Combattere batteri e virus: sfatare i miti. Come combattere i microbi che causano malattie negli organismi viventi. I batteri più pericolosi

I batteri sono le specie di vita più antiche del pianeta. Si trovano ovunque, anche in luoghi dove altri organismi non possono esistere. Solo una piccola parte di essi è benefica, mentre il resto non solo causa danni al corpo umano, ma anche piante, animali, prodotti, giacimenti minerari. Gli scienziati ne sviluppano costantemente di nuovi per ridurre i loro effetti dannosi sugli organismi viventi.

Come combattere i microbi che causano malattie negli organismi viventi

I microbi patogeni, entrando in un corpo umano indebolito, sviluppano una vigorosa attività vitale, causando varie malattie: mal di gola, polmonite, disturbi lavorativi tratto gastrointestinale, sistema genito-urinario, otite media, ecc.

La ragione dell'indebolimento del corpo può essere:

• fatica;
• ipotermia;
• immunità ridotta;
• stanchezza generale.

Gli agenti causali di malattie come il tifo, il colera, la dissenteria ci arrivano non solo da una persona infetta, ma anche attraverso l'acqua e i prodotti alimentari.

Tipi di lotta contro i batteri patogeni come il monitoraggio costante della qualità dell'acqua e prodotti alimentari, ha portato al fatto che l'umanità si è praticamente sbarazzata di queste malattie.

Prima entrerà acqua nel rubinetto, subisce un certo grado di purificazione in vasche di decantazione, quindi viene fatta passare attraverso filtri speciali e, per distruggere tipi patogeni di microbi, l'acqua viene clorata e fatta passare attraverso la luce ultravioletta.

Molti roditori e insetti sono dannosi per l’uomo perché si diffondono malattie infettive. Al fine di prevenire la diffusione dell'infezione nei locali, i servizi sanitari ed epidemiologici effettuano la disinfezione.

Malattie come la tubercolosi e la brucellosi possono diffondersi nel latte crudo. Per distruggere questo tipo di agente patogeno, viene utilizzata la pastorizzazione ─ riscaldamento prolungato.

L'uomo ha imparato a resistere a molti tipi di microrganismi, già con gioventù i bambini vengono vaccinati, il corpo diventa invulnerabile per molti malattie pericolose. Quando una piccola dose di alcuni agenti patogeni indeboliti di malattie infettive viene introdotta nel corpo, una persona sviluppa l'immunità nei loro confronti.

IN in caso di emergenza, quando una persona non ha l'immunità congenita o acquisita verso l'uno o l'altro tipo di agente patogeno, viene introdotto siero curativo. Si ottiene dal sangue di un animale. Dopo la sua somministrazione si formano anticorpi che sopprimono l'attività vitale delle specie microbiche patogene.

Con la scoperta della penicillina, l'umanità ha fatto grandi passi avanti nel trattamento. malattie purulente causata da microrganismi anaerobici e il trattamento di una malattia che a suo tempo costò molte vite: la polmonite. Grazie agli scienziati, sono stati scoperti microrganismi che producono sostanze che sopprimono o distruggono completamente le forme patogene senza causare danni al corpo umano. Ecco come sono comparsi gli antibiotici.

Controllo dei microrganismi nell'industria

In facile e Industria alimentare Non puoi fare a meno dei batteri. Molti di loro sono utili per fare il vino, prodotti a base di acido lattico, acido acetico, ma molti causano anche danni. Quindi il risultato degli effetti distruttivi dei batteri è.

L'effetto dannoso negli stabilimenti di pasta di legno e carta è che i batteri penetrano nelle pareti delle fibre di tessuti, legno e prodotti di carta, il che porta ad una diminuzione della resistenza delle fibre. In questo caso, i prodotti in tessuto vengono distrutti, si formano dei buchi e il legno si sbriciola.

La lotta contro i batteri nell'industria nella produzione di prodotti a base di acido lattico prevede l'uso della pastorizzazione. Il riscaldamento prolungato ad una temperatura di 60-63⁰С porta alla loro distruzione, mentre qualità del gusto i prodotti non cambiano Succhi di frutta, vini e birra vengono pastorizzati.

La lotta contro i batteri nell'industria prevede il raffreddamento e il congelamento per prevenire i loro effetti dannosi sui prodotti. In questo caso, i microrganismi non muoiono, ma la loro crescita e riproduzione rallentano. A metodi efficaci la conservazione degli alimenti include:

• fumare;
• essiccazione;
• decapaggio;
• salatura;
• aggiungendo molto zucchero.

L'aggiunta di sale o zucchero porta alla disidratazione dell'ambiente in cui si trovano, e questo per loro è distruttivo. Creazione ambiente acido porta al fatto che i processi di crescita sono notevolmente ridotti o si fermano del tutto.

La lotta contro i batteri nell'industria della carta, della pasta di legno e dei tessili prevede la creazione di un assorbente di cellulosa che assorbe i batteri. Il processo consiste nella ritenzione meccanica dei microrganismi livello molecolare. Il trattamento di tessuti e carta con vari reagenti chimici riduce la suscettibilità dei materiali a.

Metodi per proteggere i giacimenti petroliferi dagli effetti dei microrganismi che riducono i solfati

Come risultato della respirazione anaerobica dei batteri che riducono i solfati, viene rilasciato idrogeno che reagisce con il ferro formando ossidi che intasano gli strati superiori dei pozzi petroliferi. Causano anche la corrosione delle condutture e delle comunicazioni sottomarine.

Combattere i batteri che riducono i solfati campi petroliferiè applicare farmaci battericidi e inibitori.

La lotta contro i batteri che riducono i solfati nei giacimenti petroliferi nell'industria della produzione di petrolio avviene utilizzando i seguenti metodi:

• iniezione di cloruro di sodio nella formazione;
• iniezione di acqua mineralizzata decomposta mediante elettrolisi e iniezione di cloro nel serbatoio dell'olio.

