Бактериофаги: 100 лет на службе человечеству

Препараты бактериофаги

Фармацевтическая промышленность предлагает множество препаратов, принцип действия которых основан на противомикробной направленности бактериофагов.

• Интести-бактериофаг (Интестифаг)

  Жидкий иммунобиологический препарат противомикробной направленности. Он подавляет активность микроорганизмов, вызывающих болезни желудочно-кишечного тракта (бактериальную дизентерию, брюшной тиф, энтероколит, паратиф, дисбактериоз, сальмонеллез). Применяется внутрь и в виде клизмы. Противопоказания: гиперчувствительность к препарату. Побочные эффекты: у новорожденных в первые 2 дня приема возможны высыпания на коже и срыгивания.

• Пиобактериофаг поливалентный (Секстафаг)

  Успешно справляется с гнойно-септическими заболеваниями новорожденных и грудничков, гнойно-воспалительными заболеваниями ЛОР-органов, энтеральных инфекций. Применяется для обработки свежеинфицированных ран. Противопоказания и побочные эффекты отсутствуют.

• Бактериофаг клебсиелл пневмонии (Клебсифаг)

  Поражает бактерии, вызывающие пневмонию, озены, риносклеромы. Также помогает при генерализированных септических состояниях, для профилактики обсемененности внутрибольничными штаммами клебсиелл. Побочных действий нет. Противопоказание: повышенная чувствительность к компонентам.

• Бактериофаг сальмонеллезный

  Разрушает клетки сальмонелл и схожих с ними по антигенной структуре микроорганизмов. Подходит для лечения сальмонеллеза у детей и взрослых. Противопоказания и побочные эффекты отсутствуют.

• Бактериофаг синегнойный (Псевдомонас аеругиноза)

  Применяется для терапии при поражении различных органов синегнойной палочкой. Побочные действия не выявлены. Противопоказание — повышенная чувствительность к препарату.

• Бактериофаг стрептококковый (Стрептофаг)

  Убивает стрептококковые бактерии, что делает препараты на его основе незаменимыми при лечении ангины, тонзиллита, синусита, панариция, нагноившихся ран и множества других недугов. Для лечения гайморита рекомендуется закапывать данный бактериофаг в нос. Побочных действий нет. Противопоказание: сверхчувствительность к препарату.

• Бактериофаг коли

  Обладает специфическим антибактериальным действием, направленным исключительно против патогенных штаммов кишечной палочки. Назначается при поражениях желудочно-кишечного тракта, нагноениях ран, сепсисе новорожденных, конъюнктивите, урогенитальных инфекциях. Противопоказание: повышенная чувствительность к препарату. Побочных действий не выявлено.

• Бактериофаг клебсиелловый поливалентный

  Эффективен при лечении перитонитов, плевритов, гнойно-воспалительных заболеваний в гинекологии. Используется также при лечении стоматита, пародонтита и воспалений пазух носа. Побочные действия отсутствуют. Противопоказание — гиперчувствительность к компонентам препарата.

• Колипротейный бактериофаг

  В жидкой форме востребован для профилактики и терапии кольпитов, энтероколитов. В форме таблеток он чаще применяется при запущенных формах пиелонефритов и циститов, воспалительных процессов в органах малого таза. Противопоказание: аллергия на любой из его компонентов препарата. Побочные эффекты отсутствуют.

• Дизентерийный бактериофаг

  Применяется для терапии и профилактики дизентерии. Побочные действия не выявлены. Противопоказания: сверхчувствительность к компонентам, а для формы препарата в таблетках — возраст пациента менее 1 года, период беременности и кормления грудью.

Не стоит преувеличивать опасность вирусов, входящих в состав подобных препаратов и бактериофаг-аналогов. Они смертельно опасны только для бактерий, вызывающих заболевания. Если доктор считает целесообразным включение бактериофагов в схему лечения, стоит довериться и настроиться на скорейшее выздоровление.

Применение бактериофагов проводится исключительно по назначению и под наблюдением лечащего врача.

НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ. Вирусы и фаги (бактериофаги)

Ключевые слова конспекта: неклеточные формы жизни, царство вирусы, фаги (бактериофаги)

Вирусы являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой матерней. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых opганизмов, только попав внутрь клетки.

Отличия вирусов от неживой природы:

1.  способность к размножению;
2.  наследственность и изменчивость

Отличия вирусов от клеточных организмов:

1.  не имеют клеточного строения;
2.  не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
3.  могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
4.  не увеличиваются в размерах (не растут);
5.  имеют особый способ размножения;
6. имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.

Вирусы существуют в двух формах:

• покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются,
• внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов.

Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки капсида. Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Проникновение в клетку

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.

Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Вирусы — возбудители заболеваний

Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.

Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.

Это конспект по теме «НЕКЛЕТОЧНЫЕ. Вирусы и фаги». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Прокариоты: ЦАРСТВО БАКТЕРИИ
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

Взаимодействие бактериофага с бактериальными клетками

Адсорбция бактериофагов на поверхности бактериальной клетки

По характеру взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой различают вирулентные и умеренные фаги.
Вирулентные фаги могут только увеличиваться в количестве посредством литического цикла. Процесс взаимодействия вирулентного бактериофага с клеткой складывается из нескольких стадий: адсорбции бактериофага на клетке, проникновения в клетку, биосинтеза компонентов фага и их сборки, выхода бактериофагов из клетки.

Первоначально бактериофаги прикрепляются к фагоспецифическим рецепторам на поверхности бактериальной клетки. Хвост фага с помощью ферментов, находящихся на его конце (в основном лизоцима), локально растворяет оболочку клетки, сокращается и содержащаяся в головке ДНК инъецируется в клетку, при этом белковая оболочка бактериофага остаётся снаружи. Инъецированная ДНК вызывает полную перестройку метаболизма клетки: прекращается синтез бактериальной ДНК, РНК и белков. ДНК бактериофага начинает транскрибироваться с помощью собственного фермента транскриптазы, который после попадания в бактериальную клетку активируется. Синтезируются сначала ранние, а затем поздние иРНК, которые поступают на рибосомы клетки-хозяина, где синтезируются ранние (ДНК-полимеразы, нуклеазы) и поздние (белки капсида и хвостового отростка, ферменты лизоцим, АТФаза и транскриптаза) белки бактериофага. Репликация ДНК бактериофага происходит по полуконсервативному механизму и осуществляется с участием собственных ДНК-полимераз. После синтеза поздних белков и завершения репликации ДНК наступает заключительный процесс — созревание фаговых частиц или соединение фаговой ДНК с белком оболочки и образование зрелых инфекционных фаговых частиц.

Продолжительность этого процесса может составлять от нескольких минут до нескольких часов. Затем происходит лизис клетки, и освобождаются новые зрелые бактериофаги.
Иногда фаг инициирует лизирующий цикл, что приводит к лизису клетки и освобождению новых фагов. В качестве альтернативы фаг может инициировать лизогенный цикл, при котором он вместо репликации обратимо взаимодействует с генетической системой клетки-хозяина, интегрируясь в хромосому или сохраняясь в виде плазмиды. Таким образом, вирусный геном реплицируется синхронно с ДНК хозяина и делением клетки, а подобное состояние фага называется профагом. Бактерия, содержащая профаг, становится лизогенной до тех пор, пока при определённых условиях или спонтанно профаг не будет стимулирован на осуществление лизирующего цикла репликации. Переход от лизогении к лизису называется лизогенной индукцией или индукцией профага. На индукцию фага оказывает сильное воздействие состояние клетки хозяина предшествующее индукции, также как наличие питательных веществ и другие условия, имеющие место в момент индукции. Скудные условия для роста способствуют лизогенному пути, тогда как хорошие условия способствуют лизирующей реакции.

Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определённого вида, более того, существуют так называемые типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида, хотя встречаются поливалентные бактериофаги, которые паразитируют в бактериях разных видов.

Что такое бактериофаги?

Бактерии являются причиной различных болезней людей, которые при неэффективном лечении могут даже привести к смертельному исходу. Это непреложная истина, с которой никто не станет спорить. Но почему-то мало кто из нас всерьез задумывался над вопросом, существуют ли вредители у самих бактерий, способные привести их к гибели?

