени), но оказывается, что многие съедобные и ядовитые грибы (высшие
базидиомицеты) стали объектом исследования ученых при поисках новых антибактериальных препаратов. Антибиотические свойства установлены у более
чем 500 видов грибов, относящихся к семействам Thelephoraceae,
Clavariaceae, Hydnaceae, Polyporaceae, Agaricaceae. Большая часть антибиотиков, выделенных из базидиомицетов, обладает не только антибактериальной, но и противогрибковой активностью. Структура антибиотиков, полученных из базидиомицетов, различна.
Образование антибиотиков грибами, имеет эволюционно приспособленный характер и тесно связано с общими процессами метаболизма грибов в
природе и при культивировании. Стабильность образования их, образуемых
различными видами грибов, неодинакова, например, патулин, образуемый грибами серии Penecillium urticae, образуется более стабильно, чем пенициллин,
который имеет сравнительно узкий круг действия, но в тоже время пенициллин
более широко распространён в природе. Это позволяет предположить, что в
сохранении ограниченно распространённых видов образование антибиотиков
играет определенную роль в биологии грибов. С другой стороны, большая пластичность грибов и изменчивость процессов их метаболизма в зависимости от
условий культивирования позволяет направленно регулировать биосинтез
определённых антибиотиков, которые нередко в природных условиях не образуются.
Антибиотики образуемые грибами, относящимися к классам бизидиомицетов и аскомицетов: термофиллин - базидомицет Lenzites thermophila, лензитин - Lenzites sepiaria, хетомин - Chaetoomium cochloides (аскомицет).
Чувствительность микроорганизмов к химиопрепаратам - свойство мик-
37
роорганизмов реагировать на действие химиопрепаратов приостановкой размножения или гибелью. Каждый вид или близкая группа видов имеют характерный спектр и уровень естественной (природной) чувствительности по отношению к определенному антибиотиков или группе препаратов. В чувствительных популяциях в результате мутации, рекомбинации или иммиграции закономерно появляются особи с более узким спектром и более низким уровнем
чувствительности, которые в селективных условиях среды могут стать доминирующими в популяции. Такие особи и популяции называются устойчивыми.
Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся
на 2 группы: диффузионные и методы разведения.
При определении чувствительности диско-диффузионным методом результат находится путем измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах. Определение чувствительности микроорганизма с помощью Е-теста проводится аналогично тестированию диско-диффузионным методом. Отличие
состоит в том, что вместо диска с антибиотиком используют полоску Е-теста,
содержащую градиент концентраций антибиотика от максимальной к минимальной. В месте пересечения эллипсовидной зоны подавления роста с полоской Е-теста получают значение минимальной подавляющей концентрации
(МПК).
Одни организмы оказываются чувствительными, а другие — устойчивыми к действию антибиотиков. Иногда под влиянием антибиотиков (например, стрептомицина) из числа вначале чувствительных форм бактерий возникают антибиотикозависимые варианты, не развивающиеся в отсутствие данного антибиотика. Действие антибиотика на определенные организмы характеризуется его антимикробным спектром.
Установлено, что из высших базиодимицетов можно получать сильнейшие и эффективнейшие антибиотики. Исследования показали, что около пятисот видов грибов проявляют антибиотические свойства. Более того, вещества,
выделенные из этих грибов, способны бороться не только с бактериями, но и
38
с самим грибами, в разных их проявлениях. Из некоторых грибов ученые
смогли выделить такие редкие вещества, что найти их на нашей планете еще в
другом виде крайне сложно.
39
Список литературы
1. Аниськина В. К., Шкондина Н. А.:М.-изд., Национальная академия ми-
кология, с. 21-45, 2001.
2. Алиханян С.Н., Антибиотики, с. 59-63, 71-72, 2000.
3. Белова Н.В., Природа биологической активности высших грибов, изд.:
Национальная Академия Микологии, с5, 2000.
4. Биохимия грибов// медицинские публикации [электронный ресурс]. Ре-
жим доступа:http://mewo.ru/tumb/15/498/
5. Билай В.И., Основы общей микологии /Киев: Высшая школа, 1989. 392
с.
6. Бич Г., Бест Д., Биотехнология: Принципы и применение-М: Мир, ,
408с.,1988.
7. Быкова В.А., Данилина М.В., Биотехнология лекарственных средств ,М.:
Медбиоэкономика, 1991, стр.105-108.
8. Витамины
[электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.zood-
rug.ru/topic1819.html.
40
9. Гейсс Ф., Основы тонкослойной хроматографии (планарная хроматография), 2-том — 1988.
10.Гречко B.A., Антибиотикочувствительность штаммов возбудителей, выделенных
от
больных
с
гнойно-воспалительными
процессами.
