Antibiotikai: Mokslo sriuba apie atradimus, atsparumą ir alternatyvas
Antibiotikai - gyvybes gelbstinti priemonė, tapusi ir iššūkiu. Nuo atsitiktinio atradimo iki globalios problemos - antibiotikų istorija yra mokslo, medicinos ir visuomenės sąveikos pavyzdys. Aptarsime, kaip atsirado antibiotikai, kokios problemos kyla dėl jų naudojimo ir ką daro mokslininkai, kad išspręstų šią problemą.
Atsitiktinis atradimas, pakeitęs mediciną
Antibiotikų era prasidėjo netikėtai. 1928 m. anglų biologas Aleksanderis Flemingas, grįžęs po vasaros atostogų į laboratoriją, pastebėjo keistą dalyką. Petri lėkštelėse, kuriose augino bakterijų kultūras, atsirado pelėsinis grybas. Aplink šį grybą bakterijos stafilokokai nesidaugino. Flemingas suprato, kad grybo išskyros slopina bakterijų augimą. Šią medžiagą jis pavadino penicilinu. Šis atradimas atvėrė naują puslapį medicinoje, leidžiantį veiksmingai kovoti su bakterinėmis infekcijomis.
Antibiotikų naudojimo mastas ir atsparumo problema
Antibiotikai greitai tapo plačiai naudojami visame pasaulyje. Pavyzdžiui, JAV kasmet išrašoma apie 150 milijonų antibiotikų receptų. Tačiau pernelyg dažnas ir neatsakingas antibiotikų vartojimas sukėlė didelę problemą - bakterijų atsparumą antibiotikams. Ligas sukeliančios bakterijos prisitaikė prie antibiotikų poveikio. Mokslininkai sukūrė naujų antibiotikų, tačiau bakterijos vėl prisitaikė. Ši nuolatinė kova kelia didelį susirūpinimą. Pasaulio sveikatos organizacija perspėja, kad jei nebus imtasi ryžtingų veiksmų, laukia katastrofa.
Acinetobacter baumannii: atsparumo iššūkis
Acinetobacter baumannii bakterijos yra puikus atsparumo antibiotikams pavyzdys. Šios bakterijos išplito daugelio šalių ligoninėse, įskaitant ir Lietuvos gydymo įstaigas. Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro mokslininkas dr. Renatas Krasauskas, ilgą laiką tyrinėjantis šias bakterijas, teigia, kad susidomėjimas jomis išaugo prasidėjus Irako karui, kai daug sužeistų kareivių užsikrėtė jomis lauko ligoninėse. Šiandien Acinetobacter baumannii turi globalią reikšmę - iki 70 proc. atvejų šie mikroorganizmai lemia sergančiųjų mirtį. Pagrindinė priežastis - puikūs bakterijų sugebėjimai prisitaikyti prie aplinkos ir išgyventi nepalankiomis sąlygomis.
Vištienos sriuba: ar tikrai sveika?
Net tradiciniai gydymo būdai, tokie kaip vištienos sriuba, gali kelti riziką dėl antibiotikų naudojimo gyvulininkystėje. Paukštininkystės ūkiuose, siekiant skatinti greitą svorio augimą ir užkirsti kelią ligoms, plačiai naudojami antibiotikai. Verdant sriubą, antibiotikai iš dalies patenka į sultinį ir į žmogaus organizmą. Jų poveikis žmogaus endokrininei sistemai, ypač vaikams, nėra iki galo ištirtas, tačiau galima rizika siejama su hormonų sutrikimais. Didžiausia kenksmingų medžiagų koncentracija kaupiasi paukščio odoje, kauluose, vidaus organuose ir kremzlėse.
Taip pat skaitykite: Pinigų spausdinimo technologijos ateitis
Norint sumažinti riziką, rekomenduojama nupilti pirmąjį sultinį: įdėkite vištieną į šaltą vandenį, užvirinkite, virkite 5-10 minučių, tada visiškai nupilkite šį vandenį, nuplaukite vištieną tekančiu vandeniu, užpilkite šviežiu šaltu vandeniu ir tik tada virkite sultinį tolesniam naudojimui. Prieš verdant sultinį, patartina pašalinti vištienos odą ir riebalus, ypač jei nesate tikri dėl paukščio kokybės. Norėdami praturtinti sriubą maistinėmis medžiagomis ir skaidulomis, įdėkite daug šviežių daržovių - morkų, svogūnų, bulvių, brokolių, žiedinių kopūstų, žalumynų.
