Отпорни микроби — како настају

ВИРУСИ, бактерије, протозое, гљивице и други микроорганизми очигледно постоје на земљи од када и сам живот. Запањујућа прилагодљивост ових микроба, који спадају у најједноставније организме, омогућава им да опстану у условима у којима би свако друго живо биће угинуло. Они се налазе у врелој води која избија из термалних извора на дну океана, као и у залеђеним водама Арктика. Ти микроби сада одбијају најјаче нападе усмерене против њих — нападе антимикробних средства.

За неке микробе се пре стотину година знало да изазивају болести, али у то време нико није чуо за антимикробна средства. Ако би се неко заразио неком тешком заразном болешћу, лекари су мало тога могли да ураде осим да пруже моралну подршку. Имунолошки систем особе је сам морао да се избори са инфекцијом. Уколико није био довољно јак, последице су често биле трагичне. Чак је и мала огреботина инфицирана микробима веома често доводила до смрти.

Зато је откриће антибиотика — првог нешкодљивог антимикробног медикамента — изазвало револуционарне промене у медицини. a Коришћење сулфонамида 1930-их и медикамената као што су пеницилин и стрептомицин у 1940-им, довело је до мноштва нових открића у наредним деценијама. До 1990-их, арсенал антибиотика обухватао је око 150 компонената сврстаних у 15 категорија.

Неостварена очекивања

До 1950-их и 1960-их неки су почели да славе победу над заразним болестима. Неки микробиолози су чак веровали да ће ове болести  убрзо бити заборављена ноћна мора. Године 1969, министар здравства САД је пред Конгресом говорио о томе како ће за човечанство ускоро „заразне болести бити ствар прошлости“. Године 1972, Меферлејн Барнет, добитник Нобелове награде, и Дејвид Вајт написали су: „Предвиђања што се тиче будућности заразних болести највероватније ће бити изузетно једнолична јер неће бити о чему да се говори.“ Заиста, неки су сматрали да ће све такве болести бити искорењене.

Мишљење да су заразне болести побеђене довело је до претеране самоуверености. Једна медицинска сестра, која је знала какву су озбиљну претњу микроби представљали пре открића антибиотика, запазила је како су неке млађе медицинске сестре биле немарне у одржавању основне хигијене. Када би им скренула пажњу на прање руку, узвратиле би: „Не брини, сада имамо антибиотике.“

Међутим, ослањање на антибиотике и њихова прекомерна употреба довели су до ужасних последица. Заразне болести не попуштају. Штавише, оне се враћају у застрашујућим размерама, постајући тако главни узрочници смрти у свету! Ширењу заразних болести доприносе и други чиниоци као што су ратови, распрострањена неисхрањеност у земљама у развоју, несташица чисте воде, лоши здравствени услови, брз међународни саобраћај и глобалне климатске промене.

Бактерије постају отпорне

Један од главних проблема, који се уопште није могао предвидети, представља запањујућа прилагодљивост уобичајених микроба. Ипак, гледано из данашњег угла, требало је очекивати да ће микроби постати имуни на лекове. Зашто? На пример, размотрите нешто слично што се десило средином 1940-их када се почео користити инсектицид DDT. b У то време су млекари били пресрећни јер су захваљујући прскању DDT-јем муве готово нестале. Међутим неке муве су опстале и њихово потомство је наследило отпорност на DDT. Убрзо су се ове муве, отпорне на DDT, размножиле у огромним размерама.

Чак пре употребе DDT, и пре него што је 1944. пеницилин почео да се користи у лечењу пацијената, дало се наслутити да штетне бактерије имају изванредно одбрамбено оружје. То је схватио Др Александар Флеминг, који је открио пеницилин. Он је у својој лабораторији посматрао како се код преживелих бактерија Staphylococcus aureus развија ћелијска мембрана коју је његов медикамент све теже могао да пробије.

