Экотоксикологическая характеристика токсиканта и его оценка опасности
Пространственная формула и физико-химические свойства токсикантов. Источники поступления в окружающую среду и пути попадания в организм. Адаптация организмов к действию антибиотика. Мероприятия и способы снижения токсического действия на окружающую среду.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.04.2009 |
Размер файла | 30,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3
Содержание
Введение
Раздел 1. Экотоксикологическая характеристика токсиканта и его оценка опасности
1.1 Токсикант, его пространственная формула и физико-химические свойства
1.2 Источники поступления в окружающую среду
1.3 Пути поступления в организм
1.4 Параметры токсичности
1.5 Возможности комбинированного, сочетанного и комплексного
воздействия
1.6 Адаптация организмов к действию токсиканта
Раздел 2. Разработка возможных мероприятий по снижению токсического действия загрязнителя на окружающую среду и сельскохозяйственную продукцию
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Антибиотики занимают особое место в современной медицине. Они являются объектом изучения различных биологических и химических дисциплин. Наука об антибиотиках развивается бурно. Если это развитие началось с микробиологии, то теперь проблему изучают не только микробиологи, но и фармакологи, биохимики, химики, радиобиологи, врачи всех специальностей.
В практическом направлении работы по изучению антибиотиков широко развернулись в годы второй мировой войны, когда возникла острая необходимость в мощных противомикробных средствах для лечения и быстрейшего возвращения в строй огромного количества раненных. В эти годы были изучены методы очистки пенициллина и разработаны способы его промышленного производства. В результате проведенных исследовательских работ было выяснено, что микроорганизмы, производящие антибиотики, широко распространены в природе: продуценты антибиотиков были выявлены не только среди плесневых грибов, но и среди очень многих лучистых грибов (Streptomyceta), обитающих в почве, а также среди некоторых бактерий.
За последние 35 лет открыто около ста антибиотиков с различным спектром действия, однако, в клинике применяется ограниченное число препаратов. Большинство описанных антибиотиков не находит применения в медицинской практике из-за их токсичности, инактивации в организме больного или других причин. Изучение строения антибиотиков позволило подойти к раскрытию механизма их действия, особенно благодаря огромным успехам в области молекулярной биологии. Расширение знаний о структуре и синтезе клеточных оболочек, о роли нуклеиновых кислот, позволило выяснить точки приложения действия антибиотиков в бактериальной клетки ( Л.С. Страчунский, С.Н. Козлов. 1994 г.)
Работы по изысканию антибиотических веществ нового поколения, эффективных при лечении вирусных и раковых заболеваний, борьба с которыми является одной из важнейших проблем современности, продолжаются с неослабленной энергией.
Последние 15-20 лет ежегодно различным вопросам, связанным с изучением антибиотиков, посвящается более пяти тысяч работ.
Открытие и изучение свойств нового антибиотика, применяемого в медицинской практике, - это огромный труд ученых различных направлений (микробиологов, биохимиков, генетиков, химиков, технологов, фармакологов, врачей и др.) (Лаборатория Рефератов. http://www.ReferatLAB.ru.)
Однако чрезмерное или неправильное использование антибиотиков вызвало быстрое повышение сопротивляемости организма этим препаратам. Используемые для борьбы с болезнетворными бактериями, сейчас они все чаще становятся неэффективными и ведут к реальной и неизбежной опасности.
Раздел 1. Экотоксикологическая характеристика токсиканта и его оценка опасности
1.1 Токсикант, его пространственная формула и физико-химические свойства
АНТИБИОТИКИ, вырабатываемые микроорганизмами химические вещества, которые способны тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов. (http://www.krugosvet.ru/articles/00/1000056/1000056a.1.htm)
Антибиотики - это органические вещества, образуемые преимущественно грибами и актиномицетами в процессе их жизнедеятельности. Способность микроорганизмов образовывать антибиотики выработалась у них в ходе длительной эволюции и представляет собой важный фактор в их борьбе за существование. Способность некоторых микроорганизмов подавлять в окружающей их среде рост и размножение других микробов открыл Л. Пастер, который назвал это явление антибиозом. На возможность практического использования антибиоза впервые указал И. И. Мечников.
По химическому строению практически все антибиотики относятся к ациклическим, алициклическим, ароматическим, азот - и кислородсодержащим гетероциклическим соединениям, хинонам, пептидам (Каплин В.Г. 2006 г.)
Сложилось несколько подходов к классификации антибиотиков, причем они определяются, главным образом. Профессиональными интересами ученых. Так, для биологов, изучающих организмы - продуценты антибиотических веществ, условия образования этих соединений и другие, типичные для этой группы ученых, проблемы наиболее приемлемой классификацией антибиотиков будет такая, в основу которой положен принцип биологического происхождения антибиотиков. Для специалистов, изучающих вопросы механизма физиологического действия антибиотиков, наиболее удобным принципом классификации антибиотических веществ, естественно, будут признаки их биологического действия. Для химиков, изучающих детальное строение молекул антибиотиков и разрабатывающих пути их химического синтеза, приемлемой будет классификация, основанная на химическом строении антибиотиков и т.д.
