Tie nezdolné mikróby... Ako to, že sú tu zase?

VÍRUSY, baktérie, prvoky, huby a iné mikroorganizmy sú tu zjavne už od začiatku — odkedy na zemi existuje život. Mikroorganizmy, čiže mikróby, sú najjednoduchšie formy života. Majú takú úžasnú prispôsobivosť, že dokážu prežiť aj tam, kde by nič iné neprežilo. Nachádzajú sa pri vulkanických prieduchoch na dne oceánu i v zamrznutých arktických vodách. V súčasnosti odolávajú najintenzívnejšiemu útoku zo všetkých — liekom s antimikrobiálnym účinkom.

Už pred sto rokmi ľudia vedeli, že niektoré mikroorganizmy spôsobujú choroby, ale nikto vtedy nepočul o liekoch s antimikrobiálnym účinkom. Keď niekto dostal vážnu infekčnú chorobu, mnohí lekári mu nemali ako pomôcť. Mohli mu poskytnúť len morálnu podporu. Imunitný systém človeka musel zvíťaziť nad infekciou sám. Ak nebol dostatočne silný, malo to tragické následky. Aj malé škrabnutie infikované mikróbmi často viedlo k smrti.

Preto objavenie prvých bezpečných antimikrobiálnych látok znamenalo v medicíne prevrat. V 30. rokoch minulého storočia sa začali v medicíne používať sulfónamidy a v 40. rokoch také antibiotiká, ako je penicilín a streptomycín. * Nasledujúce desaťročia priniesli veľké množstvo ďalších objavov. V 90. rokoch antibiotický arzenál obsahoval okolo 150 zlúčenín rozčlenených do 15 skupín.

Očakávané víťazstvo neprišlo

V 50. a 60. rokoch 20. storočia začali niektorí ľudia oslavovať víťazstvo nad infekčnými chorobami. Niektorí mikrobiológovia dokonca  verili, že tieto choroby už čoskoro prestanú byť nočnou morou. V roku 1969 sa americký minister zdravotníctva pred Kongresom vyjadril, že ľudstvo zanedlho pravdepodobne „zavrie knihu infekčných chorôb“. V roku 1972 laureát Nobelovej ceny Macfarlane Burnet spolu s Davidom Whitom napísali: „Najpravdepodobnejšia predpoveď je, že budúcnosť infekčných chorôb bude veľmi temná.“ Niektorí si naozaj mysleli, že takéto choroby budú úplne odstránené.

Pocit, že infekčné choroby sú už v podstate porazené, viedol mnohých ľudí k prílišnej sebadôvere. Jedna zdravotná sestra, ktorá vedela, aké nebezpečenstvo predstavovali mikróby pred objavením antibiotík, si všimla, že niektoré mladšie sestry začali zanedbávať základnú hygienu. Keď im pripomenula, že si majú umyť ruky, odvrkli: „Neboj sa, teraz máme antibiotiká.“

No spoliehanie sa na antibiotiká a ich nadmerné užívanie malo katastrofálne následky. Infekčné choroby nielenže nezmizli, ale vrátili sa s väčšou silou a stávajú sa hlavnou príčinou úmrtí vo svete! K opätovnému šíreniu infekčných chorôb prispievajú aj také faktory, ako je vojnový zmätok, rozšírená podvýživa v rozvojových krajinách, nedostatok čistej vody, zlé hygienické podmienky, rýchla medzinárodná doprava a zmena celosvetovej klímy.

Rezistentné baktérie

Hlavným problémom, ktorý málokto očakával, je neuveriteľná prispôsobivosť bežných mikróbov. Keď sa však obzrieme späť, ľudia mali očakávať, že mikróby získajú odolnosť voči liekom. Prečo? Zamyslite sa nad podobným prípadom z polovice 40. rokov minulého storočia. Ľudia vtedy začali používať insekticíd DDT. * Spočiatku sa farmári tešili, lebo po postreku hmyz v podstate zmizol. Ale nejaký hmyz prežil a jeho ďalšie generácie už boli voči DDT imúnne. Hmyz, na ktorý DDT už neúčinkoval, sa zakrátko rozmnožil vo veľkom počte.

Škodlivé baktérie ukázali, že majú úžasný obranný systém, ešte skôr ako ľudia začali používať insekticíd DDT a ako začal byť v roku 1944 všeobecne dostupný penicilín. Všimol si to objaviteľ penicilínu, Dr. Alexander Fleming. Vo svojom laboratóriu pozoroval, že každá nasledujúca generácia zlatého stafylokoka (Staphylococcus aureus) má bunkové steny čoraz nepriepustnejšie, a tak je odolnejšia voči lieku, ktorý objavil.

