Производство антибиотиков и их применение в различных отраслях АПК

Метод опрыскивания -- один из наиболее эффективных в борьбе с болезнями растений, возбудители которых развиваются как на поверхности наземных органов, так и в тканях растений.

Опыление пораженных растений антибиотиками также широко применяется в растениеводстве, однако он менее эффективен по сравнению с методами опрыскивания.

Погружение зараженных органов растений в раствор антибиотика -- метод, широко распространенный, например, в борьбе с поражениями семян, фруктов, клубней и корнеплодов. Интересные результаты при применении этого метода получены при обработке семян хлопчатника для защиты растений от гоммоза, вызываемого X. malvacearum.

Иногда при лечении отдельных древесных пород используют метод инъекций, или метод штамбов. В стволе дерева просверливают отверстие и в него вставляют конец фитиля, а другой конец помещают в раствор антибиотика. По фитилю антибиотик поступает в ткань дерева и распространяется по всему растению. Впервые метод штамбов был предложен И. Шевыревым в 1903 г. Антибиотики, попадая в ткань растений, действуют не только как бактерициды, но могут также изменить метаболизм и иммуннобиологические свойства растений.

Из большого числа антибиотиков, испытанных с целью применения их для борьбы с различными заболеваниями растений, вызываемыми бактериями и грибами, наибольший эффект наблюдался при использовании стрептомицина, гризеофульвина, циклогексамида (актиднона) и некоторых других.

В растениеводстве антибиотики используются в качестве гербицидов, инсектицидов, стимуляторов роста растений. Преимущество антибиотиков как продуктов жизнедеятельности организмов по сравнению с биологически активными препаратами, полученными в результате химического синтеза, состоит в том, что первые не загрязняют окружающей среды. В природе антибиотики быстро разлагаются. Вместе с тем проблема возникновения резистентных форм микроорганизмов к антибиотическим веществам и их распространения ставит задачу поиска и подбора для растениеводства таких антибиотиков, которые не применяются в медицинской практике.

В настоящее время для борьбы с фитопатогенными организмами в разных странах применяют разные антибиотические вещества или их сочетания.

Стрептомицин применяется для борьбы с заболеваниями, вызывающими бактериальное увядание фасоли и сои, болезнями яблонь, груш, ореха, томата (в США), хлопка, риса, лимонов (в Индии), а также с рядом других заболеваний сельскохозяйственных растений. В США, Чехословакии и в других странах для этих целей выпускают препараты стрептомицина в сочетании с другими антибиотиками, в частности с окситетрациклином. Известны такие препараты стрептомицина с названным антибиотиком, как «агримицин», «фитомицин», «фитостреп» и др.

Гризеофульвин используется в борьбе против заболеваний растений, вызываемых грибами, и прежде всего Botrytis. Антибиотик активен в отношении возбудителей ржавчины, мучнистой росы.

Трихотецин способен подавлять развитие ряда фитопа-тогенных организмов, в том числе Botrytis cinerea, Helmintospo-rium. Однако в ряде случаев трихотецин не дает положительного эффекта. Так, он не проявляет заметного защитного действия при вертициллезном вилте хлопчатника. Это связано с тем, что фитопатогенные грибы, устойчивые к действию трихотецина, во многих случаях образуют эндогенный фермент трихотециназу, инактивирующий антибиотик. Наиболее сильно свойством инактивировать трихотецин обладают грибы родов Fusarium, Aspergillus, Peni-citlium. .

Бластициидин -антибиотик, образуемый Streptomyces griseochromogenes, подавляет рост многих микроорганизмов в концентрации 50--100 мкг/мл. Антибиотик оказался эффективным в борьбе с пирикуляриозом, распространенной в Японии опасной грибной болезнью риса, вызываемой Piricittaria oryzae. Однако антибиотик оказался в определенной степени токсичным для человека.

В настоящее время бластицидин в борьбе с пирикуляриозом заменен более эффективным и безвредным для человека антибиотиком касугамицин, продуцируемым Streptomyces kasu-gaensis.

Рисунок 6. Молекула касугамицина

Минимальная концентрация касугамицина, необходимая для подавления гриба Р. oryzaeе, при рН окружающей среды ниже 6,0 составляет менее 1 мкг/мл, т. е. по сравнению с. бластицидином S она ниже в 50--100 раз.