Классификация антибиотиков по их биологическому происхождению.
1. Антибиотики, образуемые микроорганизмами, относящимися к ряду Eubacteriales.
А. Образуемые представителями рода Pseudomonas:
Пиоцианин - Ps. aeruginsa,
Вискозин - Ps. viscosa
Б. Образуемые представителями родов Micrococcus, Streptococcus, Diplocoooccus, Chromobacterium, Escherichia, Proteus:
Низин - Str. lactis
Дипломицин - Diplococcus X-5
Продигиозин - Chromobacterium prodigiosum (serratia, marcescens)
Колиформин - E. coli
Протаптины - Pr. vulgaris.
В. Образуемые бактериями рода Bacillus:
Грамицидины - Bac. brevis
Субтилин - Bac. subtilis
Полимиксины - Bac. polymyxa
Колистатины - неиндентифицированная споровая аэробная палочка.
2. Антибиотики, образуемые микроорганизмами, принадлежащими к ряду Actinomycetales:
стрептомицин - Act. streptomycini,
тетрациклины - Act. aureofaciens, Act. rimosus,
новобиоцин - Act. spheroides,
актиномицины - Act. antibioticus и др. .
3. Антибиотики, образуемые несовершенными грибами:
пенициллин - Penic. chrysogenum
гризеофульвин - Penic. Griseofulnum
трихоцетин - Tricholecium roseum
4. Антибиотики. Образуемые грибами, относящимися к классам базидиомицетов и аскомицетов:
термофиллин - базидиомицет Lenzites thermophila,
лензитин - Lenzites sepiaria,
хетомин - Chaetoomium cochloides (аскомицет).
5. Антибиотики, образуемые лишайниками, водорослями и низшими растениями:
усниновая кислота (биан)- лишайником,
хлореллин - Chlorella vulgaris.
6. Антибиотики, образуемые высшими растениями:
алмицин - Allium sativum,
рафанин - Raphanus sativum
фитоалексины: пизатин в горохе (Pisum sativum), фазеолин в фасоли (Phaseolus vulgaris).
7. Антибиотики животного происхождения:
лизоцим, экмолин, круцин (Tripanosoma cruzi),
интерферон.
* Классификация на основе пути получения:
Получение антибиотических веществ
Химическое
Биологическое
Неорганические вещества
Органические вещества
Растительное
Животное
Микробное
Соли тяжелых металлов, галоиды
Фенолы, органические соединения мышьяка, ароматические масла
Хинин
Большинство веществ, например, аспергилловая кислота, пенициллин, фумигацин и др. К таким веществам применим термин “антибиотики”.
* Классификация на основе химической природы.
1. Липоиды и липоподобные вещества (лиоциназа).
2. Пигменты (актиномицин).
3. Полипептиды (грамицидин).
4. Серосодержащие антибиотики (хетомин).
5. Хиноны и кетоны (фумигатин, пеницилловая кислота).
6. Органические основания (стрептомицин).
* Классификация на основе токсичности.
1. Нетоксичные и слаботоксичные вещества (пенициллин).
2. Ограниченно токсичные вещества (грамицидин).
3. Высокотоксичные вещества (актиномицин, аспергилловая кислота).
* Классификация на основе систематики естественных продуцентов антибиотиков.
1. Вещества, образуемые актиномицетами:
* Лизоцим актиномицетов (Streptomyces sp.);
* Актиномицетин (Streptomyces sp.);
* Микромоноспорин (Micromonospora sp.);
* Проактиномицин;
* Стрептомицин;
* Стрептотрицин;
2. Вещества, образуемые водорослями:
* Хлореллин (Chlorella sp.);
3. Вещества, образуемые бактериями:
* Фактор Bacillus simplex;
* Диплококцин (стрептококки);
* Граномицидин;
* Иодинин;
* Пиоциназа;
* Пиоцианин;
* Субтилин;
* Токсифлавин;
* Тироцидин;
* Тиротрицин;
4. Вещества, образуемые грибами:
* Аспергилловая кислота;
* Фактор E. coli;
* Фумигацин;
* Пеницидин;
* Пеницилловая кислота;
* Пенницилин.
(Здесь приводятся лишь наиболее известные примеры антибиотиков). (Богданова. Т. Л. Биология 1991 г.)
