Антибиотики воздействуют в основном на три различных жизненно важных процесса в обмене веществ бактерий.
Антибиотики группы бета-лактамов, к которой относятся пенициллины и цефалоспорины, разрушают клеточную стенку бактерий. Клеточные стенки бактерий сильно отличаются от внешней оболочки человеческих клеток, поэтому эти антибиотики имеют довольно мало побочных эффектов, если не брать в расчет возможные аллергические реакции. Если клеточная стенка бактерии ослаблена или разрушена, течение важных биохимических процессов нарушается и бактерия погибает или теряет способность к размножению. В этой связи следует объяснить два термина, которые часто употребляются в отношении антибиотиков: бактерицидные антибиотики уменьшают число микробов, т. е. они вызывают гибель бактерий, а бактериостатические антибиотики препятствуют размножению микробов; при этом присутствующие в организме микробы умирают естественной смертью или подавляются иммунной системой. Если ничто не препятствует делению клеток, бактерии могут удваивать свое количество каждые 20 минут и тем самым подавляют защитную систему просто за счет своего количества.
Другие антибиотики тормозят или блокируют функцию ферментов бактерий, без которой химические реакции внутри невозможны. Так, сульфонамиды, которые являются синтетическими антибиотиками, блокируют фермент, необходимый для производства жизненно важной для бактерии фолиевой кислоты. На человеческие клетки, которым также требуется фолиевая кислота, это действие не распространяется.
Аминогликозиды (стрептомицин, гентамицин, тобрамицин) оказывают влияние на образование жизненно важных белков в бактерии. Антибиотики этой группы обладают мощным действием. Их применяют в виде инъекций, чтобы оказать воздействие на весь организм. Аминогликозиды имеют серьезные побочные эффекты, так как они не всегда могут «различить» клетки бактерий и клетки человека. Например, после лечения стрептомицином пациенты часто страдают нарушением слуха. Также возможны тяжелые повреждения почек, кожные высыпания, разрушение костного мозга. Поэтому в высокой дозировке эти антибиотики применяются только при тяжелых инфекционных заболеваниях под наблюдением врачей.
Другой эффективный способ борьбы с бактериями заключается в подавлении деления их клеток. Существует целый ряд методов, с помощью которых различные антибиотики подавляют деление клеток бактерий.
Например, ципрофлоксацин ингибирует фермент ДНК-гиразу бактерии, который в подобной форме встречается и в человеческих клетках, но все же существующие отличия позволяют антибиотику не путать его с ферментом бактерий. Другие антибиотики препятствуют делению бактерий иными способами.
Вы, конечно, можете спросить, почему необходимо разрабатывать и применять так много различных антибиотиков. Если бы Флеминг перед отпуском оставил на своем столе полуоткрытую чашку Петри с энтерококками, а не со стафилококками, ничего необычного не произошло бы. Хотя плесневый гриб попал бы в чашку и попытался отвоевать себе пространство с помощью антибиотического вещества, у него ничего бы не вышло. Дело в том, что энтерококки, вызывающие инфекции мочевого тракта, раневые инфекции и воспаления сердца и мозга, абсолютно равнодушны к этой форме пенициллина.
Многочисленные штаммы бактерий настолько сильно отличаются друг от друга по своему строению и функциям обмена веществ, что для их уничтожения необходимы антибиотики с совершенно разными действующими механизмами. Некоторые бактерии просто не реагируют на тот или иной антибиотик, т. е. являются нечувствительными к нему.
Если антибиотик воздействует на большое число разнообразных бактерий, то его называют антибиотиком с широким спектром действия. Бактерии – это живые организмы, которые за миллионы лет борьбы за выживание научились прекрасно приспосабливаться к меняющимся условиям.
В данном случае речь идет о развитии устойчивости (резистентности) бактерий, о которой мы более подробно поговорим позже. Некоторые микробы довольно быстро развивают устойчивость к антибиотику, который поначалу оказывал на них разрушительное воздействие. Эта высокая способность микробов к адаптации таит в себе большую опасность для медиков и всего человечества. Причину появления множества устойчивых к антибиотикам микробов следует искать в ошибочном и избыточном приеме антибиотиков.