Preto Dr. Fleming už pred 60 rokmi varoval, že škodlivé baktérie môžu v infikovanom tele získať odolnosť voči penicilínu. Keby penicilín neusmrtil dostatočný počet škodlivých baktérií, ich odolné potomstvo by sa opäť rozmnožilo. Choroba by sa objavila znovu a už by sa nedala liečiť penicilínom.

Kniha The Antibiotic Paradox uvádza: „Flemingove predpovede sa ukázali ako pravdivé. Skutočnosť bola vlastne ešte horšia, než predpokladal.“ Ako to? V prípade niektorých  kmeňov baktérií sa zistilo, že gény — miniatúrni nositelia informácií v DNA — produkujú enzýmy, ktoré rušia účinok penicilínu. Preto aj opakovaná liečba penicilínom je často neúčinná. To bol šok!

Od 40. do 70. rokov minulého storočia a do určitej miery aj v 80. a 90. rokoch sa v snahe vyhrať boj s infekčnými chorobami vyvíjali stále nové antibiotiká. Účinkovali na baktérie, ktoré boli odolné voči predchádzajúcim liekom. No vždy sa po niekoľkých rokoch objavili kmene baktérií, ktoré odolávali aj týmto novým liekom.

Ľudia zistili, že baktérie získavajú odolnosť veľmi dômyselným spôsobom. Dokážu zmeniť svoju bunkovú stenu tak, aby cez ňu antibiotiká neprenikli, alebo pozmeniť svoj metabolizmus tak, aby ich antibiotiká nemohli usmrtiť. Okrem toho niektoré baktérie dokážu ihneď vylúčiť antibiotiká, ktoré do nich vniknú, alebo ich rozložiť tak, aby im neškodili.

S rastúcim používaním antibiotík sa začali rozmnožovať a šíriť aj rezistentné kmene baktérií. Znamenalo to koniec antibiotík? Nie celkom. V mnohých prípadoch, ak jedno antibiotikum na nejakú infekciu neúčinkovalo, iné bolo obyčajne účinné. Odolnosť síce spôsobovala problémy, ale až donedávna bola obyčajne zvládnuteľná.

Rezistencia na viaceré lieky

Potom vedci s hrôzou zistili, že baktérie si medzi sebou dokážu vymieňať gény. Najprv si mysleli, že je to možné len medzi baktériami rovnakého druhu. Ale neskôr objavili úplne odlišné druhy baktérií, ktoré mali v génoch zakódovanú rovnakú odolnosť. Teda baktérie rôznych druhov získali odolnosť  voči mnohým bežne používaným liekom výmenou génov s inými baktériami.

Akoby toho ešte nebolo dosť, v 90. rokoch 20. storočia štúdie ukázali, že niektoré baktérie si môžu vytvoriť odolnosť voči viacerým liekom samy. Aj keď sa stretnú len s jedným druhom antibiotík, získajú odolnosť voči viacerým antibiotikám, prírodným aj syntetickým.

Temná budúcnosť

Dnes ešte mnohé antibiotiká u väčšiny ľudí účinkujú. Ale nakoľko budú účinné v budúcnosti? Kniha The Antibiotic Paradox uvádza: „Už nemôžeme očakávať, že nejakú infekciu odstráni prvé zvolené antibiotikum.“ Kniha ďalej píše: „V niektorých častiach sveta je k dispozícii len obmedzené množstvo antibiotík a žiadne dostupné antibiotikum nie je účinné... Pacienti trpia a aj zomierajú na choroby, ktoré podľa niektorých predpovedí spred 50 rokov mali byť už z povrchu zeme odstránené.“

Baktérie nie sú jediné mikroorganizmy, ktoré získali odolnosť voči liekom používaným v medicíne. Ukázalo sa, že aj vírusy, huby a iné drobné parazity majú úžasnú prispôsobivosť a určité ich kmene či druhy môžu zmariť všetky snahy investované do objavovania a výroby liekov, ktoré by boli proti nim účinné.

Čo robiť? Možno rezistenciu odstrániť alebo aspoň dostať pod kontrolu? Ako možno dnes, keď infekčné choroby stále viac sužujú svet, udržať víťazstvo, ktoré kedysi dosiahli antibiotiká a iné lieky s antimikrobiálnym účinkom?

[Poznámky pod čiarou]

[Rámček/obrázok na strane 6]

Čo sú antimikrobiálne látky?

Antibiotiká, ktoré vám predpíše lekár, patria do skupiny liekov nazývaných antimikrobiálne látky. Iným druhom liekov, ktoré spadajú do tejto skupiny, sú chemoterapeutiká. Chemoterapia je liečba chorôb chemickými liečivami. Aj keď sa tento pojem často spája s liečbou rakoviny, pôvodne sa chemoterapia vzťahovala — a ešte sa aj vzťahuje — na liečbu infekčných chorôb. V tom prípade sa hovorí o antimikrobiálnej chemoterapii.