Полиоксины -группа, включающая девять антибиотиков. Эти антибиотики имеют своеобразное химическое строение и относятся к пептидилпиримидиннуклеозидным соединениям;

Рисунок 7. Молекула полиоксина D

Полиоксины образуются культурой S. cacaoi и обладают противогрибной активностью. Антибиотики подавляют рост фитопатогенных грибов, относящихся к Atternaria, Cochliobatus. Механизм действия полиоксинов основан на подавлении синтеза хитина клеточной стенки чувствительных грибов.

Валидармин А образуется S. hygroscopicus subsp limoneus. Антибиотик применяется в Японии для борьбы с заболеваниями риса, вызываемыми грибом Rizoctonia sotani. Валидамицин легко разлагается почвенными микроорганизмами. Время его полураспада в почве -- менее 4 часов.

Тегранактин А -- антибиотик, образуемый S. aureus и накапливающийся в мицелии продуцента. Это антибиотическое вещество принадлежит к классу макротетралидньгх антибиотиков. Тетранактин А обладает специфической активностью против паразитарных паучков и клещей плодовых деревьев. Вместе с тем он проявляет очень слабую токсичность в отношении теплокровных животных.

Препарат полунакрин, состоящий из смеси макротетралидных антибиотиков, используется в качестве средства для борьбы с клещами.

Турингин- антибиотическое вещество, образуемое Bacillus thuritigiensis. Это экзотоксин нуклеозидного строения. Антибиотик обладает инсектицидной активностью. В. thuritigiensis вырабатывает также р-экзотоксин, являющийся структурным аналогом АТФ, который может выступать в качестве конкурента АТФ в реакциях за связь с определенным участком на некоторых ферментах. Экзотоксин используется в качестве инсектицидного вещества в ряде бактериальных препаратов, например в битоксибациллине.

К антибиотикам, обладающим гербицидной активностью, относятся гербидины А и В. образуемые S. saganoensis. Эти антибиотики подавляют развитие возбудителя болезни риса X. oryzae. Гербицидин А инактивирует прорастание семян риса и китайской капусты, обладает избирательной гербицидной активностью против двудольных растений.

По химическому строению и гербицидной активности гербнцидины А и В близки к тойкаамицину (пирамицин, наритерацин), образуемому культурой S. toyocaensts, S. chrestomyceiicus.

Биалафос. В последние годы проявляется значительный интерес к гербициду биалафосу, полученному в начале 80-х годов японскими исследователями из культуры Streptomyces hygroscopicus. По своей структуре биалафос представляет трипептид, состоящий из двух остатков L-аланина и L-глутаминовой кислоты -- аналога фосфинотрицина.

Биалафосу посвящено большое число исследований, связанных с изучением путей биосинтеза его молекулы.

Среди антибиотиков, выпускаемых отечественной промышленностью и используемых для борьбы с фитопатогенными микроорганизмами, можно назвать следующие препараты.

Фитобактериомицин, образуемый культурой S. lavendulae штамм 696. Антибиотик относится к группе стрептотрицинов. Подавляет развитие грамположительных и грамотрицательных бактерий и ряда фитопатогенных микроскопических грибов.

Полимицин- антибиотик, принадлежащий к той же группе стрептотрицинов. Впервые выделен Н. К Соловьевой с сотрудниками в 1960 году из культуры S. polymycini.

Оба антибиотика применяются при обработке семян перед посевом. Семена замачивают в водном растворе, содержащем. 0,005--0,01% антибиотика. Этим же раствором можно опрыскивать растения.[22]

3.2 Антибиотики в животноводстве

Антибиотики начали применять в животноводстве вскоре после их открытия. Прежде всего они нашли широкое применение в ветеринарии как лечебные средства против многих заболеваний сельскохозяйственных животных (копытная болезнь оленей, мастит крупного рогатого скота, сибирская язва, пневмония и многие другие). Среди антибиотиков, используемых в ветеринарии, очень эффективным препаратом оказался гризеовиридин, применяемый при лечении маститов у рогатого скота и бронхитов цыплят. Метимецин лишь подавляет развитие возбудителя бруцеллеза, но полностью не излечивает его. Авермиктины -- новая группа антибиотиков, образуемая стрептомицетом S. avermitilis, -- по строению относится к макроциклическим лактонам. Авермиктины обладают способностью подавлять развитие паразитов животных, в том числе нематод.

Антибиотики используют при лечении заболеваний птиц и пчел. Так, для лечения индеек, больных синуситами, применяют стрептомицин, хлорамфеникол, хлортетрациклин, при ларинготрахеите цыплят -- магнамицин. Для лечения пчелиных семей, пораженных американским или европейским гнильцом, применяют окситетрациклин, а при ноземе (понос) пчел -- фумагиллин.