Вып.1999г.№1.
11.Дьяков Ю.Т., Введение в альгологию и микологию.М.:изд. МГУ, 2000 192с.
12.Егоров Н.С., Основы учения об антибиотиках: М.: Изд-во МГУ, 1994,
стр. 73-78.
13.Егорова Н.С., Самуилова В.Д., Биотехнология,: Под ред., .- М.: Высшая
школа, 1987, стр. 15-25.
14. Ершова Е.Ю., Тихонова О.В., Лурье Л.М., Ефременкова О. В., Ком-
золкина О.В., Дудник Ю.В., Антимикробная активность штаммов
Laetiporus sulphurеus в условиях глубинного культивирования. Антибиотики и химиотерапия. М., 2003. Т.48. К 1. С.18-22.
15.Елинов Н.П., Основы биотехнологии. Издательская фирма «Наука»,
СПБ, 1995, стр. 61-73.
41
16.Желдакова Р. А., Механизмы биосинтеза антибиотиков и их действие на
клетки
микроорганизмов.Учебно-методический
комплекс
.Минск
2005.(стр 29-50)
17.Иващенко А.В. - Обратный скрининг и перспективы разработки инновационных лекарственных брендов .2001.
18.Лекарства
из
грибов
[электронный
ресурс].
ступа://http://www.infovek.ru/Lekarstva-iz-gribovinfovek
Режим до2011-2013 По-
следнее обновление: 6.04.2013
19. Методы определения чувствительности к антибиотикам. 2009. [элек-
тронный ресурс]. Режим доступа: http://www.antibiotic.ru/rus/all/articles/ absens.shtml
20.Мильчук М.Д., Новак Т.В., Кунах В.А. Биотехнология – Київ, Поліграфконсалтінг, 2003. – 250 с.
21.Навашин С.М., Фомина И.П.,Рациональная антибиотикотерапия. Антибиотики: клиническая фармакология – Смол.: изд. Амипресс, 1994-208
с.
22. Очерки по микробиологии. [электронный ресурс].Режим доступа:
http://mikrobio.ho.ua/index.html
23.Саакян К.Р., Ващенко К.Ф., Дармограй Р.Э., Чага (черный березовый
гриб) // Провизор, - №16, 2004.
24. Сафронова М.А., Титова Л.В., Феликсова Л.В. Детские инфекции,
42
2007,том 6,№2.-с.60-62.Смирнов И.В., Клиническая микробиология и
антимикробная химиотерапия, 2004, том 6, №1.-с.10-21.
25.Тартаковский И.С., Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия, т.2, №10, 2000.
26. Филиппова И.А., Лекарство нового тысячелетия. Грибы против рака. -
Санкт-Петербург: изд-во «Диля» 2003, 160 с.
27. Хмелев К. Ф., Афанасьев А. А. Биоразнообразие и экологические осо-
бенности базидиальных макромицетов – Воронеж: изд-во ВГУ , 2000. –
С. 122 – 125.
28. Шестакова И.В., Ющук Н.Д., Инфекционные болезни, 2006, т.4, №3,- с.
78-86.
29.Шариков А.М., исследования антибактериальной активности метаболитов некоторых высших грибов. Современные наукоемкие технологии. –
2010. – № 6 – С. 128-129
30.Яковлева Е.П., Микробная биотехнология: Методическое пособие к лабораторным работам для студентов факультета промышленной технологии лекарств. СП :Изд. СПХФА, 2000, стр. 32-39.
31. Naktin
J.,
Beavis
K.G.Yersinia
Pseudotuberculosis.Clin
Lab
Med
2000.19:523-36.
32.NCCLS. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; ninth
informational supplement M100-S9.- 1999.- V.19.- N.1.
43
33.Methods for the determination of susceptibility of bacteria to antimicrobial
agents. EUCAST Definitive document // Clin Microbiol Infect.- 1998.- V.4.P.291-296.
34. Choquer M, Dekkers KA, Ueng PP, Daub ME, Chung KR. The CTB1 gene
encoding a fungal polyketide synthase is required for cercosporin biosynthesis
and fungal virulence of Cercospora nicotianae.Mol Plant-Microbe Interact
2005; 18: 468-76.
35.Calvo AM, Wilson RA, Bok JW, Keller NP. Relationship between secondary
metabolism and fungal development. Microbiol Mol Biol Rev 2002; 66: 447-
36. Shah AJ, Tilburn J, Adlard MW, Arst HN Jr. pH regulation of penicillin pro-
duction in Aspergillus nidulans. FEMS Microbiol Lett 2006; 77: 209-12.
44