Kova su atsparumu: "Horizonto" premija
Europos Sąjunga skiria didelį dėmesį kovai su atsparumu antibiotikams. Pavyzdžiui, pagal programą „Horizon 2020“ įsteigta "Horizonto" premija - vieno milijono eurų skatinamasis apdovanojimas asmeniui ar jų grupei, sukūrusiai greitos diagnostikos testą, kuris padėtų pacientams lengvai nustatyti, ar jiems būtina vartoti antibiotikus, ar ne. Taip siekiama stabdyti žmonių piktnaudžiavimą antibiotikais ir užkirsti kelią antimikrobiniam atsparumui.
Mikrobai kosmose: nauji iššūkiai
Mikroorganizmai kelia iššūkių ne tik Žemėje, bet ir kosmose. Žmogaus mikrobiotą sudaro įvairios bakterijos, virusai, eukariotai ir kiti mikroorganizmai, bendrai vadinami archėjomis. Šie mikrobai, randami ant odos, organizmo viduje, yra ypač svarbūs - prisideda prie medžiagų apykaitos ir imuninės sistemos funkcijų stiprinimo. Todėl net ir visiškai sterilioje tarptautinėje kosminėje stotyje, kuri yra uždara, kartu su astronautų įgula atkeliauja ir gyvena tūkstančiai mikrobų.
Grupė Jet Propulsion Labaratory (JPL) mokslininkų 2019 metais ištyrė tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) randamus mikroorganizmus, siekdami išsiaiškinti jų kilmę. Iš to mokslininkai padarė išvadą, jog dvi dažniausiai sutiktos bakterijos - Enterobacteriaceae ir Staphylococcaceae yra užaugusios žmogaus organizme, paprastai randamos ant odos, nosies, pilvo ertmėse. Šios sunkiai išvengiamos palydovės esant mikrogravitacijos sąlygoms keičia savybes ir tampa dar sunkiau išnaikinamos, nei Žemėje.
Dar 2006 metais mikrobiologė Cheryl Nickerson atliko salmonelių bakterijų tyrimą. Šių bakterijų kolonija sandariame inde skrido Atlantis erdvėlaiviu, kur mikrogravitacijos sąlygomis praleido 11 dienų, o grįžus į Žemę, šiomis bakterijomis buvo užkrėsta šimtai tiriamųjų pelių. Tuo pat metu buvo vykdytas identiškas eksperimentas - salmonelės bakterijų kontrolinė grupė liko Žemėje, ja užkrėsta kita pelių kontrolinė grupė. Jau po kelių dienų paaiškėjo, jog kosmose užaugusia salmonele užkrėstos pelės susirgo dažniau ir pradėjo mirti dviem dienomis anksčiau už kontrolinės grupės peles. Tai buvo pirmasis in vivo eksperimentas, įrodęs suaktyvėjusį bakterijų pavojų po kosminio skrydžio.
Taip pat skaitykite: Mokslo populiarinimas pasaulyje
Brevundimonas sp. ESA1 bakterinių patogenų bioplėvelės dažnai formuojasi sunkiai pasiekiamose, drėgnose vietose - vamzdynuose, vidinėse sistemose, uždengtose plokštėmis, tarp elektronikos prietaisų, klimato kontrolės ir vandens perdirbimo sistemose. Susiformavus bioplėvelėms atsiranda reali grėsmė įrangos veiksmingumui ir astronautų sveikatai.
Antimikrobinės technologijos kosmose
Siekiant spręsti šią problemą, vystoma keletas antimikrobinių priemonių. Europos kosmoso agentūroje yra plėtojamos savaiminio nusivalymo dangos, paviršius padengiant titano oksidu. Titano oksidas, apšviestas UV šviesos, reaguoja su vandens garų lašeliais, esančiais ore ir skaido laisvuosius deguonies radikalus, kurie žudančiai veikia visas bakterijas.