Моненсин -антибиотическое вещество, образуемое S. dinnamonetisis, обладает широким спектром антипротозойной активности. Этот антибиотик наряду с салиномицином, образуемым культурой определенного штамма S.albus, применятся при лечении кокцидоза домашней птицы. Его употребляют также в качестве добавок к кормам рогатого скота. Он способствует ускорению роста животных и улучшению использования кормов. Салиномицин обладает также антибиотической активностью против, грамположительных бактерий, микобактерий и грибов.

Моненсин и салиномицин относятся к полиэфирным антибиотикам с ионофорными свойствами.

Линкомицин показал хорошие результаты при лечении, дизентерии свиней, а комбинация этого антибиотика со спектиномицином дает положительный эффект при бактериальных инфекциях собак.

Новобиоцин оказался эффективным средством при лечении птичьей холеры индеек.

Намечается применение цефоксазола (полусинтетический щефалоспорин) совместно с бензилпенициллином для лечения мастита у дойных коров.

Антибиотики используются в животноводстве как стимуляторы роста ряда сельскохозяйственных животных и птиц. Установлено, что при добавке небольших количеств антибиотиков в корм наблюдается прежде всего значительное сокращение отхода молодняка в результате различных заболеваний. Антибиотики ускоряют .рост и развитие животных и птиц, что, в свою очередь, связано с сокращением расхода кормов на 5--10%.

Небольшие концентрации антибиотиков, используемые в качестве добавок к корму животным, не оказывают отрицательного влияния на организм и качество продукции.

Использование антибиотиков в кормлении животных дает положительный эффект в птицеводстве, свиноводстве, при выращивании телят и других сельскохозяйственных животных. Добавление этих веществ к рациону птиц способствует ускорению их роста, снижению отхода молодняка; антибиотики стимулируют яйценоскость и повышают оплодотворяемость птиц. Введение небольшого количества антибиотиков в корм способствует повышению массы тела за период выращивания на 200--250 г на каждого цыпленка и до 350 г на каждого утенка. При использовании антибиотиков в птицеводстве можно заметно увеличить продукцию, а от 1000 кур получить в год дополнительно 15 тыс. яиц.

Аналогичные результаты отмечаются при использовании антибиотиков в кормлении свиней, телят и других животных. Так, поросята, получавшие в корм антибиотики, в двухмесячном возрасте весят на 1,5--1,7 кг больше, чем контрольные.

Новый антибиотик норсеотрицин выделен из культуры S.noursei и относится к группе стрептотрицинов. Он используется в качестве кормовой добавки при выращивании свиней, обеспечивая прирост живой массы поросят в пределах 5--15% при снижении затрат корма на 3--5%.

Применение антибиотиков при откорме свиней способствует получению дополнительно 100--120 ц свинины от каждой тысячи .животных.

В качестве стимулятора роста сельскохозяйственных животных используется моненсин. Он понижает образование метана метаногенными бактериями, размножающимися в рубце жвачных животных, в результате чего увеличивается количество летучих кислот, особенно пропионовой, легко и быстро усваиваемых животными.

В качестве стимулятора роста молодняка сельскохозяйственных животных можно использовать полипептидный антибиотик низин, образуемый S.lactis.

Для сельскохозяйственных нужд организовано производство кормовых антибиотиков на базе отходов (барда) спиртовых заводов с добавкой развара пшеничной муки. Получаемые препараты называются БКВ (биомицин кормовой витаминизированный).

Вопросам влияния низких концентраций антибиотиков на рост животных посвящено большое число исследований. Однако механизм стимулирующего действия этих веществ до конца не выяснен. По-видимому, стимулирующий эффект низких концентраций антибиотиков на организм животного связан в основном с двумя факторами: 1) с действием на микрофлору кишечника и 2) с непосредственным влиянием на организм животного.[23]

3.3 Антибиотики в пищевой промышленности

Сохранение скоропортящихся продуктов питания -- одна из важнейших проблем пищевой и консервной промышленности. Различные методы сохранения продуктов (консервирование, сквашивание, кипячение, замораживание и охлаждение) применялись человеком издавна. Эти методы широко применяют и теперь.