I prodotti iniettabili portano alla morte di questo tipo di batteri.

Combattere i microrganismi nell'acquario

Le alghe blu-verdi (cianobatteri) in un acquario si verificano principalmente a causa di scarsa cura dietro di lui. Spesso la comparsa di questi microrganismi in acquario su altre alghe può essere dovuta a alta concentrazione materia organica, che è il loro cibo. La loro comparsa porta a malattie dei pesci e al deterioramento della crescita di altre alghe.

Le principali direzioni della ricerca in microbiologia si basano sullo studio della vita umana e sulle misure per influenzare quelle specie che sono dannose per la nostra salute e ambiente generalmente.

Pensavamo che dopo la scoperta della penicillina non avremmo più avuto paura dei germi. Ma ci sbagliavamo. Questo ricorda una vera guerra. L'uomo sta inventando nuovi mezzi di difesa contro gli attacchi batterici. In risposta, i microrganismi migliorano le armi, addestrano i combattenti, usano mezzi mimetici e gruppi di sabotaggio. Il problema delle infezioni resistenti agli antibiotici è diventato così grave che recentemente vi è stata dedicata una riunione speciale dell'Assemblea generale delle Nazioni Unite. Secondo i dati presentati, ogni anno muoiono almeno 700.000 persone a causa di infezioni resistenti ai farmaci. I microbi che non possono essere sterminati sono alla pari cambiamento globale clima e altri problemi su scala planetaria.

Lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) è un batterio resistente a molti antibiotici (in particolare alle penicilline). Provoca grave polmonite e sepsi. Naturalmente, in realtà il microbo non assomiglia proprio a questo: il ghigno malvagio è la fantasia di un artista. Foto: "Il gatto di Schrodinger"

Nell'inverno del 2003, Ricky Lannetti, un giocatore di football di successo di 21 anni, sviluppò tosse e poi nausea. Pochi giorni dopo, la madre di Ricky costrinse suo figlio a consultare un medico. Tutti i sintomi facevano pensare a un virus influenzale, quindi non ha prescritto antibiotici a Ricky, perché uccidono i batteri, non i virus. Ma la malattia non scomparve e la madre di Ricky lo portò in un ospedale locale: a quel punto i reni del giovane stavano già collassando. Gli furono prescritti due forti antibiotici: cefepime e vancomicina. Ma meno di 24 ore dopo, Ricky morì. I test hanno rivelato che l’assassino era lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), un batterio tossico resistente a molteplici antibiotici.

Ceppi come l'MRSA sono ora chiamati superbatteri. Come gli eroi dei film horror, mutano e acquisiscono superpoteri che consentono loro di resistere ai loro nemici: gli antibiotici.

Fine dell’era degli antibiotici

Nel 1928, al ritorno dalle vacanze, il biologo britannico Alexander Fleming scoprì che le piastre Petri con colture batteriche che aveva incautamente lasciato indietro erano ricoperte di muffa. Persona normale l'avrebbe preso e gettato via, ma Fleming iniziò a studiare cosa accadeva ai microrganismi. E ho scoperto che nei luoghi dove c'è la muffa, non ci sono batteri stafilococchi. È così che è stata scoperta la penicillina.

Fleming scrisse: “Quando mi svegliai il 28 settembre 1928, certamente non avevo intenzione di rivoluzionare la medicina scoprendo il primo antibiotico al mondo, ma immagino che sia esattamente quello che ho fatto”. Il biologo britannico ricevette il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina per la scoperta della penicillina nel 1945 (insieme a Howard Florey ed Ernst Chain, che svilupparono la tecnologia per purificare la sostanza).

Le persone moderne sono abituate al fatto che gli antibiotici sono aiutanti convenienti e affidabili nella lotta contro la malattia malattie infettive. Nessuno si fa prendere dal panico per un mal di gola o un graffio sul braccio. Anche se duecento anni fa ciò poteva portare a gravi problemi di salute e persino alla morte. Il 20° secolo è diventata l’era degli antibiotici. Insieme alla vaccinazione, hanno salvato milioni, e forse miliardi, di persone che sarebbero sicuramente morte a causa delle infezioni. I vaccini, grazie a Dio, funzionano bene (i medici non prendono seriamente in considerazione il movimento sociale degli attivisti anti-vaccini). Ma l’era degli antibiotici sembra volgere al termine. Il nemico sta avanzando.

Come nascono i superbatteri

Le creature unicellulari iniziarono per prime a esplorare il pianeta (3,5 miliardi di anni fa) e combatterono continuamente tra loro. Poi sono apparsi organismi multicellulari: piante, artropodi, pesci... Coloro che mantennero il loro status unicellulare iniziarono a pensare: e se mettessimo fine alle guerre civili e iniziassimo a conquistare nuovi territori? All'interno degli organismi multicellulari c'è sicurezza e cibo in abbondanza. Attacco! I microbi si spostavano da una creatura all'altra fino a raggiungere l'uomo. È vero, mentre alcuni batteri erano “buoni” e aiutavano l’ospite, altri causavano solo danni.

L’uomo ha affrontato ciecamente questi germi “cattivi”: ha introdotto la quarantena e praticato i salassi (per molto tempo questo è stato l'unico modo combattere tutte le malattie). Solo nel XIX secolo divenne chiaro che il nemico aveva un volto. Le mani iniziarono a lavarsi, negli ospedali e strumenti chirurgici- processi disinfettanti. Dopo la scoperta degli antibiotici, sembrava che l'umanità li avesse ricevuti mezzi affidabili lotta contro le infezioni. Ma i batteri e altri organismi unicellulari non volevano lasciare il luogo caldo e iniziarono ad acquisire resistenza ai farmaci.

Un superbatterio può resistere a un antibiotico in diversi modi. Ad esempio, è in grado di produrre enzimi che degradano il farmaco. A volte è semplicemente fortunato: a causa delle mutazioni, la sua membrana diventa invulnerabile, il guscio su cui i farmaci avevano precedentemente inferto un colpo schiacciante. I batteri resistenti nascono in modi diversi. A volte, come risultato del trasferimento genetico orizzontale, i batteri dannosi per l'uomo prendono in prestito mezzi utili protezione dalla droga.