Вопрос, кстати, вполне закономерный, ведь на нашей планете практически у всех живых существ имеются враги. Есть они и у бактерий. Имя этим микроорганизмам – бактериофаги, которые настолько малы, что могут проникать в микроскопические бактериальные клетки, и настолько коварны, что могут привести клетку бактерии к саморазрушению.

О таком явлении, как бактериофагия, человечество узнало ровно 100 лет назад, хотя оно существует очень и очень давно. Имя микроорганизмам дал французско-канадский микробиолог Ф. Д’Эрелль, и обозначает оно «пожиратель бактерий». Дальнейшее изучение бактериофагов подвергло сомнению справедливость такого названия микроорганизмов, однако менять ничего уже не стали.

Так что же такое бактериофаги по своей сущности? Это неклеточная форма жизни сродни вирусам. И их действия чем-то напоминают этих паразитов, внедряющихся в живые клетки и, в конечном счете, приводящие к их уничтожению. Иными словами, это вирусы, поражающие не человека или животных, а бактерий, паразитирующих в живых организмах, что и привело к мысли в 1921 году провести эксперимент лечения бактериофагами тяжелой диареи у ребенка. Эксперимент прошел успешно, что и дало толчок ученым продолжить работу в этом направлении.

Что представляют собой бактериофаги? Вирусная частица (вирион) – это некий микроскопический головастик, тело которого состоит из головы и длинного хвоста. Как уже упоминалось, это неклеточная форма живого организма, которая не представляет себе существования вне клетки-хозяина.

Головка бактериофага несет в себе некую генетическую информацию (программу), заключенную в молекуле нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), которая защищена белковой оболочкой (капсидом). Хвост бактериофага – это ни что иное как продолжение капсида. Он используется для движения вируса внутри живого организма и «программирования» клеток-хозяина (впрыскивания генетического материала внутрь бактериальной клетки). Существуют и атипичные формы бактериофагов: бесхвостые и нитевидные.

Размер бактериофагов неимоверно мал. Они в десятки и сотни раз меньше микроскопических микроорганизмов, внутри которых паразитируют. Так головка самого большого бактериофага составляет в диаметре 140 нанометров (для сравнения 1 мм равен 1 миллиону нанометров).

Существует множество разновидностей бактериофагов. Можно сказать, что их существует столько же видов, сколько есть различных форм и штаммов бактерий. Причем каждому штамму соответствует свой бактериофаг, который способен уничтожить только эти бактерии и безразличен к другим. Количество бактериофагов на планете приблизительно совпадает с количеством имеющихся на ней бактерий. В цифрах это порядка 1030-1032 вирионов.

Механизм действия бактериофагов заключается в том, чтобы передать генетическую информацию клетке, внутри которой вирус сможет размножаться. Сами они не вырабатывают энергию и не могут синтезировать белок для построения клетки, внутри которой бактериофаг мог бы давать потомство (а ведь это смысл их существования). Для этой цели бактериофаги (или просто фаги) используют чужие клетки, в данном случае клетки бактерий, включая и патогенные штаммы.

В чем же была ошибка самого названия «бактериофаг»? Все дело в том, что вирус не пожирает клетки бактерий (это было бы очень проблематично, учитывая размеры вириона), а действует иначе. Он передает бактериальной клетке генетическую информацию (программирует клетку), заставляющую ее действовать вразрез здравому смыслу. Клетка не борется, а наоборот отдает энергию и белок из своей оболочки на то, чтобы бактериофаг мог воспроизводить сотни и тысячи себе подобных.

В течение небольшого времени (это может быт несколько минут, или несколько часов) белковая оболочка клетки разрушается, и новые бактериофаги выходят за ее пределы в поиске новой клетки-хозяина. Без энергии и защитной оболочки бактериальная клетка гибнет, фактически убив саму себя. А все новые, полностью созревшие внутри клетки-хозяина бактериофаги начинают метаться по живому организму в поисках других бактериальных клеток, которые подойдут им для размножения.