Однако известно, что при кипячении, консервировании, сквашивании и в меньшей мере при охлаждении и замораживании продуктов питания изменяются их ценные свойства и особенно аромат, структура, питательная ценность и др. Порча пищевых продуктов при хранении может вызываться развитием микроорганизмов (мицелиальные грибы, дрожжи-, бактерии); действием ферментов и влиянием окислительных процессов, стимулируемых кислородом воздуха.

Наибольшую роль в порче продуктов играют микроорганизмы, выделяющие разнообразные продукты обмена, из которых многие или нарушают качество продуктов, или делают их совершенно не пригодными для употребления в результате образования сильных ядов (ботулин и др.)- Таким образом, борьба с микроорганизмами, участвующими в порче продуктов питания, -- одна из основных задач создания рациональных методов сохранения этих продуктов без изменения их качества и свойств.

Для борьбы с вредной микрофлорой используются разнообразные физические и химические методы. К числу физических методов уничтожения микроорганизмов относятся: термическая обработка (автоклавирование, пастеризация и др.), замораживание; действие ультрафиолетовых и рентгеновских излучений и др. При химических методах борьбы с микробами, вызывающими порчу продуктов, применяют различные бактериостатические или бактерицидные вещества (сернистый ангидрид, бензойная кислота; сорбиновая кислота и др.).

В этом отношении идеальным можно считать соединение, которое в очень низких концентрациях обладало бы мощным биологическим действием, не проявляя токсичности в отношении человека и животных и не вызывая порчи продуктов. Такие свойства присущи некоторым антибиотикам.[22],[23]

3.4 Антибиотики в консервной промышленности

Первые сведения об использовании антибиотиков в консервной промышленности относятся к 1943 году. К таким антибиотикам относят субтилин, низин и некоторые другие. Фитонциды высших растений также нередко используются при консервировании ряда продуктов питания.

Антибиотические вещества применяют в консервной промышленности, при сохранении свежего мяса, рыбы и птицы, при хранении сыра и молочных продуктов, фруктов и овощей.

Известно, что при консервировании продуктов питания стерилизация -- один из самых важных этапов технологии этого процесса. Продолжительность действия высоких температур при стерилизации зависит от вида продукта и сопутствующей микрофлоры. Под действием термической обработки погибает большинство видов микроорганизмов, но одновременно с этим происходит потеря некоторых ценных свойств продукта: разрушаются витамины, изменяются вкусовые качества и консистенция и т. п.

Применение антибиотиков при консервировании позволяет значительно снизить время термической обработки того или иного продукта. Так, для консервирования овощей предложено использовать субтилин. Применение этого антибиотика дает возможность проводить мягкую термическую обработку. Под действием субтилина гибнут клостридиальные и термофильные бактерии, устойчивые к нагреванию.

Хорошие результаты получены при использовании в консервной промышленности низина -- антибиотика, образуемого молочнокислым стрептококком. Этот антибиотик в медицинской практике не употребляется. Его применяют при консервировании томатов, зеленого горошка, цветной капусты, мяса, рыбы, молока, сыров и других продуктов. Низин подавляет развитие ряда термофильных спорообразующих бактерий, не оказывая токсического действия на человека. Применение низина при консервировании позволяет уменьшить продолжительность термической обработки продуктов в 2 раза.

Этот препарат используется также при сохранении алкогольных напитков и прежде всего пива.

Антибиотические вещества высших растений (лука, моркови, лаврового листа, кориандра, перца красного, можжевеловых ягод, и др.) значительно снижают количество спор микроорганизмов в консервируемой массе. Использование этих веществ при консервировании мясных и рыбных продуктов, различных овощей способствует уменьшению времени термической обработки и повышает качество продуктов.

Использование антибиотиков при сохранении свежего мяса, рыбы и птицы

Быстрая порча мясных туш связана с микрофлорой, содержащейся в пищевом тракте животного и попадающей в тушу при разделке ее после убоя или в кровеносную систему и лимфатические узлы в результате использования средств убоя. Для борьбы, с нежелательной микрофлорой, попадающей в тушу и вызывающей ее преждевременную порчу, применяют два основных метода: 1) антибиотик добавляют в пищу животному непосредственно перед убоем; 2) антибиотик вводят в кровеносную систему сразу же после того, как животное забито и спущена кровь. Обработка антибиотиками позволяет значительно увеличить срок сохранности свежего мяса (до 2--3 суток) и улучшить его качество.