Un'altra rappresentazione più realistica della resistenza alla meticillina Staphylococcus aureus(MRSA). Si diffonde ogni anno sempre di più, soprattutto all'interno degli ospedali e tra le persone con il sistema immunitario indebolito. Secondo alcuni rapporti, negli Stati Uniti questo microbo uccide circa 18mila persone all'anno (il numero esatto dei malati e dei morti non può ancora essere determinato). Foto: "Il gatto di Schrodinger"

A volte una persona stessa trasforma il corpo in un centro per l'addestramento dei batteri killer. Diciamo che trattiamo la polmonite con antibiotici. Il medico ha prescritto: devi prendere la medicina per dieci giorni. Ma il quinto giorno tutto scompare e decidiamo che è sufficiente avvelenare il corpo con ogni sorta di cose brutte e smettere di prenderlo. A questo punto abbiamo già ucciso alcuni dei batteri meno resistenti al farmaco. Ma i più forti sono rimasti in vita e hanno avuto la possibilità di riprodursi. Così, sotto la nostra guida rigorosa, la selezione naturale cominciò a funzionare.

“La resistenza ai farmaci è un fenomeno naturale dell’evoluzione. Sotto l’influenza dei farmaci antimicrobici, i microrganismi più sensibili muoiono, ma quelli resistenti rimangono e iniziano a moltiplicarsi, trasmettendo la resistenza alla loro prole e in alcuni casi ad altri microrganismi. ” spiega Organizzazione mondiale assistenza sanitaria.

Gli organismi unicellulari attaccano

Nell'autunno del 2016 si svolge a New York una riunione dell'Assemblea generale delle Nazioni Unite, alla quale partecipano rappresentanti di 193 paesi, cioè praticamente l'intero pianeta. Di solito qui vengono discusse questioni di guerra e pace. Ma ora non stiamo parlando della Siria, ma di microbi che hanno sviluppato resistenza ai farmaci.

La prognosi è triste. “I pazienti trovano sempre più difficile riprendersi dalle infezioni poiché la resistenza degli agenti patogeni agli antibiotici e, peggio ancora, agli antibiotici di riserva è in costante aumento, combinato con lo sviluppo estremamente lento di nuovi antibiotici, ciò aumenta la probabilità che malattie respiratorie e respiratorie infezioni della pelle, infezioni tratto urinario, il flusso sanguigno può diventare incurabile e quindi fatale”, spiega il dottor Nedret Emiroglu dell’Ufficio europeo dell’OMS.

A questo elenco di malattie aggiungerei sicuramente la malaria e la tubercolosi. IN l'anno scorso Sta diventando sempre più difficile combatterli, poiché gli agenti patogeni sono diventati resistenti ai farmaci”, spiega Yuri Vengerov.

Keiji Fukuda, vicedirettore generale dell’OMS per la sicurezza sanitaria, dice qualcosa di simile: “Gli antibiotici stanno perdendo la loro efficacia, quindi le infezioni comuni e le lesioni minori curate per decenni ora possono uccidere di nuovo”.

Modello di batteriofago che infetta un microbo. Questi virus invadono i batteri e ne provocano la lisi, cioè la dissoluzione. Sebbene i batteriofagi siano stati scoperti all'inizio del XX secolo, solo ora hanno cominciato a essere inclusi nei libri di consultazione medica ufficiale. Foto: "Il gatto di Schrodinger"

I batteri iniziarono a resistere con particolare zelo quando divennero antibiotici enormi quantità utilizzato negli ospedali e agricoltura, afferma il biochimico Konstantin Miroshnikov (dottore in scienze chimiche, capo del laboratorio di bioingegneria molecolare presso l'Istituto di chimica bioorganica intitolato agli accademici M.M. Shemyakin e Yu.A. Ovchinnikov RAS). - Ad esempio, per fermare le malattie dei polli, gli allevatori utilizzano decine di migliaia di tonnellate di antibiotici. Spesso per la prevenzione, che consente ai batteri di conoscere meglio il nemico, abituarsi e sviluppare resistenza. Ora l’uso degli antibiotici ha cominciato a essere limitato dalla legge. Credo che il dibattito pubblico su tali questioni e l’ulteriore inasprimento della legge contribuiranno a rallentare la crescita dei batteri resistenti. Ma non li fermeranno.

Le possibilità di creare nuovi antibiotici sono quasi esaurite e quelli vecchi stanno fallendo. Prima o poi ci ritroveremo impotenti contro le infezioni”, ammette Yuri Vengerov. - È anche importante capire che gli antibiotici si trasformano in medicinali solo quando esiste una dose in grado di uccidere i microbi senza danneggiare una persona. La probabilità di trovare tali sostanze sta diventando sempre meno.

Il nemico ha vinto?

L'Organizzazione Mondiale della Sanità pubblica periodicamente dichiarazioni allarmanti: dicono che gli antibiotici di prima linea non sono più efficaci, anche quelli più moderni sono vicini alla capitolazione e non sono ancora comparsi farmaci fondamentalmente nuovi. La guerra è persa?

Esistono due modi per combattere i microbi, afferma il biologo Denis Kuzmin (candidato di scienze biologiche, dipendente del centro educativo e scientifico dell'Istituto di chimica bioorganica dell'Accademia delle scienze russa). - In primo luogo, cercare nuovi antibiotici che colpiscano organismi e bersagli specifici, perché sono gli antibiotici di “grande calibro” che colpiscono contemporaneamente un intero mazzo causano i batteri crescita accelerata resistenza. Ad esempio, è possibile progettare farmaci che inizino ad agire solo se ingeriti da batteri con un determinato metabolismo. Inoltre, i produttori di antibiotici – che producono microbi – devono essere cercati in posti nuovi, coinvolti più attivamente sorgenti naturali, zone geografiche ed ecologiche uniche del loro habitat. In secondo luogo, dovrebbero essere sviluppate nuove tecnologie per ottenere e coltivare produttori di antibiotici.