На основу тога др Флеминг је пре неких 60 година упозоравао на то да штетне бактерије код инфициране особе могу постати отпорне на пеницилин. Уколико дате дозе пеницилина не униште довољан број штетних бактерија, од преосталих ће се размножити нове отпорне бактерије. Због тога ће се поново појављивати исте болести које се неће моћи лечити пеницилином.

У књизи The Antibiotic Paradox стоји: „Флемингова предвиђања су се остварила на много катастрофалнији начин него што је и он сам могао да претпостави.“ Како? Па, сазнало се да код неких бактерија гени — сићушни шематски планови унутар ДНК  — производе ензиме који коче дејство пеницилина. Последица тога је да чак и дугачки третмани пеницилином често буду бескорисни. Ово сазнање је изазвало прави шок!

У покушају да се добије битка против заразних болести, од 1940-их па до 1970-их у употребу су редовно увођени нови антибиотици, а то се наставило у нешто мањој мери и током 1980-их и 1990-их година. Тим новим антибиотицима су лечене болести изазване бактеријама које су биле отпорне на раније коришћене лекове. Али у року од неколико година, појавиле су се врсте бактерија које су се супротстављале и овим новим средствима.

Људи су открили да је одбрамбени систем бактерија задивљујуће осмишљен. Бактерије имају способност да мењају ћелијску мембрану како би спречиле улазак антибиотика, или пак да мењају свој хемијски састав, чиме спречавају дејство антибиотика. С друге стране, бактерије могу да избаце антибиотик чим доспе у њих, или га једноставно могу учинити неделотворним тако што га разлажу.

Како су се антибиотици све више користили тако су се све више умножавале и шириле отпорне врсте бактерија. Да ли су антибиотици доживели потпуни пораз? Не, бар у већини случајева. Уколико један антибиотик не делује у случају одређене инфекције, обично делује неки други. Отпорност бактерија ствара неприлике, али с тим се све донедавно углавном излазило на крај.

Отпорност на већину лекова

Међутим, медицински стручњаци су, на своје запрепашћење, открили да бактерије међусобно размењују гене. Испрва се сматрало да само бактерије исте врсте могу размењивати гене. Али касније су у сасвим  различитим врстама бактерија откривени потпуно исти гени који их чине отпорним на антибиотике. Путем такве размене, различите врсте бактерија стварају отпорност на многе лекове који се најчешће користе.

Да ствар буде још гора, истраживања спроведена 1990-их показала су да неке бактерије могу без помоћи других бактерија развити отпорност на лекове. Чак и када дођу у додир само с једним антибиотиком, неке врсте бактерија развијају отпорност на многе антибиотике, како природне тако и синтетичке.

Злослутна будућност

Премда у већини случајева многи антибиотици још увек ефикасно делују, колико ће бити ефикасни у будућности? У књизи The Antibiotic Paradox запажа се: „Више не можемо очекивати да ће свака инфекција бити излечена већ након прве терапије антибиотиком.“ У књизи даље пише: „Пошто је у неким деловима света ограничено снабдевање антибиотицима, то значи да од свих доступних антибиотика ниједан није ефикасан... Пацијенти болују и умиру од болести за које се пре 50 година предвиђало да ће бити искорењене.“

Бактерије нису једини микроби који су постали отпорни на лекове. Вируси као и гљивице и други сићушни паразити такође имају запањујујућу способност прилагођавања, услед чега настају нове врсте које прете да осујете све напоре који се улажу да би се открили и произвели лекови за борбу против њих.

Шта се онда може учинити? Да ли се отпорност бактерија може савладати или бар блокирати? Да ли ће антибиотици и антимикробна средства наставити да односе победу над заразним болестима које задају све више мука човечанству?

[Фусноте]

[Оквир⁄Слика на 6. страни]

Шта су антимикробна средства?