Микроорганизмы, вызывающие порчу мяса, могут попасть на поверхность туш из воздуха. Поэтому опрыскивание разделанных и охлажденных говяжьих туш раствором антибиотика или обработка антибиотиком брюшной полости свиней также способствует удлинению сроков хранения мяса.

Иногда для упаковки скоропортящихся продуктов применяют пленки и другие материалы, содержащие антибиотики. Это также удлиняет сроки хранения таких продуктов.

Огромное значение для народного хозяйства имеет проблема удлинения сроков хранения свежей рыбы, особенно при промысле в районах, расположенных далеко от берега и баз. Широкое использование антибиотиков для удлинения сроков хранения рыбы осуществляется следующими способами.

1. Погружение рыбы на 1--5 мин в морскую воду, содержащую хлортетрациклин в концентрации 5--100 мг/л, что способствует значительному удлинению сроков ее сохранения.

2. Погружение рыбы в охлажденную до 1 --1,5°С морскую воду с содержанием в ней всего 2 мг/л хлортетрациклина.

3. Содержание рыбы на льду, в составе которого имеется хлортетрациклин в концентрации 1--2 мг/л воды, удлиняет срок хранения свежей рыбы на 5 суток и более. [23]

3.5 Антибиотики и сохранение молока и молочных продуктов

В производстве и хранении сыров, а также при хранении молока используется антибиотик низин, образуемый различными: штаммами молочнокислых стрептококков. Низин обладает узким спектром антимикробного действия, подавляет развитие клостридиальных и других форм бактерий, участвующих в порче сыров.

При пастеризации молочных продуктов, используемых для; приготовления сыров, создаются благоприятные условия для развития клостридиев, приводящих к порче сыра в результате образования газа или токсинов.

Использование низина или непосредственно культур, образующих его, предохраняет сыры от преждевременной порчи.

IV. ВЛИЯНИЕ АНТИБИОТИКОВ НА ОРГАНИЗМ

4.1 Проблемы применения антибиотиков

Экология -- это наука о взаимоотношениях организмов друг с другом и со средой их обитания. Каждый организм, а точнее каждая популяция представляет собою сложную биологическую систему, взаимодействующую с окружающей средой и образующую равновесную систему. Любое вмешательство в эту систему нарушает ее равновесие и часто приводит к необратимым последствиям.

В условиях бурного развития научно-технического прогресса происходит мощное антропогенное воздействие на экосистемы, в результате чего нарушается природная гармония, сложившаяся тысячелетиями, происходят заметные сдвиги в этой системе, создаются условия, приводящие к исчезновению целых видов животных и растений, возникают новые формы микробов, нарушаются иммунные реакции человека.

Наука об антибиотиках и ее практическое приложение внесли свой негативный вклад в экологическую стабильность. Их воздействие на окружающую среду можно проследить по крайней мере по двум направлениям: промышленное получение антибиотиков и их практическое использование.

Промышленное получение антибиотиков, как уже отмечалось, включает четыре основные стадии, каждая из которых должна осуществляться с учетом факторов возможного неблагоприятного воздействия на окружающую среду, на изменение экологического фона.

На первой стадии, связанной с получением высокоактивных штаммов продуцентов антибиотических веществ, широко используются различные химические мутагены, приводящие к изменениям в ДНК микроорганизмов. Среди наиболее активных мутагенов можно назвать соединения, состоящие из бифенильного ядра, в параположении которого имеется нитрогруппа. К ним относятся динитрофенантренхинон, тринитрофенантренхинон, тринитробифенол-2-карбоновая кислота и ряд других.

При неосторожной работе с такими препаратами они могут попасть в окружающую среду и вызвать неконтролируемые мутации не только у микроорганизмов, но и у других видов живых существ. Применение генно-инженерных манипуляций при конструировании различных микроорганизмов -- продуцентов антибиотиков -- не исключает возможности потери этих штаммов и их размножения в естественных условиях. Хотя возможности развития микробов, полученных генно-инженерным способом, в природных условиях весьма ограничены, тем не менее здесь должна быть проявлена максимальная осторожность работы с ними, полностью исключающая их попадание в окружающую среду.

Приведенные примеры требуют от генетиков, биохимиков, микробиологов и микологов, занимающихся проблемами антибиотиков, большой ответственности за результаты своих экспериментов, строгого соблюдения правил и условий работы, необходимости помнить о возможности нарушения сложившегося в природе экологического равновесия.