Questi due metodi sono già in fase di implementazione. Sono in fase di sviluppo nuovi metodi per la ricerca e il test degli antibiotici. I microrganismi che possono diventare le armi di una nuova generazione vengono ricercati ovunque: nei resti di piante e animali in decomposizione, nel limo, nei laghi e nei fiumi, nell'aria... Ad esempio, gli scienziati sono riusciti a isolare una sostanza antimicrobica dal muco che si forma sulla pelle di un rana. Ricordate l'antica tradizione di mettere una rana in un barattolo di latte per evitare che diventi acida? Ora questo meccanismo è stato studiato e si sta cercando di applicarlo alla tecnologia medica.

Un altro esempio. Più recentemente, gli scienziati russi dell'Istituto di ricerca per la ricerca di nuovi antibiotici hanno preso il nome. G.F. Gause esaminò gli abitanti funghi commestibili e ha trovato diversi potenziali fornitori di nuovi farmaci.

Gli scienziati di Novosibirsk, che lavorano nel laboratorio russo-americano di chimica biomedica dell'Istituto di fisica biomedica della filiale siberiana dell'Accademia delle scienze russa, hanno preso una strada diversa. Sono riusciti a sviluppare una nuova classe di sostanze: le fosforil guanidine (difficili da pronunciare e non facili da scrivere). Questi sono analoghi artificiali degli acidi nucleici (più precisamente, i loro frammenti) che penetrano facilmente nella cellula e interagiscono con il suo DNA e RNA. Tali frammenti possono essere creati per ciascun agente patogeno specifico sulla base dell'analisi del suo genoma. Il progetto è diretto dall'americano Sidney Altman (vincitore del Premio Nobel per la Chimica nel 1989 (insieme a Thomas Check). Professore all'Università di Yale. Nel 2013 ha ricevuto una mega borsa di studio russa e ha iniziato a lavorare presso l'Istituto di biologia chimica e medicina fondamentale di l'SB RAS).

Ma le aree più popolari per la ricerca di farmaci contro le infezioni sono i batteriofagi e i peptidi antimicrobici.

Alleati dalla pozzanghera

Da una prospettiva a volo d'uccello, l'edificio IBCh RAS sembra una doppia elica del DNA. E proprio fuori dal cancello c'è una scultura incomprensibile. Il cartello spiega che si tratta di un complesso dell'antibiotico valinomicina con uno ione potassio nel mezzo. Cinquant’anni fa i ricercatori dell’istituto capirono come gli ioni metallici si legano tra loro e poi attraversano la membrana cellulare grazie agli ionofori.

Ora all'IBCh stanno lavorando anche su un altro argomento: i batteriofagi. Si tratta di virus speciali che attaccano selettivamente i batteri. Il capo del laboratorio di bioingegneria molecolare, Konstantin Miroshnikov, chiama affettuosamente le sue cariche batteriofago piccoli animali.

I fagi sono buoni e cattivi allo stesso tempo perché agiscono su un agente patogeno specifico. Da un lato prendiamo di mira solo i microbi che interferiscono con la vita e non disturbano gli altri, ma dall’altro la ricerca del fago giusto richiede tempo, che di solito non è sufficiente”, sorride il responsabile del laboratorio.

In ogni pozzanghera ci sono sia batteri che batteriofagi. Combattono costantemente tra loro, ma per milioni di anni nessuna delle due parti è riuscita a sconfiggere l'altra. Se una persona vuole sconfiggere i batteri che attaccano il suo corpo o le patate in un magazzino, è necessario che i batteriofagi più adatti vengano consegnati nel luogo in cui i batteri si moltiplicano. Ecco una metafora, ad esempio: quando svilupparono la costa delle Sabbie d'Oro in Bulgaria, lì c'erano molti serpenti, poi portarono molti ricci e spostarono rapidamente l'equilibrio della fauna.

Due anni fa abbiamo iniziato a collaborare con il parco agricolo Rogachevo vicino a Dmitrov. Amministratore delegato organizzazione Alexander Chuenko è un ex ingegnere elettronico e un capitalista illuminato, non estraneo all'approccio scientifico, dice Konstantin. - Il raccolto di patate è stato divorato dai batteri pectolitici, marciume molle che vive nei magazzini. Se il problema non viene risolto, le patate si trasformano rapidamente in tonnellate di liquame puzzolente. Il trattamento delle patate con fagi, come minimo, rallenta drasticamente lo sviluppo dell'infezione: il prodotto conserva il suo gusto e la sua presentazione più a lungo sia nello stoccaggio che sugli scaffali dei negozi. Allo stesso tempo, i fagi hanno attaccato i microbi putrefattivi e si sono biodegradati: si sono divisi in particelle di DNA, proteine ​​​​e sono andati a nutrire altri microrganismi. Dopo il successo dei test, la direzione di diversi grandi complessi agricoli si è interessata a tale bioprotezione delle colture.

Come sei riuscito a trovare i batteriofagi giusti e a trasformarli in un antidoto? - chiedo, guardando il fago giocattolo in piedi su una pila di libri.

Per la ricerca c'è metodo classico doppio agar. Per prima cosa, adagiare una sorta di prato di batteri sul primo strato di agar in una capsula di Petri, versare sopra l'acqua dalla pozzanghera e coprire con un secondo strato di agar. Dopo un po', sul prato fangoso appare una macchia pulita, il che significa che il fago ha mangiato i batteri. Isoliamo il fago e lo studiamo.

