Tiivistelmä
Vuonna 1928 Sir Alexander Fleming havaittu bakteeri-tappamisen vaikutukset penisilliini hänen laboratoriossa Lontoossa. Tämä oli ensimmäinen askel löytö yksi tärkeimmistä pilareista nykypäivän lääketiede: antibiootit. Se kesti monta vuotta löytää tapa tuottaa penisilliiniä suuria määriä, ja laajamittainen tuotanto ei käynnisty vuoteen 1945., Tähän päivään asti Flemingiä pidetään kuitenkin antibioottien isänä, ja ilman hänen löytöään emme voineet hoitaa monia bakteerien aiheuttamia infektioita. Tämä tarkoittaa sitä, että ilman antibiootteja pienestäkin tulehtuneesta haavasta voi tulla kuolemaan johtava. Lisäksi leikkaus on paljon turvallisempaa antibioottien kanssa, ja ihmiset, joilla on heikko immuunijärjestelmä (kuten lapset tai vanhukset) voivat nyt helposti toipua bakteeri-infektioita. Bakteereista on kuitenkin tulossa vastustuskykyisiä antibiooteille, minkä Fleming ennusti myös vuonna 1945 Nobel-palkinnon saajapuheessaan.,
Pienet viholliset ja ystävät
bakteerit ovat meille erittäin tärkeitä. He asuvat kanssamme ja meissä, ja me käytämme niitä saada tiettyjä ravintoaineita ruoka, joukossa monia muita asioita (Lue lisää tässä Nuorten Mielissä artikla; Emme ole Koskaan Yksin: Olohuone, jossa Ihmisen Mikrobiston ). Mutta jotkut bakteerit, joita kutsutaan patogeeneiksi, voivat myös aiheuttaa infektioita ja jotkut taudinaiheuttajat voivat olla hyvin vaarallisia. Patogeeniset bakteerit ovat yksi mikrobiologian pääkohteista, joka on mikro-organismien tutkimus: pieniä elämänmuotoja, joita paljain silmin ei voi nähdä., Mikrobiologit ovat kohdanneet samoja kysymyksiä bakteerien löytymisen jälkeen. Miten bakteerit tarttuvat ihmisiin,ja mikä tärkeintä, voiko niiden pysäyttämiseksi tehdä mitään?
yksittäinen bakteeri voidaan nähdä vain mikroskoopilla. Kuitenkin, useimmat bakteerit kasvavat hyvin ympäristössä, jossa on paljon ravintoaineita, ja liemet erittäin ravinteikasta (tunnetaan myös nimellä neste medium) voidaan käyttää kasvaa bakteereja ., Jos testi putki steriili liemi ja pieni määrä bakteereja se on inkuboidaan tietyn lämpötilan, neste muuttuu sameaksi muutamassa tunnissa ja se voi jopa muuttaa väriä. Jos hyytelö kaltainen aine lisätään liemi, ja seos kuumennetaan sulaa hyytelöä, tämä aine voidaan kaadetaan levyt (tunnetaan myös nimellä Petri ruokia) jäähtyä, saat ravintoaine-rikas hyytelö tunnetaan myös vankka keskipitkän. Bakteerit voidaan viljellä kiinteän väliaineen pinnalla. Jos lisäämme tarpeeksi bakteereja, ne kattavat ravinteikkaan hyytelön koko pinnan., Jos bakteerit ovat laimentaa ja levittää tarpeeksi levy, yksittäinen bakteeri monistuu niin paljon, että se lopulta tuottaa suuri joukko bakteereja nähtävissä paljaalla silmällä, jota kutsumme bakteeri-siirtomaa. Jos alkuperäinen bakteerilähde sisälsi useamman kuin yhden tyypin, eri bakteerilajien pesäkkeitä saattaa kasvaa kiinteällä väliaineella. Kun me touch vain yksi niistä siirtomaita steriilillä esine ja siirtää bakteerit steriili neste tai kiinteä keskikokoinen, voimme tuottaa puhdasta kulttuuria, joka pitäisi olla vain yksi tyyppi bakteereja ., Rutiininomaisesti, mikrobiologeja työskennellä puhtaat viljelmät pystyä saavuttamaan selkeitä johtopäätöksiä niiden kokeiluja yksi tyyppi bakteereja. Jos niiden työtä ei kuitenkaan tehdä steriileissä olosuhteissa, putket ja levyt voivat saastua muiden bakteerien tai jopa joidenkin mikroskooppisten sienten ympäristössä. Jos näin tapahtuu, useimmat mikrobiologit hylkäävät viljelmän ja aloittavat alusta. Fleming oli kuitenkin erilainen kuin useimmat mikrobiologit.
