Antybiotykoodporność bakterii na substancje czynne zawarte w środkach dezynfekcyjnych

• Strona główna
• Artykuły
• Antybiotykoodporność bakterii na substancje czynne zawarte w środkach dezynfekcyjnych

2019-09-23  / Autor: Grzegorz Gromadzki, MEDISEPT Sp. z o.o.

Główną przyczyną nabywania odporności przez bakterie jest nadużywanie antybiotyków. Nabywanie odporności było znane już w 1940 roku, trzy lata przed wprowadzeniem na rynek pierwszego antybiotyku – penicyliny. Obecnie skuteczność antybiotyków staje się szczególnie ważnym problemem w sytuacji, gdy nowe antybiotyki stanowią rzadkość (ostatnia nowa klasa – 1980), natomiast w tym czasie wyłoniły się bakterie, które są odporne jednocześnie na kilka klas antybiotyków.

Określanie skuteczności substancji bójczych

Skuteczność substancji biobójczych, do których zalicza się również antybiotyki, określana jest wartością MIC – minimalnego stężenia hamującego (minimum inhibitory concentration). Im niższa wartość MIC (= niższe wymagane stężenie), tym antybiotyk jest skuteczniejszy. MIC określane jest na kilka sposób. Jako najważniejsze należy wymienić: metodę mikro rozcieńczeń w bulionie, metodę seryjnych rozcieńczeń agaru, metodę dyfuzyjno-krążkową (metoda Kirby-Bauera). Pierwsza z wymienionych polega na dodawaniu rosnących stężeń substancji biobójczej do probówek z bulionem (ciekłego podłoża wzrostowego), które są następnie szczepione określoną ilością komórek. MIC określa się wizualnie jako brak zmętnienia w próbce o danym stężeniu substancji biobójczej. W metodzie seryjnych rozcieńczeń agaru pożywka zawierająca znane, malejące w każdej z serii stężenia antybiotyku zaszczepiana jest określoną liczbą komórek, a następnie rozprowadzana na płytki. Ocenia się hamowanie wzrostu kolonii. W ostatniej metodzie, Kirby-Bauera, komórki są rozprowadzane na płytkę z pożywką agarową, na którą następnie nakładany jest papierowy krążek filtracyjny nasączony znaną ilością antybiotyku. Obserwacja polega na określeniu wielkości promienia strefy hamowania wzrostu kolonii wokół krążka (w zależności od stężenia antybiotyku znajdującego się na krążku).

Rodzaje odporności

Odporność bakterii na antybiotyki można podzielić na dwa rodzaje: naturalną i nabytą. Odporność naturalna jest cechą charakterystyczną dla określonych grup drobnoustrojów, które wykazują się odpornością na pewne antybiotyki, mimo że nie zostały wystawione wcześniej na ich działanie. Odporność naturalna jest kodowana w chromosomach. Przykładowo bakterie Gram-ujemne są naturalnie odporne na wankomycynę. W populacji bakterii wrażliwych na antybiotyki pewne szczepy bakterii mogą nabyć odporność. Jest to odporność nabyta. Odporność nabywana jest według dwóch mechanizmów – nabycia genów lub mutacji punktowej. Mechanizmy działania odporności można podzielić na dwa typy: modyfikacja specyficznego celu antybiotyku oraz aktywne obniżanie stężenia antybiotyku (zwiększanie realnego MIC) poprzez blokowanie wejścia antybiotyku do komórki, wypompowywanie antybiotyku z komórki oraz jego rozkładanie przez enzymy wewnątrzkomórkowe.

Mutacja punktowa

Mutacja punktowa może zachodzić jako naturalne następstwo błędów replikacyjnych. Wiele bakterii posiada cykl namnażania około 20 min, co oznacza, że w ciągu 20 min podwaja się liczba komórek bakterii. Po 10 godzinach namnoży się ponad 1 miliard bakterii. Szybki cykl replikacji DNA powoduje, że w genomie pojawiają się błędy, 1 na 100 000 komórek. Około 99% tych błędów jest korygowanych przez polimerazę DNA, a kolejnych 99% przez pozostałe enzymy „naprawcze”. Oznacza to, że na każdy miliard skopiowanych par zasad, jedna będzie „mutantem” (prawdopodobieństwo 10^-9). Biorąc pod uwagę, że bakterie posiadają w komórce ok. 3x10⁶ par zasad, daje to prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji na poziomie: 3x10⁶x10^-9=3x10^-3. Biorąc pod uwagę ilość komórek bakterii, która jest obecna podczas infekcji w ciele człowieka (ok. 100 tys. komórek na 1 g tkanki lub 1 ml moczu), przypadkowość rodzaju mutacji jednego z 3000 genów bakterii, daje to prawdopodobieństwo istnienia około 100 komórek w populacji podczas infekcji, które posiadają mutację w określonym genie.

Wywołanie mutacji punktowych może nastąpić również ze względu na czynniki środowiskowe, takie jak promieniowanie jonizacyjne, substancje utleniające czy alkilujące. Mutacje tego typu mają mniejsze znaczenie, ponieważ tak skrajne środowisko nie istnieje w nosicielu. Znane są jednak przypadki, że stosowanie dawek antybiotyków poniżej dawki bójczej może powodować mutacje DNA bakterii (np. w hodowli zwierząt).

CAŁY ARTYKUŁ DOSTĘPNY JEST W NR 2/2019 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

środki dezynfekcyjne