Il laboratorio di Miroshnikov, insieme a colleghi russi e stranieri, ha ricevuto un finanziamento dalla Fondazione scientifica russa per la ricerca e la diagnosi degli agenti patogeni delle patate. C'è qualcosa su cui lavorare qui: batteri vegetali studiati molto meno di quelli umani. Tuttavia, ci sono anche molte incognite riguardo al nostro corpo. Secondo gli scienziati, i medici esaminano una persona in modo diverso: tutti i test e gli esami sono orientati agli antibiotici e la terapia fagica richiede altri metodi.

La terapia fagica non è una medicina nel senso attuale, ma piuttosto servizio completo, che include diagnosi e selezione rapide il rimedio giusto contro uno specifico agente patogeno. In Russia, i preparati fagici sono inclusi nell'elenco medicinali, ma non menzionato in raccomandazioni metodologiche per i terapisti. Quindi i medici che ne sono a conoscenza sono costretti a usare i fagi a proprio rischio e pericolo. E in Polonia, ad esempio, la legislazione afferma che se un paziente non può essere curato con i metodi della medicina tradizionale basata sull’evidenza, si può almeno ricorrere alla danza con il tamburello, all’omeopatia o alla terapia fagica. E all'Istituto Hirschfeld di Wroclaw, i fagi vengono utilizzati come personalizzati cure mediche. E con grande successo, anche in caso di trascuratezza infezioni purulente. L'uso dei fagi è un metodo scientificamente fondato e biologicamente comprensibile, anche se non banale, conclude Miroshnikov.

I peptidi sono una famiglia di sostanze costituite da residui di amminoacidi. Recentemente, gli scienziati considerano sempre più i peptidi come base per i futuri farmaci. Non stiamo parlando solo di agenti antibatterici. Ad esempio, all'Università statale di Mosca. M.V. Lomonosov e l'Istituto di ricerca di genetica molecolare dell'Accademia delle scienze russa hanno creato un farmaco peptidico che normalizza la funzione cerebrale, migliora la memoria, l'attenzione e la resistenza allo stress. Foto: "Il gatto di Schrodinger"

Ed ecco le notizie dalla città della scienza di Pushchino. Scienziati del ramo dell'Istituto di Biochimica dell'Accademia Russa delle Scienze, dell'Istituto di Biofisica Teorica e Sperimentale dell'Accademia Russa delle Scienze e dell'Istituto di Biochimica e Fisiologia dei Microrganismi da cui prende il nome. G.K. Scriabin RAS ha studiato come l'enzima del batteriofago T5 agisce sull'E. coli. Cioè, non lavoravano con i batteriofagi stessi, ma con le loro proteine ​​enzimatiche. Questi enzimi distruggono le pareti cellulari dei batteri: iniziano a dissolversi e a morire. Ma alcuni microbi hanno una membrana esterna affidabile e questo metodo non funziona su di loro. A Pushchina hanno deciso di utilizzare sostanze che aumentano la permeabilità della membrana per aiutare l'enzima. Come risultato di esperimenti su colture cellulari coli Gli scienziati hanno scoperto che insieme l'enzima e l'agente distruggono i batteri in modo molto più efficace che separatamente. Il numero di cellule sopravvissute è stato ridotto di quasi milioni di volte rispetto all'esperimento di controllo. Antisettici comuni economici, come la clorexidina, venivano usati come sostanza ausiliaria e in concentrazioni molto basse.

I fagi possono essere utilizzati non solo come medicinali, ma anche come mezzo per aumentare l'efficacia delle vaccinazioni.

Nell’ambito di un progetto che ha ricevuto il sostegno del Ministero dell’Istruzione e della Scienza della Russia, utilizzeremo le proteine ​​del batteriofago per migliorare le proprietà immunogeniche di un antigene artificiale”, afferma il microbiologo Andrei Letarov (Dottore in Scienze Biologiche, capo del laboratorio di virus dei microrganismi presso l'Istituto di microbiologia S.N. Vinogradsky, Centro federale di ricerca di biotecnologia RAS). - Per questo ci sono frammenti di antigene Ingegneria genetica reticolati con alcune proteine ​​batteriofagiche che sono in grado di assemblarsi in strutture ordinate, come tubi o sfere.

Come spiega lo scienziato, tali strutture con le loro proprietà assomigliano a particelle di virus patogeni, sebbene in realtà non rappresentino alcun pericolo per l'uomo e gli animali. Il sistema immunitario è molto più disposto a riconoscere tali particelle simili a virus e sviluppa rapidamente una risposta anticorpale. Questo è il percorso verso la creazione di un vaccino migliorato che, oltre alla tradizionale protezione a lungo termine, fornirà un rapido effetto protettivo per prevenire la diffusione della malattia nel sito dell’infezione.

Immunità ai vermi e ai suini

Il ricercatore junior presso il Centro educativo e scientifico dell'Istituto di biochimica e chimica dell'Accademia russa delle scienze Pavel Panteleev (dottorato in scienze chimiche) ama andare in bicicletta in montagna. Ama anche studiare gli invertebrati marini, più precisamente i loro peptidi antimicrobici, che ogni giorno combattono i batteri negli esseri viventi. I peptidi sono i fratelli minori delle proteine: anch'essi sono costituiti da aminoacidi, solo che non ce ne sono più di cinquanta, mentre le proteine ​​​​ne contengono centinaia e migliaia.

All’inizio di ogni articolo sui peptidi c’è scritta qualcosa come questa frase: “C’è urgente bisogno di creare nuovi antibiotici, perché quelli vecchi non funzionano più a causa della resistenza e i peptidi antimicrobici ce l’hanno proprietà meravigliosa- la resistenza da parte dei batteri si sviluppa con grande difficoltà." Il centro educativo e scientifico dove lavoro è alla ricerca di peptidi che ci permettano di resistere microrganismi patogeni, dice Paolo.

Oggi si conoscono più di 800 di questi peptidi, ma non tutti funzionano negli esseri umani. I farmaci a base di peptidi falliscono di volta in volta test clinici: non è possibile trovare strutture stabili che lo sarebbero la giusta quantità inserito Posto giusto e non ho chiamato effetti collaterali. Tendono ad accumularsi nell'organismo: ad esempio, possono uccidere un'infezione, ma non essere escreti nelle urine, ma rimanere nei reni.