Медицина предъявляет следующие основные требования к антимикробным антибиотикам:
- высокая избирательность антимикробного эффекта в дозах, нетоксичных для организма;
- отсутствие или медленное развитие резистентности возбудителей к препарату в процессе его применения;
- сохранение антимикробного эффекта в жидкостях организма и тканях, отсутствие или низкий уровень инактивации белками сыворотки крови, тканевыми энзимами;
- хорошее всасывание, распределение и выведение препарата, обеспечивающие терапевтические концентрации в крови, тканях и жидкостях организма, которые должны быстро достигаться и поддерживаться в течение длительного периода; при этом особое значение имеет создание высоких концентраций в моче, желчи, кале, очагах поражения.
- удобная лекарственная форма для различных возрастных групп и локализации процесса, обеспечивающая максимальный эффект и стабильность в обычных условиях хранения.
1.2 Источники поступления в окружающую среду
Одним из источников поступления антибиотиков в окружающую среду, является их неправильное хранение. Существуют санитарные правила для предприятий по производству лекарственных препаратов. Во-первых, необходимы специально оборудованные помещения, внутренняя отделка которых должна быть изготовлена из материалов, не сорбирующих вредные вещества и легко поддающиеся их удалению. Отходы после уборки в таких помещениях должны удаляться на специально отведенные участки и храниться в закрытых ящиках. Очистка препаратов также должна проводиться с использованием герметичной фильтрующей аппаратурой с местными насосами.
Следующим источником поступления антибиотиков в окружающую среду, является нарушение правил загрузки, транспортировки и выгрузки препаратов. Загрузку и выгрузку сыпучих веществ следует осуществлять способом, исключающим пылевыделение, жидкого сырья и полупродуктов - с использованием закрытых коммуникаций, с использованием насоса, самотека и вакуума. Все эти процессы должны быть механизированы. Погрузо-разгрузочные площадки должны быть снащены средствами механизации, максимально устраняющими необходимость переноски грузов вручную, независимо от рода груза (в таре или россыпью). Транспортировка препаратов должна производиться способом, исключающим возможность попадания вредных веществ в производственную и окружающую среду с применением трубопроводов, контейнеров, подъемников и других видов механизированного транспорта. (Санитарные правила для предприятий по производству лекарственных препаратов. № 4079-86 от 14 марта 1986 г.)
Главной причиной поступления антибиотиков окружающую среду служит их неправильная утилизация и отсутствие специальных мест для хранения отходов, содержащих антибиотики. Антибиотики и их производные, подлежащие утилизации, передаются предприятиям, имеющим соответствующую лицензию на уничтожение. Препараты должны поступать на полигоны твердых бытовых отходов в соответствии со специальными правилами. Уничтожение осуществляется с соблюдением обязательных требований нормативных и технических документов по охране окружающей среды, и проводиться комиссией по уничтожению лекарственных средств. (Приказ Минздрава РФ от 15 декабря 2002 г. № 382 «об утверждении Инструкции о порядке уничтожения лекарственных средств»)
1.3 Пути поступления в организм
Антибиотики поступают в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, внутривенно, внутрикожно, внутримышечно.
Всасывание через дыхательную систему относится к наиболее быстрому пути их поступления в организм. Это объясняется как очень большой поверхностью легочных альвеол (100-120 мІ), так и непрерывным током крови по легочным капиллярам. Всасывание летучих соединений частично происходит уже в верхних дыхательных путях и трахее. При вдыхании аэрозолей частицы размером свыше 10 мкм полностью оседают в носовых ходах и носоглотке. В верхних дыхательных путях задерживается 80-90 % частиц величиной до 10 мкм и только 10 % частиц размерами 1-2 мкм. В альвеолярной области оседает 70-90 % частиц размером 1-2 мкм и ниже.
При поступлении из желудочно-кишечного тракта некоторые соединения могут всасываться уже в полости рта благодаря диффузии непосредственно в кровь. В желудке всасываются все липидорастворимые соединения и неионизированные молекулы органических веществ путем простой диффузии. В основном всасывание происходит в тонком кишечнике.
Антибиотики также вводят в виде растворов, эмульсий внутривенно или внутримышечно. Препарат инъецируют в мышцу или вену, после чего идет распространение его через кровь по организму.
1.4 Параметры токсичности
Каждый антибиотик может подавлять ряд метаболических реакций в зависимости от его концентрации в среде, причем с увеличением концентрации антибиотика затрагивается все большее число метаболических процессов микробной клетки.
Выражение величин биологической активности антибиотиков обычно производят в условных единицах, содержащихся в 1 мл раствора (ед/мл) или в 1 мг препарата (ед/мг). За единицу антибиотической активности принимают минимальное количество антибиотика, способное подавить развитие или задержать рост стандартного штамма тест-микроба в определенном объеме питательной среды.
Единицей антибиотической активности пенициллина считают минимальное количество препарата, способное задерживать рост золотистого стафилококка штамм 209 в 50 мл питательного бульона.
