If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Co to jest oporność na antybiotyki?

Oporność na antybiotyki opisuje zdolność bakterii do przeżycia podczas narażenia ich na działanie antybiotyków.

W jaki dokładnie sposób rozwija się oporność na antybiotyki?

W momencie, kiedy bakterie są eksponowane na działanie antybiotyków, są trzy możliwości - bakterie zginą, ulegną stagnacji (nie będą się rozmnażać) lub będą się rozmnażać. Trzy główne czynniki przewidują, która możliwość ma większe prawdopodobieństwo wystąpienia; koncentracja antybiotyku, mutacje w komórkach bakteryjnych oraz wymiana materiału genetycznego bakterii.
Koncentracja antybiotyku
Generally, the more antibiotic getting to a bacteria will cause it to stagnate/die, and less antibiotic will allow it to multiply. Niektóre bakterie żyją wewnątrz “biofilmu”, który jest galaretowatą substancją, gdzie są zawieszone tysiące komórek bakteryjnych ( wyobraź sobie malinowe nasionka w malinowej galaretce). Jest to coś na kształt dużej, gęstej energetycznie, tarczy. Antybiotyk musi wniknąć do biofilmu (ulec dyfuzji), by dotrzeć do wszystkich komórek bakteryjnych. Niektóre komórki, które są zawieszone głęboko w biofilmie, są eksponowane jedynie na część antybiotyku, która działa powierzchownie.
Mutacje w komórkach bakteryjnych
W trakcie replikacji komórek bakteryjnych, istnieje mała szansa, że nowo powstała komórka bakteryjna, nie będzie identyczna z pierwotną. Błędy występujące w replikowanych komórkach nazywamy mutacją. W jednej komórce bakteryjnej ściana komórkowa może być nieco inna, w innej enzym może słabo działać, i tak dalej. Kluczem do wyjaśnienia teorii ewolucji są właśnie mutacje. Różnorodność, jaką obserwujemy w przyrodzie, pochodzi z szeregu licznych mutacji, które nastąpiły w przeciągu setek tysięcy lat. U zwierząt, przyswojenie mutacji pomagającej przetrwać, może osobnikom zająć wieki lub tysiąclecia (a czasem takie mutacje wytwarzają całkowicie nowe gatunki). U zwierząt trwa to długo, gdyż większość z nich potrzebuje wielu lat by dorosnąć i móc się rozmnażać.
Z kolei bakterie mogą namnażać się w czasie kilku godzin, dzięki czemu więcej mutacji występuje w krótszym przedziale czasowym. Mutacje te (takie jak zmiany w obrębie bakteryjnej ściany komórkowej) mogą utrudniać antybiotykom dostanie się do bakterii bądź przywieranie do niej, powodując zmniejszenie efektywności antybiotyków w szkodzeniu lub zabijaniu bakterii.
Występują cztery znane mutacje, jakim ulegają bakterie, by stać się opornymi na antybiotyki:
  1. Enzymy bakteryjne dezaktywują antybiotyki, pochłaniając je.
  2. Antybiotyki są wyrzucane z bakterii na zewnątrz.
  3. Bakteryjna ściana komórkowa zapobiega wniknięciu antybiotyków.
  4. Bakterie przyjmują nowy sposób przetwarzania energii ( kiedy antybiotyki wpływają na proces energetyczny).
Te małe zmutowane bakterie mogą się dobrze rozwijać tam, gdzie umierają niezmutowane, zaś do zabicia ich muszą zostać użyte nowe antybiotyki (lub te same w większej ilości, jeśli mutanty są jedynie odrobinę oporne).
Ludzie stale poszukują nowych antybiotyków, pomocnych układowi odpornościowemu, natomiast bakterie nieustannie utrzymują poziom osobników z mutacjami w koloniach, którzy potencjalnie mogą oprzeć się antybiotykom!
Bakteryjne wymiany genetyczne
Ciekawym przyzwyczajeniem bakterii jest to, że kiedy się spotkają, kochają dzielić się informacjami, podobnie jak dwóch starych przyjaciół w parku. Zdarzenie to ma miejsce nawet pomiędzy dwoma różnymi gatunkami bakterii. W rezultacie pojedynczy gatunek bakterii jest zdolny do oporności na antybiotyki dzięki genowi (genom), który to gen (geny) może być kopiowany i przekazywany innym drobnoustrojom. Jest to coś, jak puszczanie w obieg ciekawej plotki - im więcej spotkań wystąpi, tym więcej bakterii nauczy się, jak być oporną na antybiotyk!

W jaki sposób mierzymy oporność na antybiotyki?