Stiamo studiando gli anellidi marini”, afferma Pavel. - Insieme ai colleghi dell'Istituto medicina sperimentale Abbiamo isolato due peptidi dai vermi dell'Arenicola marina (vermi della sabbia marina) e li abbiamo studiati. Quando ero uno studente laureato, siamo andati anche nel Mar Bianco a cercare vermi, ma non abbiamo mai trovato nuovi peptidi. Naturalmente, ciò potrebbe essere dovuto a tecniche di ricerca imperfette, ma molto probabilmente questo verme ha in realtà solo due peptidi e questo è sufficiente per proteggersi dagli agenti patogeni.

Perché i vermi, sono più facili da studiare?

Il fatto è che esiste un concetto secondo il quale gli antichi invertebrati avevano un sistema immunità innata deve essere molto forte, perché molti di loro non vivono più condizioni favorevoli habitat ed esistono ancora. Ora uno degli oggetti della mia ricerca sono i peptidi del granchio a ferro di cavallo.

Pavel tira fuori il telefono e mostra qualcosa con un guscio di tartaruga e un mucchio di disgustose zampe di granchio. Questo può essere visto solo in un film horror o in un brutto sogno.

Batteriofago. La sua altezza effettiva è di circa 200 nanometri. L'ispessimento nella parte superiore è chiamato testa. Contiene acido nucleico. Foto: "Il gatto di Schrodinger"

Ma non importa cosa studi, se vermi, granchi o maiali, continua Pavel. - In tutti gli organismi esaminerai gli stessi tessuti e cellule in cui si trovano i peptidi. Ad esempio, le cellule del sangue sono neutrofili nei mammiferi o emociti negli invertebrati. Non si sa ancora il motivo, si possono solo avanzare ipotesi, anche umoristiche. Un maiale non è un animale particolarmente pulito, quindi ha bisogno di più protettori che impediscano ai batteri del suo bagno di fango di infettare il corpo con qualsiasi cosa. Ma esiste una risposta universale: in ogni caso specifico tutti i peptidi necessari per proteggere il corpo.

Perché i peptidi sono migliori degli antibiotici?

I peptidi sono progettati in modo intelligente. A differenza degli antibiotici, che di solito agiscono su un bersaglio molecolare specifico, i peptidi sono incorporati nella parete cellulare batterica e formano in essa strutture speciali. Alla fine, la membrana cellulare collassa sotto il peso dei peptidi, gli invasori penetrano e la cellula stessa esplode e muore. Inoltre, i peptidi agiscono rapidamente e l’evoluzione della struttura della membrana è un processo molto svantaggioso e difficile per i batteri. In tali condizioni, la probabilità di sviluppare resistenza ai peptidi è ridotta al minimo. A proposito, nel nostro laboratorio studiamo i peptidi non solo di animali, ma anche di piante, ad esempio i composti protettivi di natura proteico-peptidica di lenticchie e aneto. Sulla base di campioni naturali selezionati, creiamo qualcosa di interessante. La sostanza risultante potrebbe essere un ibrido, qualcosa tra il peptide di un verme e il granchio a ferro di cavallo, assicura Pavel.

PS

Vorrei sperare che tra cinque, dieci o venti anni ci sia nuova era lotta contro i microbi. I batteri sono creature astute e probabilmente ne creeranno ancora di più strumenti potenti difesa e attacco. Ma la scienza non si fermerà, quindi in questa corsa agli armamenti la vittoria rimarrà ancora con l'uomo.

L'uomo e i batteri. Metafore

Amici

Membri dello staff- batteri che vivono nel nostro corpo. Secondo alcune stime, la loro massa totale varia da uno a tre chilogrammi e il loro numero è maggiore di quello delle cellule umane. Possono essere impiegati nella produzione (produzione di vitamine), in industria di trasformazione(digestione del cibo) e nell'esercito (nel nostro intestino, questi batteri sopprimono la crescita delle loro controparti patogene).

Specialisti invitati produzione di cibo - l'acido lattico e altri batteri vengono utilizzati per produrre formaggio, kefir, yogurt, pane, crauti e altri prodotti.

Doppi agenti- In realtà sono nemici. Ma furono reclutati e costretti a lavorare per le necessità della nostra difesa. Stiamo parlando di vaccinazioni, cioè dell'introduzione nel corpo di versioni indebolite di batteri.

Bambini adottati- questi non sono più batteri, ma parti delle nostre cellule: i mitocondri. C'erano una volta organismi indipendenti, ma, penetrando attraverso membrana cellulare, hanno perso la loro indipendenza e da allora ci forniscono regolarmente energia.

Operai prigionieri di guerra- I batteri geneticamente modificati vengono utilizzati per produrre medicinali (compresi gli antibiotici) e molte altre sostanze utili.

Nemici

Quinta colonna- alcuni batteri che vivono nel nostro corpo o sulla nostra pelle possono essere del tutto innocui in situazioni normali. Ma quando il corpo è indebolito, si ribellano insidiosamente e passano all'offensiva. Sono anche chiamati ceppi opportunistici.

Fortezze difensive- colonie di batteri che si ricoprono di muco e pellicole che proteggono dagli effetti dei farmaci.

Fanteria corazzata- Tra i batteri resistenti agli antibiotici, ci sono quelli che riescono a rendere il loro involucro esterno impenetrabile alle molecole dei farmaci. La potenza della fanteria è nascosta nello strato di lipopolisaccaride. Dopo la morte dei batteri, questo strato di grassi e zuccheri entra nel flusso sanguigno e può causare infiammazioni o addirittura shock settico.

Basi di allenamento- situazioni in cui sopravvivono i più resilienti e resilienti ceppi pericolosi. Una tale base di addestramento per le forze speciali batteriche può servire come corpo umano che viola il corso dell'assunzione di antibiotici.

