Потенциальные эффекты злоупотребления голоданием/неправильное голодание

[Nedotroga]

И опять о биопленках.

Нажмите тут для просмотра всего текста

Устойчивость бактерий в биопленках и методы борьбы с
биопленками


Бактерии, обитающие в биопленках, существенно отличаются по своим биологическим свойствам от планктонных форм. Наибольшее внимание привлекает взаимодействие биопленок с иммунной системой человека и антибиотикоустойчивость бактерий в биопленках.
Бактерии в составе биопленки становятся труднодоступными для атаки факторов иммунной системы. Например, показано, что лейкоциты, обнаруженные даже внутри биопленок S.aureus, не способны фагоцитировать бактерии.

Предполагается, что в биопленке имеются механизмы, способные ингибировать нормальные функции фагоцитов.
Структура биопленок и особенности физиологии пленочных бактерий обеспечивают многократно повышенную устойчивость сообщества по сравнению с планктонными культурами к антимикробным препаратам.


Оказалось, что микроорганизмы, входящие в состав биопленок, в 100-1000 раз менее чувствительны к большинству антибиотиков и другим биоцидным веществам, чем планктонные клетки. Природа этой устойчивости интенсивно исследуется.


Предполагают, что такая устойчивость может быть обусловлена разными механизмами: 1) затруднением или неспособностью антибиотиков проникать вглубь матрикса; 2) связыванием и инактивацией антибиотика полимерами или белками матрикса; 3) замедленной скоростью деления бактерий в биопленках; 4) наличием в биопленках метаболически неактивных клеток, нечувствительных к антибиотикам.


Способность биопленочных бактерии выживать в присутствии антибиотиков в концентрациях на много превышающих стандартные терапевтические концентрации создает трудности при лечении многих бактериальных инфекций, связанных с формированием в организме биопленок.

В настоящее время популярно представление о существовании в биопленках особых «персистируюших» клеток. Персистерами (от англ. persist – упорствовать, сохраняться) называют незначительную часть популяции бактерий (менее 0,1%), обладающих повышенной устойчивостью к противомикробным препаратам.

В этот термин разные ученые вкладывают различный смысл. Некоторые определяют персистирующие формы как все, способные переживать воздействие антибиотиков вне зависимости от механизма. Другие принимают за персистеров только те клетки, которые переходят в состояние замедленного метаболизма – «дремлющие» персистеры (dormant persisters), способные регулировать собственные стадии роста и пролиферации, оставаясь толерантными к летальной для большинства других бактерий в популяции дозе антибиотика.


В то время, как большинство планктонных персистеров атакуются клетками иммунной системы, персистеры в толще биопленок остаются недоступными. Именно персистирующие клетки будут вызывать рецидивы инфекции, а, так же, могут стать потенциальными производителями резистентных (со специфичными программами противодействия антимикробному препарату) клонов.


Природа клеток-персистеров остается во многом загадочной. Полагают, что в клетках-персистерах экспрессируются специфические гены (в частности, ген hipA), действующие по модели «токсин-антитоксин» и блокирующие мишени антибиотиков, что ограничивает рост (переводит клетки в покоящееся состояние), но придает им устойчивость к данным ингибиторам.


Нельзя также недооценивать возможность «переживания» микроорганизмами в биопленках за счет образования других покоящихся форм (например, классических эндоспор), а также путем формирования ультрамикробактерий (нанобактерий). Однако масштаб и значение этих процессов пока изучены недостаточно.


Проблема подавления или разрушения бактериальных биопленок является чрезвычайно актуальной задачей, поскольку в клинике классические методы антибиотикотерапии гнойно-воспалительных инфекционных процессов зачастую малоэффективны или непредсказуемы из-за высокой устойчивости возбудителей в биопленках.


В настоящее время не существует средств, обеспечивающих прямое и полное уничтожение биопленок, но есть понимание того, как создавать и разрабатывать подходы по предотвращению образования, контролю роста и разрушению биопленок. Активно ведется поиск веществ, разрушающих биопленки и облегчающих доступ антимикробных препаратов к бактериальным клеткам.


Разрабатываются материалы и устройства с антибактериальными и антиадгезивными свойствами, препятствующими формированию биопленок, например, на имплантантах.


В настоящее время можно выделить несколько направлений перспективных в борьбе с биопленками:


1) предотвращение первичного инфицирования имплантатов;

2) минимизация начальной адгезии микробных клеток;

3) разработка методов проникновения через матрикс биопленки различных биоцидов и антибиотиков с целью подавления активности клеток внутри биопленки;

4) блокировка синтеза или разрушение матрикса;

5) нарушение межклеточного обмена информацией (ингибирование QS регуляции).