Что такое бактериофаги?

Точнее было бы сформулировать вопрос: «КТО такие бактериофаги?», поскольку это живые существа.

Какие ассоциации возникают у вас, когда вы слышите слово «вирус»?

Наверное, «ОРВИ», «грипп», «болезнь», «простуда», «микроорганизм».

В нашем понимании вирусы – это маленькие злобные создания, которым плохо, когда нам хорошо.

Они живут и размножаются в нашем теле, выделяя токсины и прочие гадости продукты своей жизнедеятельности, от которых повышается температура, пропадает аппетит, появляется слабость, начинает болеть голова и прочее.

С одними вирусами наша иммунная система расправляется за неделю, с другими нам приходится жить всю жизнь бок о бок и периодически терпеть их выходки, т.к. они поселяются в нас навсегда, Например, вирус простого герпеса.

Но в природе существуют не только человеческие вирусы. Есть вирусы, поражающие растения, животных, рыб, птиц, даже насекомых. Одним словом, у всего живого на Земле есть свои вирусы.

Есть они и у бактерий, чтобы регулировать их численность на нашей планете. Вот они-то и называются «бактериофагами», что в переводе означает «пожиратели бактерий».

Если бы не существовало бактериофагов, бактерии давно бы уже покрыли толстым слоем нашу землю-матушку и уничтожили бы все живое.

Итак, бактериофаги – это крошечные вирусы, которые могут жить и размножаться исключительно в бактериальной клетке, причем, только в клетке определенного вида.

Для чего применяются?

Бактериофаги применяются в комплексном лечении и профилактике кишечных инфекций. Их использование целесообразно при:

• повторяющихся эпизодах кишечных инфекций;
• резистентности к антибиотикам;
• аллергических реакциях на антимикробные препараты;
• возможном риске тяжелых системных реакций;
• тяжелой сопутствующей хронической патологии;
• маленьком возрасте пациента (до 1 года).

Целесообразность применения того или иного бактериофага определяет врач-инфекционист или гастроэнтеролог. Для начала такого специфического лечения необходимо специфическое подтверждение диагноза кишечной инфекции, то есть обнаружение патогенной бактерии в биологической жидкости пациента.

Бактерии vs. Человечество: глобальное сопротивление

Случайное открытие Флеминга ознаменовало начало новой эры в медицине. Человечество смогло побороть множество смертельных бактериальных заболеваний, которые на протяжении тысячелетий оставались неизлечимыми.

Но наряду с возможностями антибиотиков, Флеминг обнаружил и другое – при недостаточном количестве пенициллина или если его действие было непродолжительным, бактерии приобретали устойчивость к антибиотику. Флеминг об этом рассказывал в своих выступлениях по всему миру и не раз предупреждал, что не стоит использовать пенициллин, пока заболевание не будет диагностировано, а при необходимости применения антибиотика, его нельзя использовать в течение короткого времени и в совсем малых количествах. К сожалению, это предостережение не помогло.

Уже к 1945 году пенициллин стал доступен повсеместно, активно создавались и другие антибиотики. На протяжении последующих десятилетий они применялись практически бесконтрольно. К примеру, одной из проблем стало самолечение антибиотиками среди населения. Причем при самостоятельном выборе антибиотика часто предпочтение отдавалось именно препаратам широкого спектра действия. Антибиотики стали также широко применяться в сельском хозяйстве – до 80% всех антибиотиков в мире используют для лечения скота. Все это ускорило темпы формирования «антибиотикорезистентности» (от английского resist – «сопротивляться») и привело к тому, что многие инфекционные заболевания снова стали неизлечимы.

Легионеллы – патогенные грамотрицательные бактерии

«Все хотят жить, в том числе и микробы, – рассказывает РИА «Новый день» доктор медицинских наук Тамара Перепанова. – Они развивают сопротивляемость. И эта борьба складывается в пользу микроорганизмов. Они вырабатывают новые штаммы быстрее, чем все фармакологии мира разрабатывают новые препараты. И вот уже антибиотик неэффективен». К слову, самый первый антибиотик – пенициллин – практически бесполезен сегодня: у бактерий к нему развилась почти полная устойчивость.