Arma chimica- alcuni batteri hanno imparato a produrre sostanze che decompongono i farmaci, privandoli proprietà curative. Ad esempio, gli enzimi del gruppo delle beta-lattamasi bloccano l'azione degli antibiotici del gruppo delle penicilline e delle cefalosporine.

Travestimento- microbi che cambiano il guscio esterno e composizione proteica in modo che i farmaci “non se ne accorgano”.

cavallo di Troia- alcuni batteri utilizzano tecniche speciali per sconfiggere il nemico. Ad esempio, l'agente eziologico della tubercolosi (Mycobacterium tuberculosis) è in grado di penetrare nei macrofagi - cellule immunitarie, che catturano e digeriscono i batteri patogeni erranti.

Super soldati- Questi batteri onnipotenti non hanno paura di quasi nessuna medicina.

Dieci comandamenti del comportamento antibatterico

1. Vaccinarsi in tempo.

2. Candidati antimicrobici solo se prescritto da un medico abilitato.

3. Ancora una volta: non automedicare con antibiotici!

4. Ricorda che gli antibiotici non aiutano contro i virus. Usarli per curare l’influenza e molti tipi di “raffreddore” non solo è inutile, ma anche dannoso. Sembra che questo venga insegnato a scuola, ma durante uno studio del VTsIOM, la domanda “Sei d’accordo con l’affermazione che gli antibiotici uccidono i virus altrettanto bene dei batteri?” Il 46% degli intervistati ha risposto "sì".

5. Assumere il medicinale esattamente nelle dosi e per tutti i giorni prescritti dal medico. Non smettere di prenderlo anche quando ti senti in salute. "Se non completi il ​​trattamento, c'è il rischio che gli antibiotici non uccidano tutti i batteri che hanno causato la tua malattia, che questi batteri mutino e diventino resistenti. Questo non accade sempre, il problema è che non lo facciamo sapere chi potrebbe interrompere il trattamento prematuramente e senza conseguenze”, ammettono gli esperti dell’OMS.

6. Non condividere mai gli antibiotici.

7. Non utilizzare gli antibiotici prescritti in precedenza o quelli rimasti dopo averli assunti.

8. Lavati le mani. Bevi solo acqua pulita.

9. Usare protezioni durante i rapporti sessuali.

10. Evitare il contatto ravvicinato con persone malate. Se sei malato, mostra nobiltà: non cercare di infettare i tuoi compagni di classe, compagni di studio o colleghi. Voglio dire, resta a casa.

Foto: Sabine Dietrich/Rusmediabank.ru

Combattere germi e batteri in casa– misure per eliminare i microbi dannosi nelle aree residenziali.

Rilevanza

Uno di problemi seri al giorno d'oggi è la lotta contro i microbi e la loro riproduzione. I batteri circondano gli esseri umani ovunque e ovunque. Vivono anche all'interno degli esseri umani. Alcuni di essi sono innocui, mentre altri possono essere dannosi per l'organismo e causare malattie infettive, ad esempio mal di gola, influenza, morbillo, polmonite, ecc.

Il pericolo dei germi e dei batteri sta proprio nel fatto che non si vedono, perché sono così piccoli. La lotta contro di loro è costante e globale. La loro completa distruzione è impossibile da ottenere. Tuttavia maggior parte gli agenti patogeni possono essere rimossi dai locali.

Oli essenziali: un'alternativa ai prodotti chimici domestici

IN mondo moderno Esistono molti disinfettanti e prodotti per la pulizia che promettono non solo di pulire completamente la casa dallo sporco, ma anche di distruggere tutti i batteri. Non dimenticare inoltre che questi prodotti sono aggressivi nella composizione che contengono un gran numero di componenti tossici e possono causare allergie. Possono essere facilmente sostituiti con detergenti naturali e agenti antibatterici ad esempio oli essenziali.

Hanno un forte effetto antimicrobico, uccidono numerosi virus, ma sono completamente innocui per il corpo umano.

Possono anche essere usati per uccidere la muffa in casa. In particolare gli oli essenziali di geranio e lavanda svolgono un ottimo lavoro in questo senso.

È noto che con l'aiuto dell'olio essenziale di coriandolo puoi distruggere fino a dodici tipi di batteri, compresi i microbi alimentari e quelli resistenti a alte temperature Staphylococcus aureus.

Bicarbonato di sodio, aceto e sapone da bucato sono innocui e funzionano bene contro i germi

Il bicarbonato di sodio è un eccellente assistente per disinfettare le stanze e eliminare i germi. Non è tossico e resiste bene allo sporco senza danneggiare la superficie. La soda lava bene tutti i piatti, le vecchie macchie di qualsiasi origine e uccide la maggior parte dei batteri pericolosi per l'uomo. Per disinfettare efficacemente una stanza, bisogna ricordarsi anche di lavare con la soda i bidoni della spazzatura della cucina e del bagno. Sono spesso una fonte di infezione.

E un altro buon rimedio per combattere i microbi è il normale aceto da tavola. Uccide anche i germi e ha proprietà battericide. Può essere utilizzato anche per rimuovere odori sgradevoli nell'appartamento. Per fare questo, devi pulire tutti i mobili e gli scaffali della stanza con una spugna imbevuta soluzione di aceto. Questa soluzione può essere utile anche per trattare le assi della cucina in legno, che accumulano molti batteri nelle fessure.

Per evitare molte malattie, dovresti prestare attenzione grande attenzione disinfezione dei locali. L'aria che una persona respira deve essere pulita e priva di impurità. Devi pulire più spesso, ventilare la stanza più spesso e, ancora meglio, avere più case piante da interno, che non solo purificano l'aria, ma creano anche un'atmosfera favorevole in casa.