На стадии биосинтеза антибиотика возможны случаи заметного вмешательства в окружающую среду. На этом этапе промышленного получения антибиотиков нередко нарушается процесс развития продуцента антибиотика в ферментере, связанный с фаговым заражением культуры, с загрязнением посторонней микрофлорой и другими факторами, в результате чего содержимое ферментера необходимо слить в трап. Здесь недопустима халатность исполнителей указанной операции: сливать культуру продуцента в трап можно только после ее предварительной стерилизации. При нарушении этого основного правила может произойти резкий сдвиг в экологическом равновесии водного бассейна, куда попадет такая культура микроорганизмов в большом количестве.

Серьезные экологические проблемы возникают при промышленном производстве антибиотиков в связи с защитой водоемов от сточных вод, образующихся в большом объеме при биотехнологическом процессе. Основным способом очистки сточных вод и защиты от них естественных водоемов является строительство дорогостоящих специальных очистных сооружений, а также замкнутых систем водооборота.

В процессе биотехнологического процесса получения антибиотиков наиболее загрязненными сточными водами оказываются отработанные нативные растворы, содержащие различные высокомолекулярные и ннзкомолекулярные органические и синтетические неорганические вещества.

В последние годы перед спуском сточных вод в очистные сооружения отработанные нативные растворы подвергают предварительной обработке: ультрафиолетовому облучению с одновременным введением окислителя, или фотохимическому окислению, или используют иные способы, позволяющие осуществить деструкцию высокомолекулярных органических соединений с образованием низкомолекулярных веществ, поддающихся биологическому окислению в системе очистных сооружений.

Важную задачу защиты окружающей среды в процессе промышленного получения антибиотиков представляет проблема резкого сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу. Решение ее связано с глубокой очисткой дымовых газов и с исключением рассеивания в атмосфере конечного продукта.

Более полное и наиболее рациональное решение вышеназванных проблем связанных с защитой окружающей среды при промышленном производстве антибиотиков, должно базироваться на современных принципах разработки биотехнологических производств, основанных на безотходной или хотя бы малоотходной технологии. Это наиболее прогрессивный путь решения экологических проблем в области антибиотикообразования.[24]

4.2 Действие антибиотиков на микрофлору кишечника животных

На микрофлору кишечника действие антибиотиков сводится к следующему.

Антибиотики способствуют увеличению числа полезных микроорганизмов, синтезирующих витамины и преобладающих над патогенными формами.

Уменьшают число вредных для организма микробов, использующих витамины, образующих токсины и способные к патогенности или к условной патогенности.

Оказывают влияние на микроорганизмы, присутствующие в кишечнике, способствуя образованию устойчивых штаммов, которые оказываются менее вредными для животного, изменяют метаболизм микробов, изменяют энергию потребления веществ в рубце, снижают активность нормальной флоры и повышают чувствительность к фагоцитозу.

Способствуют перемещению микроорганизмов в кишечнике животного.

5. Снижают субклинические инфекции, нередко замедляющие развитие молодняка; повышают общий тонус защитных реакций

организма.

6. Снижают рН кишечного содержимого, уменьшают поверхностное натяжение клеток организма и ускоряют их деление.

Все это благоприятно действует на организм животного и способствует более быстрому росту при одних и тех же затратах кормовых единиц.[24]

4.3 Влияние немедицинских антибиотиков на человека

Несмотря на заманчивые перспективы использования антибиотиков в кормлении животных, при сохранении продуктов питания, необходимо очень осторожно и внимательно относиться к их применению. Попадание даже незначительных концентраций, этих биологически активных веществ с продуктами питания в организм человека может вызвать у него развитие резистентных, форм микроорганизмов, что затруднит применение антибиотиков в случае заболевания; кроме того, это может быть причиной возникновения дисбактериозов и аллергических реакций.

При использовании антибиотиков в указанных целях необходимо иметь в виду, что антибиотические вещества, применяемые в медицинской практике, не могут быть включены в число добавок. к кормам сельскохозяйственных животных, употребляться в пищевой и консервной промышленности. Это правило, введенное в нашей стране и в ряде других государств, связано с предупреждением процесса возникновения и распространения резистентных к. антибиотикам форм микроорганизмов.

Применение антибиотиков в животноводстве, растениеводстве, в пищевой и консервной промышленности должно быть под строгим и тщательным контролем соответствующих компетентных органов. В этом важном деле исключается какая-либо самодеятельность, связанная с отсутствием' элементарных знаний о проблемах возникновения форм микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам.[25]

4.4 Непосредственное действие антибиотиков на организм животного

Действие антибиотиков на рост животных прежде всего связано с изменением кишечной микрофлоры под влиянием этих веществ. Однако данные более позднего периода исследований указывают на непосредственное влияние антибиотиков на организм животного. Прямое действие этих веществ на организм проявляется в многообразных формах.