Для стрептомицина единица активности будет иной, а именно: минимальное количество антибиотика, задерживающее рост E. coli в одном миллилитре питательного бульона.
После того как многие антибиотики были получены в химическом чистом виде, появилась возможность для ряда из них выразить условные единицы биологической активности в единицах массы.
Установлено, что 1 мг чистого основания стрептомицина эквивалентен 1000 единицам биологической активности. Следовательно, одна единица активности стрептомицина эквивалентна одному микрограмму (мкг) чистого основания этого антибиотика. В связи с этим в настоящее время в большинстве случаев количество стрептомицина выражают в мкг/мг или в мкг/мл. Чем ближе число мкг/мг в препаратах стрептомицина стоит к 1000, тем, следовательно, чище данный препарат, тем меньше он содержит балластных веществ.
У таких антибиотиков, как карбомицин, эритромицин, новобиоцин, нистатин, трихоцетин и некоторых других, одна единица активности эквивалентна или приблизительно эквивалентна 1 мкг вещества.
Однако у ряда антибиотиков единица биологической активности значительно отличается от 1 мкг вещества. Например, 1 мг чистого основания неомицина содержит 300 ед. активности. Поэтому 1 единица активности этого антибиотика эквивалентна 3,3 мкг. Для бензилпенициллина 1 ед активности эквивалентна примерно 0,6 мкг, так как 1 мкг антибиотика содержит 1667 ед. (оксфордских). Для фумагиллина за единицу фагоцидного действия принято брать 0,1 мкг чистого вещества. 1 единица бацитрацина эквивалентна 20 мкг вещества.
Соотношение единиц биологического действия (ед.) некоторых стандартных антибиотиков и единиц их массы приведено в таблице 1.
Таблица 1.Соотношение единиц действия некоторых антибиотиков и единиц массы этих антибиотиков (по Герольд, 1966)
Антибиотик - стандарт |
Ед/мг |
Единица массы |
|
Альбомицин (сульфат) |
700000 |
Нет |
|
Бацитрацин |
52 |
Нет |
|
Эритромицин (основание) |
1000 |
1 мкг основания |
|
Хлортетрациклин (хлоргидрат) |
1000 |
1 мкг чистого хлоргидрата |
|
Карбомицин (основание) |
1000 |
1 мкг основания |
|
Окситетрациклин (дигидрат) |
925 |
1 мкг чистой безводной амфотерной формы |
|
Пенициллин (натриевая соль) |
1667 |
0,587 мкг чистой кристаллической калиевой соли |
|
Полимиксин В (сульфат) |
7200 |
Нет |
|
Саркомицин |
12 |
Нет |
|
Тетрациклин (тригидрат) |
890 |
1 мкг чистой безводной амфотерной формы |
|
Стрептомицин (сульфат) |
800 |
1 мкг чистого основания |
|
Биомицин (сульфат) |
745 |
1 мкг чистого основания |
Огромная группа организмов, принадлежащих к грибам, образует большое число (около 400) разнообразных антибиотических веществ, отдельные представители которых завоевали всеобщее признание в качестве лечебных средств. Основная же часть грибных антибиотиков не нашла еще практического применения главным образом в силу своей высокой токсичности.
В медицинской и сельскохозяйственной практиках имеют значение ограниченное число антибиотиков, образуемых некоторыми видами грибов, а именно: пенициллин, фумагиллин и некоторые другие.
Известный английский бактериолог Александр Флеминг опубликовал в 1929 г. сообщение о литическом действии зеленой плесени на стафилококки. Флеминг выделил гриб, который оказался Penicillium notatum, и установил, что культуральная жидкость этой плесени способна оказывать антибактериальное действие по отношению к патогенным коккам.
Культуральная жидкость гриба, содержащая антибактериальное вещество, названо Флемингом пенициллином.
Чувствительные к пенициллину микроорганизмы относительно легко и быстро приобретают устойчивость к антибиотику. Так, Staph. aureus прекращает развитие при концентрации пенициллина 0,05 - 0,06 ед/мл в среде, но уже при 20 последовательных пересевах с постепенно увеличивающимися концентрациями антибиотика устойчивость стафилококка возрастает в 700 раз, т.е. для остановки роста бактерии требуется концентрация пенициллина равная 42 ед/мл, а после 40 пересевов его устойчивость возрастает более чем в 5500 раз.
В группу аминогликозидных антибиотиков включаются биологически активные соединения, содержащие в молекулах гликозидные связи. К этим антибиотикам относятся стрептомицины, неомицины, канамицины, гентамицины, гигромицин и некоторые другие вещества. Их параметр токсичности составляет 150 мкг/мл стрептомицина (http://www.krugosvet. ru / articles/ 00/1000056/1000056a.1.htm)
1.5 Возможности комбинированного, сочетанного и комплексного воздействия
Каждый антибиотик характеризуется специфическим антимикробным спектром действия. В биологическом отношении антибиотики имеют много общего с ядовитыми веществами растений и животных. А именно то, что они обладают избирательностью биологического действия. Группы антибиотиков сходны по характеру воздействия и поражаемым объектам.