Onnettomuus Odottavat Tapahtumaan…
aamulla maanantai, 3. syyskuuta 1928, Fleming oli palaamassa perheen loma ., Ennen lomaansa Fleming työskenteli hyvin yleisen taudinaiheuttajan, Staphylococcus aureuksen, kanssa. Fleming jätti labrapenkkiinsä lasisia petrimaljoja, joissa nämä bakteerit kasvavat kiinteän väliaineen pinnalla. Yleensä nämä levyt steriloitaisiin laboratorioteknikolla, jotta ne voitaisiin käyttää uudelleen muissa kokeissa. Kuitenkin Fleming aina ollut lopullinen tarkastella kaikkia hänen kokeiluja ennen hylkäämistä niitä, vaikka ne pidettiin viikkoja penkillä (Kuva 1a). Hän veti sattumanvaraisesti näytteitä lautaspinosta nähdäkseen, tapahtuiko viime viikkojen aikana jotain mielenkiintoista., Koska hänen laboratorio oli varsin alkeellinen, Fleming olisi yleisesti on puhtaus hänen levyt, jotka olivat usein aiheuttanut hiivat ja homeet ympäristöstä. Mutta yksi lautanen näytti hyvin erilaiselta, ja kun hän huomasi tuon lautasen, hän sanoi tunnetusti ” se on hauskaa….”Levy oli istutettu tiheä kulttuurin bakteerit, mutta se oli myös saastunut mikroskooppinen sieni, joka on luonut suuri siirtomaa puolella levy. Epätavallista oli se, että bakteerit eivät pysty kasvamaan alueella lähellä sieni siirtomaa., Siellä oli täysin näkyvissä ympäröivän alueen sieni, joka oli täysin vapaa bakteerit; tänään, kutsumme tätä estovyöhyke (Kuva 1B). Siksi Fleming havaitsi, että sieni (Penicillium notatum) tuotti jotain, joka tappoi Staphylococcus aureuksen, vaarallisen patogeenin. Fleming oli juuri löytänyt antibiootin, ja aluksi hän kutsui tätä ”homemehuksi” .
- Kuva 1 – (A) – Sir Alexander Fleming, hänen laboratorio penkki, Lontoo (1943).,
- (B) Fleming havaitsi, että siirtomaa sieni (Penicillum notatum) saastunut petrimaljaan, joka oli ympätty S. aureus, vaarallinen taudinaiheuttaja bakteeri. Mielenkiintoista on, että S. aureus ei kyennyt kasvamaan P. notatumin siirtokuntaa ympäröivällä alueella. Fleming päätteli sienen tuottavan jotain, joka tappoi S. aureuksen estoalueella.,
tuolloin, ei Fleming eikä hänen kollegansa ajatellut, että tämä löytö voisi olla todellista merkitystä, ja todellinen merkitys oli vain osoittaa, yli vuosikymmen myöhemmin. Fleming oli kuitenkin juuri löytänyt biologisen sodankäynnin, joka vallitsee erilaisten mikro-organismien välillä, jotka taistelevat tilasta ympäristössä, jossa on runsaasti ravinteita . Fleming ei luoda penisilliiniä, hän totesi, että siirtomaa mikroskooppinen sieni valmistettu penisilliini tapa kilpailla bakteerien ravinteita lähes hävittää levy., Sen jälkeen mikrobiologit ovat etsineet luonnosta uusia antibiootteja testatakseen, voivatko muut mikro-organismit tuottaa antibiootteja, ja tämä lähestymistapa on ollut erittäin onnistunut. Kun uusi antimikrobinen aine on todettu, että aine on puhdistettu ja voi olla kemiallisesti muunnettu, jotta se on helpompi tuottaa uusi antibiootti suuria määriä, tai jos haluat luoda uusia versioita alkuperäisen aineen. Etsimme edelleen uusia antibiootteja, ja kuka tahansa voi olla mukana tässä esimerkiksi ”moppi ja lähetä” – aloitteiden kautta .
miten penisilliini vaikuttaa?,
tapa, jolla penisilliini vaikuttaa bakteerien kasvun estämiseen, ymmärrettiin vasta vuonna 1980. Nyt tiedämme, että penisilliini inhiboi tiettyjen entsyymien bakteereja kutsutaan penisilliiniä sitovien proteiinien (PBPs), jotka ovat välttämättömiä useimmat bakteerit luoda seinä, joka kattaa niiden soluja. Ilman sitä seinää bakteerisolut altistuvat ympäristölle paljon enemmän, ja ne voivat kuolla hyvin helposti ympäristön muuttuessa. Penisilliinin läsnä ollessa bakteerit eivät pysty tuottamaan tätä soluseinää suojautuakseen, ja ne kuolevat., Penisilliini on osa perheen vastaavia antibioottien kutsutaan β-lactams, ja monet bakteerit tullut vastustuskykyisiä β-lactams joko tuottaa entsyymejä, jotka hajottaa näitä antibiootteja tai hankkimalla muokattuja versioita PBPs, jotka eivät sitoudu penisilliini enempää .