Антибиотици које вам доктор препише спадају у врсту антимикробних средстава, који пак припадају групи лекова који се користе у хемотерапији. Израз хемотерапија односи се на лечење хемијским средствима. Премда се овај израз обично користи у повезаности с лечењем карцинома, првобитно се односио на лечење заразних болести, а и данас указује на то, с тим што се у том случају назива антимикробна хемотерапија.

Микроби, то јест микроорганизми, јесу сићушни организми који се могу видети само помоћу микроскопа. Антимикробни лекови су хемијска средства која делују на микробе узрочнике обољења. Нажалост, они могу штетно утицати и на корисне микробе.

Године 1941, Селман Ваксман, који је учествовао у открићу стрептомицина, применио је израз „антибиотик“ на антибактеријске лекове који се добијају из неких микроорганизама. Антибиотици, као и друга антимикробна средства која се примењују у лечењу, корисни су због такозване селективне токсичности. То значи да могу да униште микробе, а да при том озбиљно не нашкоде нашем организму.

Заправо, сви антибиотици су донекле штетни за наш организам. Сигурносна граница између дозе која ће деловати на микробе и дозе која ће бити штетна по нас назива се терапеутски индекс. Што је индекс већи то је лек безбеднији; и обратно, што је индекс мањи то је лек опаснији. У ствари, пронађено је на хиљаде супстанци које делују као антибиотици, али већина њих не може да се користи у лечењу јер би била превише токсична за људе или животиње.

Први природни антибиотик који се почео уносити у организам био је пеницилин добијен из једне врсте плесни под називом Penicillium notatum. Први пут је дат интравенозним путем 1941. године. Убрзо после тога, 1943. године, из бактерије под називом Streptomyces griseus, која живи у земљи, издвојен је стрептомицин. С временом су откривени још многи други антибиотици, како они који су добијени из природе, тако и синтетички. И поред тога, бактерије су пронашле начине да одоле многим од ових антибиотика, стварајући тако глобалан проблем.

[Слика]

Плесан из које се добија пеницилин, која се види на дну посуде, спречава ширење бактерија

[Извор]

Christine L. Case/Skyline College

[Оквир⁄Слике на 7. страни]

Врсте микроба

Вируси су најситнији микроби. Они су узрочници уобичајених болести као што су прехлада, грип и упале грла. Такође изазивају ужасне болести као што су ебола (епидемична хеморагична грозница) и сида.

Бактерије су једноћелијски организми, толико једноставни да чак немају ни једро и углавном имају свега један хромозом. Бактерија у нашем телу има на билионе, и то углавном у дигестивном тракту. Оне учествују у варењу хране и главни су извор витамина К, који је неопходан за згрушавање крви.

Од 4 600 познатих врста бактерија, само се око 300 сматра патогеним, то јест изазивачима болести. Па ипак, бактерије су узрочници многих обољења код биљака, животиња и људи. Што се људи тиче, оне изазивају болести као што су туберкулоза, колера, дифтерија, антракс, каријес, неке облике запаљења плућа и многе сексуално преносиве болести.

Протозое су, као и бактерије, једноћелијски организми, с тим што оне могу имати више од једног једра. У њих спадају амебе, трипанозоми, као и паразит који изазива маларију. Паразити чине око једне трећине свих живих створења — има их отприлике 10 000 врста — премда су свега неколико њих узрочници обољења код људи.

Гљивице такође могу да проузрокују обољење. Ови организми се састоје од једра и сплета филамената, то јест кончастих нити. Најчешћа гљивична обољења су лишајеви, као што је атлетско стопало, и кандидоза, коју изазива гљивица Candida. Од озбиљних гљивичних обољења обично пате људи чији је одбрамбени систем ослабљен услед лоше исхране, карцинома, употребе дроге или вирусних инфекција које коче рад имунолошког система.

[Слике]

Вирус еболе

Бактерија „Staphylococcus aureus“

Протозоа „Giardia lamblia“

Гљивица која изазива лишај

[Извори]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Courtesy Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Слика на 4. страни]

Александар Флеминг, човек који је открио пеницилин