1. Антибиотики, ингибирующие синтез клеточной стенки (пенициллины, тацитрацин, ванкомицин, цефалоспорин, Д-циклосерин).
2. Антибиотики, нарушающие функции мембран (альтомиицин, аскозин, грамицидины, кондицидины, нистатин, трихомицин, эндомицин и др.).
3. Антибиотики, избирательно подавляющие синтез (обмен) нуклеиновых кислот:
а) подавляющие синтез РНК (актиномицин, гризеофульвин, канамицин, неомицин, новобиоцин, оливомицин и др.).
б) подавляющие синтез ДНК (актидион, брунеомицин, митомицины, новобиоцин, саркомицин, эдеин и др.).
4. Антибиотики - ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, декоинин, саркомицин и др.).
5. Антибиотики, подавляющие синтез белка (бацитрацин, виомицин, канамицин, неомицин, тетрациклины, хлорамфеникол, эритромицин и др.).
6. Антибиотики, являющиеся ингибиторами дыхания (антимицины, олигомицины, патулин, пиацианин, усниновая кислота и др.).
7. Антибиотики - ингибиторы окислительного фосфорилирования (валиномицин, грамицидины, колицины, олигомицин, тироцидин и др.).
8. Антибиотики, обладающими антиметаболитными свойствами. Антибиотические вещества, образуемые некоторыми актиномицетами и плесневыми грибами. Эти антибиотики выступают в качестве антиметаболитов аминокислот, витаминов, нуклеиновых кислот.
К числу антибиотиков-антиметаболитов относятся: фураномицин - антиметаболит лейцина; антибиотик - антагонист метаболизма аргинина и орнитина, образуемый Act. griseovariabilis; антибиотик - антагонист метионина и тиамина, выделенный из культуры Act. globisporus; антибиотическое вещество - антиметаболит аргинина, лизина или гистидина, синтезируемое Act. macrosporus (термофилл). (Лаборатория Рефератов. http://www.ReferatLAB.ru)
Характер действия антибиотиков может быть бактерицидным, под которым понимается полное разрушение клетки инфекционного агента, и бактериостатическим, то есть прекращением деления его клеток.
Каждый антибиотик может подавлять ряд метаболических реакций. Блокирование одной из реакций может привести вторично к подавлению других процессов обмена, что обуславливает множественность точек приложения антимикробного действия препаратов. На этой основе может быть построена классификация антибиотиков как специфических ингибиторов некоторых биохимических процессов, происходящих в микроорганизмах и опухолевых клетках.
Антибиотики считаются в основном бактериостатическими агентами, т.е. ингибиторами роста, хотя некоторые из них обладают выраженным бактерицидным или даже бактериолитическим действием. Многие антибиотики, например актиномицин, высокотоксичны по отношению к тканям животного организма и применяются только в качестве противоопухолевых препаратов; другие, в частности пенициллины, совсем нетоксичны либо (как стрептомицин) обладают лишь слабой токсичностью. Антибиотики широкого спектра действия (например, тетрациклины) нарушают нормальную микробную флору кишечника и могут вызывать желудочно-кишечные расстройства или способствовать вторичным инфекциям. Некоторые нерастворимы в воде и потому применяются лишь для лечения поверхностных или местных инфекционных процессов. Одни (например, тиротрицин) обладают гемолитическим действием, т.е. разрушают эритроциты; другие (например, имипимен), напротив, инактивируются клетками организма. (Фермент, инактивирующий имипимен, в настоящее время известен; введение имипимена вместе с ингибитором этого фермента позволяет сохранить высокую активность антибиотика по всему спектру действия.) Поскольку антибиотикам присуща избирательная антибактериальная активность, ни один из них не может применяться как общее дезинфицирующее средство против любых бактерий. Пенициллин и эритромицин активны в основном против кокковых форм и различных грамположительных бактерий, а стрептомицин - против туберкулезной палочки. Пенициллин и стрептомицин относительно слабо действуют на грибковую флору и вирусы, хотя первый обладает некоторой активностью против крупных вирусов, например против вируса пситтакоза, а второй - против некоторых риккетсий и возбудителей тропической паховой гранулемы. Однако ряд антибиотиков, в первую очередь тетрациклины, действуют на многие грамположительные и грамотрицательные бактерии, а также на риккетсии и крупные вирусы. Некоторые антибиотики обладают высокой противогрибковой активностью, тогда как другие - противоопухолевым действием.