Salute

Fuori fa freddo da molto tempo, il che significa che inizia la stagione del raffreddore, dell'influenza, del mal di gola e così via. Molte persone hanno così paura di prendere un raffreddore che dichiarano una vera guerra ai virus. Ma quanto sono efficaci tutti i nostri tentativi di assicurarci malattie virali combattendo virus e batteri? In effetti, molti metodi che promettono di ripulire completamente la tua casa dai batteri non sono altro che miti che non aiutano assolutamente a mantenere la salute. Portiamo alla vostra attenzione sei di questi miti popolari.

Mito n.1. È più probabile che prendiamo l’influenza o il raffreddore se ci sediamo in una stanza piena di spifferi o poco riscaldata

In effetti, non esiste assolutamente alcuna connessione tra raffreddore e batteri e il tuo il sistema immunitario abbastanza in grado di far fronte a temperature abbastanza basse senza alcun conseguenze negative per il tuo corpo. Naturalmente, il picco di influenza e raffreddore si verifica in periodo freddo periodo dell'anno, ma il motivo potrebbe essere quello durante questo periodo, una persona trascorre troppo tempo non in una strada fredda, ma in un appartamento riscaldato. Esattamente alle al chiuso i batteri si trasmettono facilmente da una persona all'altra. Puoi installare il sistema di riscaldamento più avanzato e spenderci un sacco di soldi, ma questo, ahimè, non ti renderà più protetto da virus e batteri. Salvo che, puoi iniziare a condurre uno stile di vita eremita e non uscire con nessuno!

Mito n.2. L’uso del disinfettante per le mani aiuterà a proteggersi dall’influenza e dal raffreddore

Al giorno d'oggi tutti i tipi di gel mani antibatterici, salviette, soluzioni alcoliche , per i quali si propone di essere utilizzati sanificazione la pelle delle mani se non c'è sapone e un rubinetto con acqua nelle vicinanze. Indubbiamente, misure così drastiche ti permetteranno di distruggere la maggior parte dei batteri che vivono sulle tue mani; ma, come mostrano le statistiche, chi utilizza regolarmente tali mezzi si ammala non meno degli altri! Tutto è spiegato in modo molto semplice: in effetti, gli agenti antibatterici puliscono le mani, ma ci ammaliamo a causa dei batteri che vengono trasmessi principalmente da goccioline trasportate dall'aria. Ad esempio, il virus dell’influenza si trasmette quando una persona malata starnutisce o tossisce, disperdendo attorno a sé numerosi batteri patogeni. Sfortunatamente, non saremo in grado di sbarazzarcene con l’aiuto di tutti questi popolari agenti antibatterici.

Mito n.3. I batteri lasciano il corpo attraverso il sudore

C'è un malinteso molto popolare secondo cui se vaporizzi completamente il corpo, allora il freddo uscirà con gocce di sudore. Molte persone, sentendo la manifestazione dei sintomi del raffreddore nel corpo, quadrano bagno caldo e cercare di sudare il più possibile. Purtroppo, bagno caldo(sauna, bagno) può solo aiutarti a rilassarti e ad alleviare lo stress (che, tra l'altro, è molto utile anche in caso di raffreddore), ma certamente non può far evaporare i virus dal corpo insieme alle gocce di sudore. E ancora di più Se lo hai fatto, non dovresti entrare in un bagno caldo o in una sauna temperatura elevata> – questo non farà altro che peggiorare lo sviluppo della malattia.

Mito n.4. Batteri e virus possono essere “lavati” fuori casa con agenti antibatterici

Saponi antibatterici e altri prodotti per la pulizia che contengono una gamma di ingredienti piuttosto impressionante (ad esempio, come triclosan o acido benzoico sodico), molti lo considerano quasi una panacea per liberare la casa dai batteri. Ma il problema è che, ad esempio, L'influenza non viene trasmessa da batteri, ma da virus. Veramente, sapone antibatterico in grado di far fronte a infezioni batteriche come stafilococchi o E. coli. Ma questo sapone non è in grado di affrontare i virus allo stesso modo. Se davvero vuoi sbarazzarti dei virus nello stesso modo in cui ti sbarazzi dei batteri, allora dovrai curare la tua casa grande quantità soluzione di cloruro.

Mito n.5. I microrganismi patogeni possono essere distrutti se la stanza viene trattata con una lampada a raggi ultravioletti

Le lampade di disinfezione ultraviolette sono diventate molto popolari negli ultimi anni. Per qualche ragione, le persone hanno iniziato a mostrare molta più fiducia in loro rispetto, ad esempio, ai normali detersivi e prodotti per la pulizia. Il principio di funzionamento di queste lampade è questo agiscono sugli agenti patogeni attraverso le radiazioni ultraviolette, che li uccide. Le lampade, infatti, cominciarono a essere prodotte su scala industriale; venivano utilizzati principalmente per i locali curativi degli ospedali (sale operatorie, reparti). Le persone usano queste lampade da quasi cento anni! Le lampade consentono davvero di uccidere i virus, ma non è stato possibile eliminare completamente virus e batteri patogeni. Il motivo è che le lampade dovevano elaborarle ciascuna centimetro quadrato stanza, cosa possibile solo in una stanza piccola e perfettamente rotonda, al centro della quale c'è una lampada rotonda. Come sapete, le lampade di disinfezione UV hanno la forma di un lungo bastone. Oltretutto, radiazioni ultraviolette non è in grado di distruggere completamente l'aria batteri patogeni, che sono le principali cause di influenza e raffreddore.

Mito n.6. Le ricadute possono essere prevenute raffreddori, se cambi il tuo spazzolino

Credimi, non è necessario sostituire lo spazzolino da denti a meno che le sue setole non si siano consumate nel tempo. Per quanto riguarda raffreddore o influenza, ogni prossima malattia ha un nuovo ceppo. E quel raffreddore o influenza che hai avuto non ti fa più paura, perché il tuo corpo ha già sviluppato l'immunità a questa particolare combinazione di virus. Quindi, la cosa più importante è mantenere l'igiene e non usare lo spazzolino di qualcun altro, anche dopo averlo cotto a vapore in acqua calda.