Современные проблемы и перспективы повышения эффективности антибиотиков

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ

Д.А. Евглевский, Ан.А. Евглевский, О.В. Карпухно, А.Я. Бахтурин, А.В. Чеботков

Аннотация. В статье представлены этапы создания природных и химических антибиотиков и приоритетные авторские разработки экспериментальных препаратов с помощью глутарового альдегида четвертичных соединений аммиака и коллоидных ионов серебра.

Ключевые слова: антибиотики, микроорганизмы, глу-таровый альдегид, четвертичные соединения аммиака, коллоидные ионы серебра.

В настоящее время химиотерапевтические препараты, способные разрушать микробные клетки или подавлять размножение их популяции получили обобщенное название антибиотики (от греч. antibios - против жизни).

Антибиотики, синтезированные бактериями, грибами, растениями и животными, называются природными, а подвергнутые химической модификации получили название синтетических или полусинтетических.

К синтетическим антибиотикам относятся препараты, полученные химическим путем: сальварсан, стрептоцид, который в организме распадается на сульфаниламид, являющийся аналогом парабензойной кислоты (ПАБК), а также бисептол.

В дальнейшем было установлено, что ПАБК необходима микроорганизмам для синтеза витамина ВС (фолиевой кислоты), являющийся коферментом ряда аминокислот, а если микробы используют сульфаниламид происходит нарушение синтеза аминокислот и бактерии погибают (Коротяеев А.И., Бабичев С.А., 1999).

Однако длительное применение сульфаниламидных препаратов вызывало устойчивость микробов к ним (кроме бисептола, который с успехом используется для лечения стафилококковой и стрептококковой инфекции).

Первый антибиотик был открыт в 1928 г. английским бактериологом А. Флемингом, который установил, что в культуре стафилококка, загрязненной плесенью, не происходит рост стафилококков и сделал предположение, что это объясняется выделением плесенью особого вещества, которое он назвал пенициллином. В 1940 г. Флори и Чейну удалось выделить пенициллин в чистом виде, а в 1945 г. они стали Нобелевскими лауреатами (Коротяев А.И., Бабичев С.А., 1998).

В дальнейшем в течение двух десятилетий (с 1940 по 1960 гг.) были открыты основные ныне действующие антибиотики - стрептомицин (1944), полимик-син (1947), хлортетрациклин (1948), неомицин (1949), нистамин (1950), эритромицин, циклосерин (1952), ка-намицин (1955). В 1943 г. было произведено всего 13 кг пенициллина, а в настоящее время только антибиотиков пенициллинового ряда (бета-лактамные антибиотики) выпускается более 100 наименований.

Пенициллины представляют собой сложные соединения, содержащие бета-лактамное кольцо.

Из 10000 различных антибиотиков в гуманной и ветеринарной медицине используется 150-200 препаратов.

В последние десятилетия выпуск антибиотиков в России прекращен (Медуницин Н.В., 2007).

В целом антибиотики вызывают поражение печени, кроветворных органов, слизистых оболочек, мочевых путей, аллергические реакции. В то же время в США и ряде других стран 75-80 % свиней, половина индеек, цыплят и 10 % крупного рогатого скота выращивается с применением антибиотиков.

Применение «кормовых» антибиотиков привело к множественной лекарственной устойчивости микроорганизмов.

Практически в России все животноводческие и птицеводческие комплексы «сидят» на западной игле антибиотиков, которые закупаем, чтобы избежать полного падежа и болезней животных, т.к. производство не только антибиотиков, но и витаминов, микроэлементов в стране прекращено.

В зависимости от источника получения различают 6 видов антибиотиков:

1) антибиотики, полученные из грибов рода Penicillinum - пенициллины и цефалоспорины;

2) антибиотики, полученные из актиномицетов -стрептомицин, эритромицин, нистамин, левомицетин и т.д.;

3) антибиотики, полученные из бактерий Baccilus и Pseudomonas;

4) антибиотики животного происхождения;

5) антибиотики растительного происхождения (из шалфея, ромашки, календулы и т.д.);

6) синтетические антибиотики.

Применение антибиотиков постоянно сопровождается появлением микроорганизмов, устойчивых к ним.

Обычно, уже через 1-3 года после применения нового антибиотика появляются устойчивые к нему бактерии, а через 10-20 лет формируется полная резистентность к этому антибиотику.

Например, до 1945 г. процент стафилококков устойчивых к пенициллину составлял 5-10 %, а к началу 60-х годов около 80 % и приобретением резистентности ко всем бета-лактамным антибиотикам.

В целом, более 80 % бактериальной резистентности обеспечивают ферменты, разрушающие бета-лактамные антибиотики. Эти ферменты получили название бета-лактамаз.

В настоящее время преодоление бактериальной резистентности проводится с помощью клавулановой кислоты, полученной в 1976 г. из продукта метаболизма гриба Streptomyces clavuligeris в Словении. Клавулано-вая кислота и ее соли обеспечивают необратимое связывание и ингибирование многих бактериальных ферментов - бета - лактамаз.

Антибактериальная терапия комбинацией антибиотиков (амоксиклава, медоклава, сульбактама, аугменти-на, солютаба) с клавулановой кислотой привело к появлению устойчивых бактерий и к новым антибиотикам.

Для повышения эффективности в группу хиноло-нов с успехом введен фтор и пиперазиновый радикал, а в последующем - колистин, трилон-Б, аргинин..

У полученных препаратов выявлен уникальный механизм бактериального действия, связанный с ингиби-рованием бактериальных ферментов.