Место приложения действия. Антибиотики отличаются друг от друга не только по химической структуре, но и по месту приложения действия на микробную клетку. Действие антибиотиков, применяемых в низких концентрациях, обычно направлено на специфические особенности жизнедеятельности патогенных микроорганизмов. Клеточные стенки бактерий и плесневых грибков сильно отличаются от клеточной оболочки животных клеток, и многие нетоксичные антибиотики блокируют образование именно клеточных стенок. Так действуют пенициллин, бацитрацин, циклосерин и цефалоспорины, применяемые в клинике при бактериальных инфекциях, а также гризеофульвин, который используется при кожных грибковых заболеваниях. Особо важную роль в жизнедеятельности бактериальной клетки играет ее плазматическая мембрана, расположенная под клеточной стенкой. Она регулирует прохождение в клетку питательных веществ и выход продуктов выделения, в ней протекают многие ферментативные процессы. Антибиотик полимиксин связывается с клеточной мембраной многих грамотрицательных бактерий и нарушает ее функцию. Тироцидин обладает химическими свойствами детергента и разрушает мембрану. На нее воздействует и стрептомицин: вновь синтезируемая мембрана оказывается дефектной, и клетка теряет жизненно важные для себя компоненты. Нистатин, связываясь с клеточными мембранами различных дрожжевых и плесневых грибков, приводит к потере их клетками необходимого элемента - калия. Во всех живых клетках происходит синтез белка. Хлорамфеникол специфически блокирует этот процесс у многих бактерий. Тетрациклины тоже блокируют белковый синтез, но не менее важной стороной их эффекта являются образование комплексов с металлами и влияние на связывание кальция, магния и марганца в клетке. На синтез белка воздействует также эритромицин. Изучение механизмов действия различных антибиотиков дало много полезных сведений о биохимических процессах, протекающих в клетках микроорганизмов. Даже те антибиотики, которые не применяются в лечебных целях, могут использоваться как важный инструмент биохимических исследований.
Основной механизм, посредством которого пенициллин убивает бактерии (в том числе культивируемые, что используется для определения чувствительности бактерий к антибиотику), в настоящее время хорошо изучен. Пенициллин действует на клеточную стенку бактерий; ее важнейшим компонентом являются пептидогликаны - сложные структуры, где сходные с глюкозой сахара связаны друг с другом поперечными пептидными мостиками, образованными аминокислотами. В норме пептидогликаны придают стенкам бактерий механическую прочность и устойчивость. Пенициллин так изменяет их биосинтез, что клеточная стенка теряет необходимую прочность. В результате содержимое бактериальной клетки вытекает, и клетка гибнет. Поскольку клетки млекопитающих имеют совершенно другую, не содержащую пептидогликанов, оболочку, пенициллин практически не действует на них. Таким образом, пенициллин, как правило, абсолютно безвреден для человека, если не считать редких побочных эффектов, например тяжелых аллергических реакций (К. Д. Пяткин, Ю. С. Кривошеин. Микробиология. 1980 г.)
1.6 Адаптация организмов к действию токсиканта
Гены сопротивляемости антибиотикам работают по-разному. Некоторые гены препятствуют разрушению путем создания ферментов (энзимов), которые либо разрушают антибиотики, либо изменяют их химический состав, так что они становятся неэффективными. Другие гены помогают бактериям заменять места адсорбции антибиотиков, тем самым, мешая им соединяться с бактериями. А третьи гены могут быть использованы для создания, условно говоря, “помпы”, которая отводит антибиотики от клетки. После принятия антибиотиков восприимчивые к лекарству клетки бактерий погибают. Но некоторые из них могут выжить и впоследствии передать эту сопротивляемость антибиотикам дочерним клеткам. Как правило, подобное происходит в том случае, если лекарство было принято в небольшом количестве или в течение короткого промежутка времени. Когда пациенты принимают лекарство в меньших дозах, чем им было предписано, или прекращают прием через несколько дней, они стимулируют развитие сопротивляемости микробов антибиотикам. Другой проблемой является то, что многие болезни, не представляющие угрозы для жизни, - например, юношеские прыщи (воспаление сальной железы или хроническое воспаление ушей), - часто лечат небольшими дозами антибиотиков в течение долгого периода времени. Это также способствует развитию генов сопротивляемости. Многие пациенты считают антибиотики привычным и быстрым способом излечения, и врачи, к сожалению, нередко уступая их требованиям, выписывают антибиотики, даже если в этом нет необходимости. Хотя антибиотики не убивают вирусы, их предлагают пациентам, не желающим просто пойти домой, отдыхать и пить больше жидкости для выведения токсинов, т.е. продуктов распада вирусов. Без специального анализа, определяющего природу инфекции, врач может только догадываться о том, какой антибиотик использовать. Слишком часто, когда инфекция не была идентифицирована, используются сильные антибиотики широкого спектра действия, - воистину, палят из пушек по воробьям. Наша иммунная система может преодолеть большинство мелких болезней без посторонней помощи. Более того, не следует забывать, что симптомы, которые мы лечим, - это естественная реакция нашего организма на воздействие болезнетворных микроорганизмов. Во многих развивающихся странах антибиотики доступны без рецепта врача и применяются неправильно. Некоторые фармацевтические компании выдают врачам премии и подарки за каждый выписанный рецепт, вследствие чего прием антибиотиков назначается чаще, чем это необходимо. Прибыли компаний растут, а люди продолжают болеть. Администрация США по вопросам продовольствия и медпрепаратов сообщает, что до 40% всех антибиотиков, произведенных в США, потребляются животными. Небольшие дозы антибиотиков постоянно включают в рацион мясных пород животных для более быстрого роста и лучшего усвоения кормов. Это создает идеальную базу для развития генов сопротивляемости антибиотикам у микроорганизмов. Одним из примеров является появление новой разновидности сальмонеллы, устойчивой к применяющимся против нее антибиотикам.