Mikróby alebo mikroorganizmy sú drobné organizmy, ktoré možno vidieť len za pomoci mikroskopu. Antimikrobiálne látky sú chemické látky, ktoré pôsobia proti mikroorganizmom vyvolávajúcim chorobu. Žiaľ, antimikrobiálne látky môžu škodiť aj užitočným mikroorganizmom.

V roku 1941 Selman Waksman, spoluobjaviteľ streptomycínu, použil výraz „antibiotikum“ na antibakteriálne látky produkované mikroorganizmami. Antibiotiká, ako aj iné antimikrobiálne látky používané na liečebné účely majú veľký význam pre svoju selektívnu toxicitu. To znamená, že sú toxické pre určité mikróby bez toho, aby vážne škodili vám.

No všetky antibiotiká sú do určitej miery toxické aj pre ľudský organizmus. Rozmedzie medzi dávkou liečiva, ktorá je účinná proti mikróbom, a dávkou, ktorá je škodlivá pre človeka, vyjadruje takzvaný terapeutický index. Čím vyššie je toto číslo, tým je liek bezpečnejší; čím je toto číslo menšie, tým je liek menej bezpečný. Vedci objavili tisíce antibiotických látok, ale väčšinu z nich nemožno využiť v medicíne, lebo sú pre ľudí či zvieratá príliš toxické.

Prvým prírodným antibiotikom vhodným na vnútorné použitie bol penicilín získaný z plesňovej huby Penicillium notatum. Penicilín prvý raz použili v roku 1941, a to aplikáciou priamo do žily. Krátko nato, v roku 1943, vedci izolovali z pôdnej baktérie Streptomyces griseus látku zvanú streptomycín. Časom ľudia objavili mnoho ďalších antibiotík, či už takých, ktoré pochádzajú zo živých organizmov, alebo takých, ktoré sa vyrábajú synteticky. No baktérie voči mnohým z týchto antibiotík postupne získali odolnosť, čo dnes predstavuje na celom svete medicínsky problém.

[Obrázok]

Kolónia penicilínovej plesne na dne nádoby zabraňuje rastu baktérií

[Prameň ilustrácie]

Christine L. Case/​Skyline College

[Rámček/obrázky na strane 7]

Pôvodcovia infekčných chorôb

Vírusy sú najmenšie mikroorganizmy. Spôsobujú bežné choroby, ako je nádcha, chrípka alebo zápal hrdla. Vyvolávajú však aj také vážne choroby, ako je obrna, ebola a AIDS.

Baktérie sú jednobunkové organizmy, ktoré sú také jednoduché, že im chýba jadro a zvyčajne majú len jeden chromozóm. V našom tele žijú bilióny baktérií, z ktorých väčšina sa nachádza v tráviacom trakte. Pomáhajú nám tráviť potravu a sú hlavným zdrojom vitamínu K, ktorý je nevyhnutný pre zrážanie krvi.

Len asi 300 z približne 4600 známych druhov baktérií sa považuje za patogénne (spôsobujúce chorobu). Napriek tomu baktérie sú príčinou dlhého radu chorôb rastlín, zvierat i ľudí. U ľudí k týmto chorobám patrí tuberkulóza, cholera, záškrt, antrax, zubný kaz, určité druhy zápalu pľúc a viaceré pohlavne prenášané choroby.

Prvoky sú podobne ako baktérie jednobunkové organizmy. Môžu mať jedno i viac jadier. Patria k nim améby a trypanozómy, ako aj parazit spôsobujúci maláriu. Asi tretina druhov prvokov — približne 10 000 — sú parazity, ale len niektoré z nich môžu u ľudí spôsobiť chorobu.

Huby môžu tiež vyvolávať choroby. Tieto organizmy majú jadro a tvoria spletitú sieť vlákien. Najbežnejšie hubové ochorenia sú ochorenia kože, ako napríklad epidermofýcia nôh a kandidóza. Vážne hubové infekčné ochorenia postihujú len tých ľudí, ktorých obranný systém je oslabený podvýživou, rakovinou, liekmi či vírusovými infekciami.

[Obrázky]

Vírus ebola

Baktéria „Staphylococcus aureus“

Prvok „Giardia lamblia“

Kožná huba

[Pramene ilustrácií]

CDC/​C. Goldsmith

CDC/​Janice Carr

S láskavým dovolením Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Obrázok na strane 4]

Alexander Fleming, ktorý objavil penicilín