Однако широкое и повсеместное применение производных фторхинолона в птицеводстве - байтрила (эн-рофлоксацин, офлоксацин и т.д.) вызвало низкую чувствительность к отдельным выделенным бактериям - сальмонеллам, стафилококкам, кишечной палочки и т.д.

Из краткого обзора литературы следует, что в ответ на мощный натиск антибиотиков на бактерии, они ответили уникальными биологическими реакциями, сила которых не уступает силе атаки.

На каждый новый антибиотик бактерии дают адекватный ответ резистентности. Так было, и так будет, и это надо всегда учитывать. Возможно, в организме существует своеобразный фонд генов лекарственной устойчивости, откуда бактерии используют те гены,

которые необходимы для борьбы с новыми антибиотиками. В этом заложена самозащита.

Известно, что в кишечнике, почве, воде существует многообразие микроорганизмов, происходит постоянный обмен генетическим материалом и возможно в появлении лекарственной устойчивости микроорганизмов к новому антибиотику зависит от многих других модификаций, мутаций, физико-химических воздействий. Механизм действия антибиотиков связан с угнетением синтеза белка и ферментов в микробной клетке.

Важным фактором, влияющим на изменение биологических свойств микроорганизмов, является воздействие магнитных полей. Степень выраженности возникающих изменений зависит от вида, величины, частоты, формы, направления импульса гео и электромагнитных полей.

В сообщениях многих авторов указывается, что под действием ряда факторов у микроорганизмов формируются новые варианты плазмид, обмен генами лекарственной устойчивости, и за счет генофонда образуются гены самозащиты, гены устойчивости к лекарственному средству или экологическому воздействию.

Несмотря на многочисленное количество антибиотиков, у бактерий вырабатываются или используются известные механизмы защиты от вновь созданных препаратов с появлением не только монорезистентных, но и полиустойчивых микроорганизмов ко многим антибиотикам.

Для преодоления известных и неизученных механизмов защиты бактерий от антибиотиков необходим поиск, разработка препаратов, которые были бы нечувствительны и устойчивы к защитным ферментам, подавляли их синтез в бактериальной клетке, обладали повышенной проницаемостью, проявляли минимальную токсичность для организма и депрессивное действие на иммунную систему.

Впервые нами повышение биоцидного и лечебного действия природных и химических антибиотиков достигнуто полимеризацией и детоксикацией структуры и создания многокомпонентности антибактериальных препаратов.

Для этих целей первоначально был использован 0,2 % формальдегид по типу получения анатоксинов. Однако из-за канцерогенности формальдегида возник вопрос о его замене с помощью глутарового альдегида ряда четвертичных соединений аммиака. С помощью предложенного устройства получения коллоидных ионов серебра нами изготовлены, и с успехом апробированы мази, растворы для лечения коров, больных маститом, рваных, ожоговых ран, дерматитов, экзем и ряда болезней бактериальной и вирусной этиологии.

Приоритет новых разработок антибиотиков АСД-2Ф защищен более 12 патентами и публикациями в журналах.

Из литературы и результатов собственных исследований следует, что многое еще придется изучить, хотя основные механизмы, направления, масштабы развития у микроорганизмов лекарственной устойчивости и действия антибиотиков на данный момент вполне объяснимы и определены.

Список использованных источников

1 Евглевский Д.А., Евглевский Ан.А. Повышение биоцидных и лечебных свойств антисептика-стимулятора Дорогова АСД-2Ф «Айсидивит» коллоидными ионами серебра // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - №5. - С. 74.

2 Евглевский Д.А. Материалы повышения биоцидного и лечебного действия левомицетина (хлорамфеникола) коллоидными ионами серебра // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - №6. - С. 76.

3 Евглевский Д.А. Оценка и биотехнологическая стратегия повышения эффективности анатоксин-вакцин, антибиотиков и эубиотиков // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №2. - С.60.

4 Евглевский Д.А. Научно-биотехнологическая концепция совершенствования диагностической, иммуногенной и протективной эффективности бактериальных биопрепаратов // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №3. - С. 70.

5 Евглевский Д.А., Жеребилов Н.Н. Современные тенденции и факторы повышения биоцидного и лечебного действия антибиотиков и лекарственных средств // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2013. - №3. - С. 68.

6 Терапевтическая эффективность модифицированных полимеризацией антибиотиков при мастите, дерматите, рваных и ожоговых ран / Д.А. Евглевский, Н.Н. Жеребилов, Д.И. Шахов и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №4. - С. 69.

7 Биоцидное и лечебное действие модифицированных энрофлоксацина, линкоспектина и гентамицина при колибакте-риозе и сальмонеллезе поросят / Д.А. Евглевский, С.Ю. Стеб-ловская, К.В. Татарников и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №1. - С. 72.

Информация об авторах

Евглевский Дмитрий Анатольевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник Курского НИИ АПП.

Евглевский Анатолий Алексеевич, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры эпизоотологии, радиобиологии и фармакологии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Карпухно Оксана Васильевна, врач-ординатор кафедры анатомии и хирургии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Бахтурин Александр Яковлевич, к.в.н., доцент кафедры анатомии и хирургии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Чеботков Андрей Викторович, соискатель ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

MODERN PROBLEMS AND PROSPECTS OF THE EFFICIENCY OF ANTIBIOTICS D.A. Yevglevsky, An.A. Yevglevsky, O.V.Karpuhno, A.Y. Bahturin, A.V. Chebotkov

Abstract. The article presents the steps for creating natural and chemical antibiotics and priority authoring experimental drugs using glutaraldehyde and quaternary ammonia compounds colloidal silver ions.

Keywords: antibiotics, microorganisms, glutaraldehyde, quaternary ammonia compounds, colloidal silver ions.