Антибиотики постоянно используются для опрыскивания урожая с целью лечения и предупреждения болезней. Хотя бактерии, проникающие в растения, безвредны для людей, многие из них относятся к группе вызывающих пищевые расстройства, к примеру, Е. coli, сальмонелла и шигелла2. Если сопротивляемость вырабатывают растительные бактерии, то они могут передать ее и бактериям, инфицирующим человека. Собраны факты, свидетельствующие о том, что вместе с пищей мы принимаем и бактерий, устойчивых к воздействию антибиотиков. Сотрудник Национального агротехнического исследовательского института (США) Денис Корпет обнаружил, что количество бактерий, проникающих таким образом в организм через пищу, очень велико.
Мери Мокен, студентка из Морристауна, Нью-Джерси, обнаружила, что бактерии быстро вырабатывают сопротивляемость к используемым в домашнем хозяйстве дезинфицирующим средствам. Последствия широкой популярности в последние годы новых видов мыла, мочалок, игрушек и зубных щеток с усиленными антибактериальными свойствами могут оказаться очень серьезными, если при этом увеличится сопротивляемость бактерий. (Я. Б. Рутерфорд. Микробиология.)
Раздел 2. Разработка возможных мероприятий по снижению токсического действия загрязнителя на окружающую среду и сельскохозяйственную продукцию
Во-первых, необходимо усилить рост сопротивляемости организма болезням. Первым шагом к этому должно стать уменьшение количества потребляемых антибиотиков при лечении, во избежание развития устойчивости микробов к препаратам и последующей интоксикации организма. По возможности врачи должны устанавливать природу болезнетворных микробов, прежде чем выписывать антибиотики. Пациенты должны пройти полный курс лечения антибиотиками, не прекращая прием при ослаблении симптомов заболевания. Кроме того, развивающиеся страны должны ввести закон, который бы контролировал продажу антибиотиков без рецепта. Другим важным шагом является радикальное уменьшение количества используемых антибиотиков в сельском хозяйстве. Постоянное подкармливание мясных пород животных антибиотиками должно быть строго запрещено. Некоторые европейские страны, например Швеция, запретили использование антибиотиков для стимуляции роста скота. Потребители должны требовать продажи мяса, не содержащего антибиотиков. Практика опрыскивания фруктов и овощей, даже при условии, что они могут быть инфицированы, тоже должна быть прекращена, а потребителям следует тщательно мыть их перед едой, чтобы удалить как бактерии, так и остатки антибиотиков, в равной степени опасные для здоровья.
Потребителям следует учитывать последствия чрезмерного использования дезинфицирующих и антибактериальных средств. Как правило, все, что нам необходимо для избавления от микробов после пребывания в общественном месте, - это обычное мыло. Возможно, еще одним необходимым шагом является популяризация важности и полезности большинства бактерий. При этом по-прежнему необходимо разрабатывать новые антибиотики для поддержания непрерывной линии защиты против сопротивляемости микроорганизмов антибиотикам. Различные исследования помогли бы лучшему пониманию природы сопротивляемости организма, и это может привести к появлению совершенно нового типа лекарств.
В современном мире важно учитывать наше влияние на другие организмы, включая и бактерии. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, поэтому лучше прекратить войну со всеми бактериями без разбора, оставляя те из них, которые восприимчивы к воздействию антибиотиков.
Заключение
Антибиотики относятся к антибактериальным веществам, которые интенсивно применяются в ветеринарии и животноводстве для ускорения откорма, профилактики, и лечения эпизоотических заболеваний, улучшения качества кормов, их сохранности. Они играют очень большую роль в современной медицине, так как являются незаменимыми препаратами в борьбе за спасение жизни больного.