W celu wybrania najlepszego antybiotyku do leczenia infekcji, warto wiedzieć, jak skuteczny będzie antybiotyk w zapobieganiu wzrostowi bakterii lub po prostu ich zabijaniu. Możesz wykonać doświadczenie, aby się o tym przekonać! Możesz nawet zobaczyć jak oporna jest bakteria na antybiotyk poprzez przeprowadzenie tego samego eksperymentu wiele razy, używając różnorodnych antybiotyków.
Etap 1:
Umieścić niewielką, lecz równą ilość bakterii w serii probówek testowych wypełnionych czystym, odżywczym bulionem bakteryjnym (rosół dla bakterii!). Następnie dodaj wzrastające dawki antybiotyku do probówek (za każdym razem podwajając koncentrację antybiotyku). Teraz poczekaj 24 godziny.
1. Niektóre probówki zmętniały! Koncentracja antybiotyku w tych próbach jest za niska, by zapobiec namnażaniu się bakterii.
2. Niektóre z tych probówek są nadal przezroczyste! Stężenie antybiotyku w tych próbach jest wystarczająco wysokie, by zahamować podziały bakterii. Najniższa koncentracja antybiotyku wymagana do zatrzymania namnażania się bakterii, jest nazywana Minimalnym Stężeniem Hamującym (MIC). Na schemacie powyżej MIC reprezentuje pierwsza przezroczysta probówka. Ale zaraz! Czy stężenie antybiotyku w tych przezroczystych probówkach jest wystarczające do unicestwienia bakterii, czy tylko hamuje ich namnażanie? Możemy się tego dowiedzieć!
Etap 2:
Wziąć niewielką próbkę płynu z każdej przezroczystej probówki testowej z etapu 1 i umieścić każdą z nich w nowej probówce wypełnionej bulionem. Nie dodawaj antybiotyków do nowych probówek. Po raz kolejny poczekaj 24 godziny. Uwaga: Każda próbka z etapu 1 zawiera trochę antybiotyku, jednak nie aż tyle, by mieć wpływ na wynik w etapie 2.
3. Niektóre z probówek zmętniały! Bakteria znów się namnaża! To oznacza, że stężenie antybiotyku w etapie 1 nie zabiło bakterii, lecz jedynie zahamowało ich podziały.
4. Some of the test tubes are still clear! Oznacza to, że stężenie antybiotyku w etapie 1 spowodowało śmierć bakterii. Najniższa koncentracja antybiotyku wymagana do zabicia drobnoustrojów nazywana jest Minimalnym Stężeniem Bakteriobójczym (MBC). Na schemacie powyżej, MBC jest pierwszą klarowną probówką w etapie 2.
Skoro już znasz stężenie antybiotyku potrzebne do zahamowania namnażania bakterii (MIC) lub ich przeżycia (MBC), powinieneś jeszcze wiedzieć, czy stężenie to jest bezpieczne dla człowieka. Jeśli tak, powiemy wtedy że bakteria jest “podatna” na antybiotyk, a jeśli nie, oznacza to “oporność” baterii na antybiotyk. Celem jest dobranie antybiotyku, który będzie skuteczny wobec bakterii powodujących infekcję, ale nie będzie szkodzić pacjentowi bądź niszczyć jego pożytecznej flory bakteryjnej.

Jak oporne stały się patogeny?

W przeciągu lat pewne bakterie stały się bardziej oporne na antybiotyki niż inne. Oto szybki rzut oka na niektóre z najbardziej powszechnych i/lub niepokojących opornych bakterii:
  • Karbapenemo-oporne enterobacteriaceae (CRE): niektóre szczepy CRE są nieuleczalne i oporne na wszystkie antybiotyki. Pacjenci, których krew zainfekowana jest bakteriami CRE, mają wskaźnik 50% śmiertelności. Mimo, że te infekcje są rzadkością, naukowcy są zaniepokojeni rozprzestrzenianiem się CRE.
  • Clostridium difficile (C. difficile): Zazwyczaj bakterie te, atakują po naruszeniu przez antybiotyki normalnej flory bakteryjnej, znajdującej się w jelicie, mogą powodować objawy, takie jak bolesna krwawa biegunka oraz gorączka. Często spotykana w szpitalach, domach opieki, u starszych zazwyczaj skutkuje śmiercią. Bakterie te są naturalnie oporne na wiele antybiotyków, wytwarzają zarodniki, które szczególnie trudno zabić. 
  • Neisseria gonorrhoeae: Bakterie te są przyczyną drugiej najbardziej popularnej infekcji (Gonorrhoeae) w Ameryce Północnej, mogą prowadzić do poważnych komplikacji rozrodczych. Podczas gdy w przeszłości uważano, że wyjątkowo łatwo ją leczyć, obecnie około 30% zakażeń jest opornych na antybiotyk.

Jak zapobiec rozwojowi oporności na antybiotyki u bakterii?

Aby ograniczyć oporność na antybiotyki, ważnym jest ograniczenie styczności danych bakterii na całym świecie z antybiotykami ( wewnątrz nas, wewnątrz zwierząt i organizmów żyjących w środowisku). Są dwa sposoby, którymi możemy pomóc upewnić się, czy bakterie nie są nadmiernie eksponowane na antybiotyki:
  • Odpowiedzialne przyjmowanie antybiotyków: Zażywanie antybiotyków tylko wtedy, kiedy mamy infekcję bakteryjną (nie wirusową), wybieranie tego, który ma wąski zakres, więc nie niszczy naszej zdrowej flory bakteryjnej. Poradź się lekarza, który pomoże podjąć decyzje. Podobnie dla zwierząt - w leczeniu infekcji bakteryjnych powinien być używany wąski zakres antybiotyków, zamiast nieprzemyślanego stosowania wśród zdrowych zwierząt. Będąc naprawdę wybiórczy wobec sposobu używania antybiotyków, uchronimy je przed dezaktualizacją. 
  • Racjonalna segregacja antybiotyków: Usuwanie antybiotyków powinno odbywać się w sposób, który zredukuje ekspozycję na antybiotyk żyjących w środowisku bakterii. Na przykład, nie powinieneś rozgniatać antybiotyków ani spuszczać ich w toalecie. Powoduje to bezpośredni dostęp antybiotyków do bakterii żyjących w glebie i wodzie. Zamiast tego istnieją dwie opcje - w celu pozbycia się, oddać je z powrotem farmaceucie, bądź umieścić je w szczelnej plastikowej torebce i wyrzucić do śmieci.
Bibliografia
Silver, L. L. (2011). Wyzwania w antybakteryjnych odkryciach. Powtórka mikrobiologii klinicznej, 24(1), 71–109. doi:10.1128/CMR.00030-10

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.