В 2017 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) впервые опубликовала список устойчивых к действию антибиотиков «приоритетных патогенов» – 12 видов бактерий, представляющих наибольшую угрозу для здоровья человека. В их числе – Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteriaceae, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Campylobacter spp., Salmonellae, Neisseria gonorrhoeae, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Shigella. За всеми этими названиями – очень серьезные заболевания: сепсис, менингит, пневмония, брюшной тиф, дизентерия и другие.

По данным ВОЗ практически все существующие патогенные для человека бактерии приобретут устойчивость к антибиотикам уже через 10-20 лет. По прогнозам, к 2050 году число жертв бактериальных инфекций возрастет до 10 млн в год. Кстати, с уверенностью можно констатировать, что для любого жителя нашей страны вероятность подцепить бактериальную инфекцию, устойчивую ко всем основным антибиотикам, сейчас гораздо выше, чем заразиться вирусом из Китая.

Кто в этом виноват?

Врачи, которые необоснованно назначают антибиотик или ведут каналы на ютубе «для всех», где ради повышения своей популярности называют конкретные антибиотики при конкретных заболеваниях.
Плачевное состояние нашей отечественной медицины с ее катастрофической нехваткой врачей и непродуманной организацией поликлинической помощи. Порой, легче попасть на прием к королеве Великобритании, чем к врачу

Поэтому люди вынуждены идти в интернет и назначать себе лечение самостоятельно, включая антибиотики.
Интернет, где статьи в большинстве случаев написаны копирайтерами – людьми без медицинского образования, которые не понимают важности и серьезности того, о чем пишут.

Сотрудники аптек, которые с легкостью рекомендуют антибиотики.

И не говорите мне, что такого нет!

Захожу на днях в группу для сотрудников аптек, и там один мужчина спрашивает, чем лечить уреаплазму (хотя «лечить» нужно не микроб, а заболевание).

Посмотрите, что пишут ваши коллеги:

Друзья, это безумие!!!

При таком положении дел пройдет совсем немного времени, и у нас не останется антибиотиков, к которым чувствительны микробы. Смертность вырастет многократно!

Я призываю вас, нет, я УМОЛЯЮ вас: не рекомендуйте антибиотики!

А администраторов групп я призываю хоть иногда включать мозги и УДАЛЯТЬ подобную информацию. Она говорит о НЕПРОФЕССИОНАЛИЗМЕ фармацевтов и провизоров, поскольку они не знают принципов рациональной антибиотикотерапии.

Мы с вами работаем в самой хрупкой сфере человеческой жизни: в сфере здоровья. Давайте всегда помнить главную заповедь медицины «НЕ НАВРЕДИ!»

Какие бывают бактериофаги

Рассмотрим виды микробов и назначение, в зависимости от их типа.

Существует девятнадцать семейств вирусов, различающихся по типу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), а также по форме и строению генома.

Бактериофаги в медицине классифицируются в соответствии со скоростью влияния на патогенной бактерии:

1. Умеренные бактериофаги медленно и частично разрушают болезнетворные микроорганизмы, вызывая в них необратимые изменения, передающиеся следующему поколению микробов. Это так называемый лизогенный эффект.
2. Вирулентные молекулы вируса, попав в клетки микроба, активно и быстро размножаются. Они приводят к гибели бактерии почти мгновенно (литический эффект).
3. Умеренный вид микробов применяют как альтернативу для лечения бактериальных инфекций. Они имеют определенные преимущества:
4. Удобная форма. Препарат производится для перорального приема как раствор или в виде таблетки.

В отличие от антибиотиков, бактериофаги не имеют побочных действий, они реже вызывают аллергическую реакцию, не имеют вторичных негативных эффектов.

Отсутствует резистентность микробов. Бактериям адаптироваться к вирусам сложнее, а при комплексном воздействии это почти невозможно.

Но есть и свои минусы

• курс терапии более длительный;
• определенные трудности с выбором правильной группы препаратов;
• геном бактерии переносится от одного микроба к другому.