Ткани увеличивают скорость абсорбции и стимулируют потребление метаболитов, одновременно с этим снижается расход кормов.

В организме отмечается синергизм гормонов, увеличивается количество ростовых гормонов, усиливается процесс потребления пищи, возрастает приспособляемость организмов к неблагоприятным условиям.

Под влиянием антибиотиков снижается потребность животного в витаминах, увеличивается синтез витаминов тканями, стимулируется синтез сахаров и витамина А из каротина. Организм меньше образует побочных продуктов, увеличивается скорость синтеза форментов, снижается образование метана, возрастает количество летучих кислот, которые легко усваиваются животными.

Таким образом, стимулирующее действие суббактериостатических доз антибиотиков на организм животных и особенно на молодняк связано со многими факторами. Специфической же особенностью этих физиологически активных веществ следует считать их действие, на микробный метаболизм пищевого тракта животных. Но эффективность антибиотиков и других микробных продуктов метаболизма обусловлена особыми веществами роста, или стимуляторами.

Применение антибиотиков в животноводстве неуклонно расширяется. Однако такая тенденция способствует увеличению числа, микроорганизмов, несущих множественную антибиотикорезистентность, что, в свою очередь, создает условия для передачи устойчивости микроорганизмов от животных к человеку. Поэтому к проблеме использования антибиотиков в животноводстве следует подходить очень осторожно, учитывая возможные отрицательные последствия.[25]

4.5 Последствия использования антибиотиков

Широкое применение разнообразных по химической природе и спектру антимикробного действия антибиотиков в медицинской практике, сельском хозяйстве и пищевой промышленности сопровождается нарушением микробного экологического равновесия в различных природных очагах, и что особенно существенно, -- в организме человека. Особенно заметно это может сказаться на нарушении микробного равновесия в полости рта, в кишечнике» микрофлора которого играет огромную роль в обмене веществ. Такие нарушения могут быть связаны, во-первых, с тем, что антибиотические вещества подавляют развитие лишь определенных чувствительных к ним форм микроорганизмов; во-вторых, массовое практическое использование антибиотиков стимулирует возникновение и распространение в природе атипичных штаммов известных групп микроорганизмов, в той или иной степени резистентных к этим биологически активным соединениям. Для борьбы с возникающими резистентными к антибиотикам формами микроорганизмов в практику вводят все новые антибиотические препараты, а это, в свою очередь, ведет к появлению новых устойчивых форм микроорганизмов. Возникает своеобразный «порочный круг».

Использование на практике значительного числа антибиотических веществ, широкое распространение в природе ксенобиотиков и большого числа химически синтезированных препаратов применяемых в сельском хозяйстве, приводит к заметным изменениям экологического фона, в сфере действия которого находятся, уже известные антибиотики. Все это вместе взятое приводит к изменению реакции организма на вводимый ему антибиотик (появление аллергических реакций, снижение действия препарата и др.). Указанные явления нельзя не учитывать в практической медицине.

Отмеченные аспекты ставят ряд проблем по детальному изучению воздействия антибиотиков на состояние экологических систем как внутри организма человека и животных, так и в окружающей среде. Игнорировать воздействие антибиотических веществ, на экологическое равновесие -- значит допускать непростительную ошибку по отношению к человеку и к природе в целом.[25]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наука об антибиотиках продолжает быстро развиваться. С одной стороны, продолжаются поиски новых, еще более эффективных препаратов, образуемых различными группами организмов, разрабатываются новые методы поиска и выделения продуцентов новых антибиотиков, в том числе противоопухолевых и антибиотических веществ с иммуностимулирующим и иммуносупрессорным действием. С другой стороны, интенсивно развиваются исследования по направленному биосинтезу разнообразных антибиотиков; расширяются работы по химическому синтезу производных этих веществ, химической модификации природных антибиотиков:

Получение новых антибиотиков при направленном биосинтезе -- один из важнейших разделов современной микробиологии. Для успешного развития этого направления большое значение приобретает изучение путей биосинтеза антибиотиков, изучение факторов, оказывающих влияния на этот процесс.

