Антибиотики и противомикробное действие

Антибиотики и другие противомикробные средства избирательно действуют на микробные мишени, и понимание их механизмов, а также роста устойчивости к ним имеет центральное значение как для медицины, так и для микробиологии.

Definition

Противомикробное действие — это ингибирование или уничтожение микроорганизмов химическими агентами, а антибиотики — это противомикробные соединения, изначально полученные из микробов, которые нацелены на специфические микробные структуры или процессы.

Scope

Эта тема охватывает основные классы противомикробных средств и клеточные мишени, на которые они воздействуют, включая синтез клеточной стенки, синтез белка, синтез нуклеиновых кислот и функцию мембран; концепцию избирательной токсичности; различие между бактерицидным и бактериостатическим действием; открытие антибиотиков из микробных источников; а также механизмы и распространение устойчивости к противомикробным препаратам. Она рассматривает противомикробное действие как окно в микробную физиологию, а не как клиническое руководство.

Core questions

• На какие клеточные мишени воздействуют противомикробные средства?
• Что такое избирательная токсичность и почему она важна?
• Чем отличаются антибиотики по бактерицидному или бактериостатическому действию?
• Как возникает и распространяется устойчивость к противомикробным препаратам?

Key concepts

• Мишени противомикробного действия
• Избирательная токсичность
• Бактерицидные и бактериостатические средства
• Антибиотики из микробных источников
• Механизмы устойчивости к противомикробным препаратам

Key theories

Избирательная токсичность

Эффективные противомикробные средства используют различия между микробными клетками и клетками хозяина, воздействуя на структуры или процессы, уникальные или более уязвимые у микробов, что позволяет им наносить вред патогену, щадя при этом хозяина.

Mechanisms

Противомикробные средства действуют, ингибируя основные микробные процессы, такие как синтез клеточной стенки, синтез белка, синтез нуклеиновых кислот или целостность мембраны, достигая избирательной токсичности за счет воздействия на особенности, которые различаются у микроба и хозяина. Устойчивость развивается посредством генетических изменений, которые изменяют или защищают мишень, разрушают или модифицируют препарат, или выкачивают его из клетки, а гены устойчивости распространяются среди бактерий путем горизонтального переноса генов.

Clinical relevance

Противомикробные средства являются основополагающими для современной медицины и микробиологической практики, а появление и распространение устойчивости является серьезной научной и общественной проблемой, что делает изучение противомикробного действия и устойчивости важным для понимания того, как контролируются микробы. Этот материал является образовательным и не является руководством по лечению.

History

Концепция избирательной токсичности Пауля Эрлиха, наблюдение Александром Флемингом пенициллина в 1928 году и систематическое выделение антибиотиков из почвенных микробов Зельманом Ваксманом положили начало эре антибиотиков, в то время как последующее распространение устойчивости выявило эволюционный ответ микробов на эти агенты.

Key figures

• Alexander Fleming
• Selman Waksman
• Paul Ehrlich

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Что означает избирательная токсичность?

Избирательная токсичность — это способность противомикробного средства наносить вред микробным клеткам, причиняя при этом минимальный ущерб хозяину. Она достигается за счет воздействия на структуры или процессы, которые уникальны для микробов или существенно отличаются от таковых у хозяина.