Vastus kasvaa…
Mitä Fleming myös ennusti puheessaan hyväksyä Nobel-Palkinnon vuonna 1945 oli, että bakteerit voivat tulla vastustuskykyisiksi antibiooteille. Tämä tapahtuu juuri evoluution vuoksi, koska bakteerit voivat sopeutua hyvin nopeasti voittamaan kaikki esteet, jotka rajoittavat niiden kasvua., Muutokset, jotka auttavat bakteerien sopeutua voi ajaa satunnaisia mutaatioita niiden DNA: ta, ja prosessi on todella nopea—voit melkein nähdä tämä tapahtuu reaaliajassa! . Lisäksi, monet mikro-organismit tuottavat antibiootteja on myös geenejä, jotka tekevät niistä vastustuskykyisiä näille antibiooteille. Bakteerit ovat erittäin hyviä hankkimaan DNA: ta muilta eliöiltä saadakseen uusia kykyjä. Tätä kutsutaan horisontaaliseksi geeninsiirroksi . Jos patogeeniset bakteerit saavat geenit, jotka tekevät niistä vastustuskykyisiä tietylle antibiootille, kyseinen antibiootti tulee käyttökelvottomaksi klinikalla., Estämään antibioottiresistenssin, antibiootteja tulee käyttää vain, kun sitä tarvitaan (esimerkiksi virukset ei voi tappaa antibiootteja, joten niitä ei tulisi ottaa virusinfektiot), oikea annos tulisi käyttää (koska liian pieni annos voi auttaa luomaan resistenttejä kantoja), ja meidän pitäisi ottaa antibiootteja koko ajan ne on määrätty, varmista, että tappaa kaikki bakteerit aiheuttaa infektio. Jos emme ryhdy näihin toimiin, saatamme auttaa antibioottiresistenssin leviämistä, ja tämä on valtava ongelma., Itse asiassa vaarallisimmat bakteeripatogeenit ovat tulossa vastustuskykyisiksi monille antibiooteille . Lääketehtaat menettävät kiinnostuksensa kehittää uusia antibiootteja, koska nämä lääkkeet eivät välttämättä ole kannattavia antibioottiresistenssin kasvaessa. Näin ollen uusien antibioottien löytymisnopeus ei ole riittävän nopea selviytymään uusien, antibiooteille vastustuskykyisten patogeenien synnystä. Meillä voi pian palata pre-antibiootti aikakauteen, jossa ihmiset tartunnan kanssa bakteerit ei voitu hoitaa tehokkaasti.,
Johtopäätös
löytö penisilliini oli mahdollista vain laboratoriossa, jossa epäpuhtaudet olivat yleisiä. Mahdollisuus varmasti ollut merkitystä löytö ensimmäinen antibiootti, mutta koulutus-ja laboratorio-käytäntö Fleming olivat välttämättömiä hänet tunnistaa yksi tärkeimmistä huumeita ihmiskunnan historiassa. Antibioottiresistenssin vuoksi mikrobiologit ovat valitettavasti kilpajuoksussa bakteeripatogeenien kanssa löytääkseen uusia tapoja hoitaa infektioita., Nykyään ymmärrämme paremmin, miten taudinaiheuttajat vaikuttavat isäntiinsä, miten mikrobilääkkeet toimivat ja mitkä ovat antibioottiresistenssin mekanismit. Mutta vielä 90 vuotta penisilliinin löytymisen jälkeen tarvitaan paljon enemmän työtä nykyisen antibioottikriisin torjumiseksi. Voit olla osa tätä osallistumalla Moppi ja Lähettää aloitteen!
Sanasto
patogeeni: mikro-organismi, joka tunkeutuu kehoon ja aiheuttaa infektion.
petrimalja: lasi-tai muovilautanen, jonka kannella viljellään eläviä soluja.,
Bakteeriyhdyskunta: ryhmä bakteerisoluja, jotka kasvavat yhdessä paljaalle silmälle näkyvän kiinteän väliaineen pinnalla.
estorengas: ympäröivä Alue lähde antibiootti, jossa bakteeri-pesäkkeet eivät kasva.
eturistiriita
kirjoittaja vakuuttaa, että tutkimus on tehty ilman mitään kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdollisia eturistiriitoja.
Madigan, T. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M., ja Stahl, D. A. 2018. Brockin biologia mikro-organismeista. 15.päivä., Pearson.
Brown, K. 2017. Penisilliinimies, Alexander Fleming ja Antibioottivallankumous. Cheltenham: The History Press.
pumppaa ja lähetä aloite. Saatavilla verkossa osoitteessa: https://www.lstmed.ac.uk/public-engagement/swab-send