Однако вследствие нарушения правил использования препаратов, возможен отрицательный эффект. Допустимые уровни содержания антибиотиков в продуктах питания регламентируется медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества. Не допускается содержание их в мясе, молоке, молочных продуктах, яйцах, растениеводческой продукции и т.д. В противном случае их передозировка может привести к отравлению или летальному исходу.
Список использованной литературы
1. Богданова Т.Л. Биология.- М.: 1991г.-360 стр.
2. Г.Ф. Гаузе. Лекции по антибиотикам. - М.: 1953 г.- 260 стр.
3. Каплин В.Г. Основы экотоксикологии. - М.: Колос С, 2006 г.- 232 стр.
4. Лаборатория Рефератов. http://www.ReferatLAB.ru
5. К.Д. Пяткин. Микробиология. - М.: «Медицина»,1980 г.- 512 стр.
6. Популярная медицинская энциклопедия. I том.- М.: «Советская энциклопедия», 1987г.-704 стр.
7. Приказ Минздрава РФ от 15 декабря 2002 г. № 382 «об утверждении Инструкции о порядке уничтожения лекарственных средств»
8. Я.Б. Рутерфорд « Микробиология»
9. Санитарные правила для предприятий по производству лекарственных препаратов. № 4079-86 от 14 марта 1986 г.
10. Санитарные правила СП 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» от 30 мая 2001 г. № 16
11. Л.С. Страчунский, С.Н. Козлов. Антибиотики: клиническая фармакология. - Смол. : Амипресс 1994 г. -208 стр.
12. С. В. Аничков, М. Л. Беленький. Учебник фармакологии. - Л.: Медицина 1968 г. -472 стр.
13. Справочник Видаль - М: АстраФармСервис 1998 г. -1600 стр.
14. http://www.krugosvet. ru / articles/ 00/1000056/1000056a.1.htm
Подобные документы
Понятие и сущность генно-модифицированных и трансгенных организмов, их влияние на организм человека и на окружающую среду. Анализ современного положения генно-модифицированных продуктов в России, а также анализ их положительных и отрицательных сторон.
презентация [924,1 K], добавлен 19.12.2010Токсичные элементы: мышьяк и селен, пути их возникновения в окружающей среде, попадания в сырье и продукты питания, в организм человека. Механизм биологического действия токсичных элементов. Опасности использования генно-модифицированных организмов.
контрольная работа [22,1 K], добавлен 17.10.2015Экологические зоны Мирового океана. Свойства водной среды (звук, электричество и магнетизм; солевой, световой, температурный режим) и ее роль в жизни гидробионтов. Адаптация растительных и животных организмов среде обитания. Фильтрация как тип питания.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.12.2012Характеристика планктона (фито- и зоо-) как мелких примитивных организмов, дрейфующих в толще воды. История введения термина "нектон" немецким биологом Эрнстом Геккелем. Ознакомление с бентосом - совокупностью организмов, обитающих в грунте дна водоемов.
презентация [1,1 M], добавлен 13.12.2012Влияние различных доз токсиканта кадмия на активность АЛТ и АСТ в сыворотке крови и тканях потомства крыс, подвергшихся хроническому действию ионами кадмия в неонатальный период. Результаты поставленного эксперимента и его практическая значимость.
презентация [189,2 K], добавлен 27.10.2010Определение, функции основных аминокислот, их физико-химические свойства и критерии классификации. Оптическая активность, конфигурация и конформация аминокислот. Растворимость и кислотно-основные свойства аминокислот. Заменимые и незаменимые аминокислоты.
реферат [2,3 M], добавлен 05.12.2013Первичная структура полинуклеотидов. Вторичная и третичная структуры ДНК. Типы РНК и их биологические функции. Физико-химические свойства ДНК. Структура и физико-химические свойства РНК. Определение нуклеозидфосфатов методом тонкослойной хроматографии.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.03.2011Анализ места света в жизни организмов, в том числе и в процессе фотосинтеза. Оценка экологических пределов выносливости организмов. Энергия солнца как практически единственный источник энергии для всех живых организмов. Сущность и значение видимого света.
презентация [4,2 M], добавлен 26.11.2010Человек как особая форма жизни и существо, обладающее разумом. Влияние человека на окружающую среду и природы на человека. Теория эволюции и разработка проблемы антропогенеза. Главные отличия человека от животных: понятийное мышление, речь, труд.
реферат [28,4 K], добавлен 10.03.2009Природные радиоактивные элементы. Источники внешнего облучения. Пути поступления радионуклидов в организм. Продукты содержащие кальций. Влияние кулинарной обработки на содержание радионуклидов в готовых блюдах. Механизмы противорадиационной защиты.
реферат [41,4 K], добавлен 24.03.2013