Немалую роль в производстве необходимых количеств ценнык антибиотических веществ имеет проблема получения высокопродуктивных штаммов продуцентов этих биологически активных соединений с использованием современных методов селекции и генной инженерии, а также разработка наиболее эффективных способов выделения, очистки и стабилизации антибиотиков.

Создание новых и совершенствование существующих технологических процессов получения антибиотиков -- главнейшая задача современной биотехнологии производства этих биологически активных веществ, предусматривающая разработку экологически чистых безотходных технологий, получение высококачественных препаратов.

В науке от антибиотиках большую роль призваны сыграть исследования химиков и биохимиков в тесном содружестве с микробиологами и микологами.

При широком применении антибиотиков в медицине, сельском хозяйстве, в пищевой и консервной промышленности возникает первоочередная необходимость точного определения механизмов действия этих физиологически активных веществ. Для большинства антибиотиков, уже нашедших практическое использование, механизм их биологического действия пока не до конца выяснен.

Расширяются работы по созданию лекарственных форм антибиотиков с пролонгированным действием; большое внимание уделяется липосомальным антибиотическим препаратам, пригодным для внутривенного, интрадермального и местного применения.

Глубокое и всестороннее изучение физиологии и биохимии продуцентов антибиотиков и самих препаратов -- актуальный вопрос учения об антибиотических веществах.

Успешное решение всех проблем, относящихся к антибиотикам, возможно лишь при совместной работе специалистов различных направлений.

Учение об антибиотиках остается и еще длительное время будет оставаться одним из интереснейших разделов естествознания как в теоретическом, так и в практическом отношении.

Список использованных источников:

1. Громов Б.В., Павленко, Г.В. Экология бактерий/ Б.В. Громов - Л., 1989. - 246с.

2. Покровский, В.Н. Антибиотики и бактерии/ В.Н. Покровский- М., 1990.- 64с.

3. Тихонович, В. Химия и биология/ В. Тихонович- М., 2006.-310с.

4. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А. Микробиология, санитария и гигиена/ К.А. Мудрецова-Висс-Владивосток,1997.-312с.

5. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиков/ Н.К. Егоров-М.,-1994.-528 с.

6. Асонов Н.Р. Микробиология/ Н.Р. Асонов- М.,-2001.-358с.

7. Аркадьева З.А. Промышленная микробиология/ З.А Аркадьева-М,-1994.-265с.

8. Шлегер Г. Общая микробиология/ Г Шегель-М.,-1987.-283 с.

9. Текутьева Л.А. Производство мясопродуктов с использованием стартовых культур и дальневосточных балзамов/ Л.А. Текутьева- Владивосток,-2006.- 108с.

10. Тихонов И.В. Биотехнология/ И.В. Тихонов- СПб,-2008.-350 с.

11. Егоров Н.С. Промышленная микробиология/ Н.С. Егоров-СПб,-1998.-688с.

12. Овчинников Ю.А. Химия жизни/Ю.А. Овчинников- М..-1990.- 480 с.

13. Емельяненко П.А. Микробиология/ П.А. Емельяненко-М.,-1982.-304с.

14. Рубина Е.А., Малыгина В.Ф. Микробиология, физиология питания, санитария/ Е.А. Рубина, В.Ф. Малыгина- М.,-2010.- 320 с.

15. Смирнов В.В., Василевская И.А. Антибиотики/ В.В. Смирнов, И.А. Василевская-Киев,-1985.-560 с.

16. Павлович С.А.Практикум по микробиологии/С.А. Павлович-СПб-1993.-200с.

17. Текутьева Л.А. Пищевые и биологически активные добавки/Л.А. Текутева- Владивосток,-2008.- 430с.

18. Нетрусов А.И. Микробиология/А.И. Нетрусов- М.,-2006.-283с.

19. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология/ П.А. Емельяненко-М.,-1999.-283с.

20. Бочаров Д.А. Ветеринарная санитария и гигиена производства в мясной промышленности/ Д.А. Бочаров-М.,- 1990.- 490с.

21. Антибиотики и их продуценты (Сборник работ) М.,-1975.- 570 с.

22.Лабинская А.С. Микробиология/ С.А Лабинская-М.,-1998.-540с.

23. Лысак В.В. Санитарная микробиология/В.В. Лысак-М,.-1999.-234с.

24. Воробьев А.А. Микробиология и иммунология/ А.А. Воробьев-СПб-464с.

25. Колешко О.И. Микробиология и вирусология/О.И. Колешко-М.-1999-452с.

Размещено на Allbest.ru