Kita puiki antimikrobinė technologija, tyrinėjama ir Lietuvoje, yra antimikrobinė fotodinaminė terapija. Šis metodas yra biologijos, chemijos ir fizikos bendradarbiavimo rezultatas, pirmą kartą pradėtas tyrinėti prieš kelis dešimtmečius ir jau taikomas medicinoje. Antimikrobinės fotodinaminės terapijos svarbiausi kompenentai: šviesai jautri medžiaga, vadinama fotosensibilizatoriumi, atitinkamo bangos ilgio šviesa fotosensibilizatoriui aktyvuoti ir deguonis. Sujungus šiuos trims veiksnius į vieną, sužadinamos fotooksidacinės reakcijos, kurių metu išsiskiria ląsteles žudančios reaktyvaus deguonies formos. Šiuo metodu pasiekiamas norimas aukštesnis sterilumo lygis, naikinamos bakterinių patogenų bioplėvelės, randamos ant įvairių paviršių, maiste, vandenyje. Taip pat, naikinami net ir virusai, grybai - tai ypač platus veikimo spektras, lyginant su antibiotikais, veikiančiais tik prieš bakterijas. Kitas antimikrobinės fotodinaminės terapijos privalumas - minėtos ląsteles žudančios reaktyvaus deguonies formos išsiskiria vos per kelias sekundes, todėl procesas greitas ir veikia lokaliai vietas, padengtas fotosensibilizatoriumi.
Šią novatorišką technologiją tiria ir vysto Vilniaus universiteto mokslininkai, fizikos fakulteto fotonikos ir nanotechnologijų instituto apšvietimo grupėje, kuriai vadovauja dr. Pranciškus Vitta. Ši grupė tiria natūralius fotosensibilizatorius: maisto dažiklį, iš augalų išskiriamą chlorofiliną ir vitaminą B2 - riboflaviną. Tyrinėjant fotosensibilizatorius, mokslininkams svarbu sužinoti jų spektrines savybes, taip sužinoma apie jų sandarą, kaip šios savybės keičiasi kintant tirpalo koncentracijoms, vertinamas medžiagos stabilumas šviesoje. Tiriant šviesos sugerties spektrus fotometrijos metodais nustatoma, kuris šviesos bangos ilgis, kitaip tariant kokios spalvos šviesa geriausiai aktyvuos medžiagą ir atskleis didžiausią fotosensibilizatoriaus potencialą. Šis parametras yra labai svarbus renkantis, kurį fotosensibilizatorių geriausia naudoti pasirinktam pritaikymui, juk šios spalvos lempas teks sumontuoti kosminiame laive, norint taikyti inaktyvaciją fotodinamine terapija!
Fotonikos ir nanotechnologijų instituto mokslininkė dr. Irina Buchovec teigia, jog netinkamai parinkta šviesa gali būti kenksminga žmogaus organizmui, kaip pavyzdžiui ultravioletinė spinduliuotė, galinti sukelti odos vėžį. Šios grupės tyrimuose naudojama mėlyna šviesa nekenkia žmogui bei prasiskverbia giliaus, nei ultravioletiniai spinduliai dėl ilgesnio bangos ilgio. Būtent natūralūs fotosensibilizatoriai turi potemcialo sukelti revoliuciją maisto apsaugoje, nes natūraliu fotosensibilizatoriumi padengus šviežius maisto produktus ir reakciją suaktyvinus mėlyna šviesa, maistą būtų galima suvalgyti jo net nenuplovus! Tai neįtikėtinai naudinga siekiant kosmoso sąlygomis pratęsti šviežių produktų galiojimo laiką, apsaugoti kosminėje stotyje augančius vaisius ir daržoves nuo ligų, ir taupyti ypač brangius vandens išteklius.
Taip pat skaitykite: Renginiai Molėtuose: „Mokslo sriuba“
Mokslo sriuba: populiarinant mokslą
TV laida „Mokslo sriuba“ - tai ne pelno siekianti jaunų žmonių iniciatyva populiarinti mokslą visuomenėje. „Mokslo sriubą“ galima ragauti kas antrą antradienį 20:15 val. per LRT Kultūros kanalą. „Mokslo sriuba“ kuriama bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu. Laida siekia suprantamai ir įdomiai pateikti sudėtingus mokslo klausimus, įtraukiant žiūrovus į mokslo pasaulį. Anot Vilniaus universiteto prof. dr. Miko Vengrio, įprastai į gyvenamuosius namus yra vedami keli, maždaug 5 milimetrų skersmens storio, laidai, kurių pakanka visiems elektronikos prietaisams ir dar daugiau. Kaip saulės elementų pagalba yra pagaminama elektra, paaiškinti sunku, tačiau „Mokslo sriubos“ kūrybinė komanda pabandė.
tags: #antibiotikai #mokslo #sriuba