Антибиотики как факторы окислительного стресса бактерий
Исследование механизмов действия антибиотиков через индукцию окислительного стресса в клетках. Использование клеточных систем, способных детектировать развитие окислительного стресса. Анализ безклеточных комплексов, основанных на окислении хромогенов.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.03.2019 |
| Размер файла | 14,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Антибиотики как факторы окислительного стресса бактерий
Куликова Н.А.
Развитие окислительного стресса в бактериях вовлекает в работу два ключевых регулона, контролируемые транскрипционными активаторами soxR и oxyR. Белки, экспрессия которых индуцируется системой SoxRS, действуют совместно и устраняют возможный ущерб от оксидативного стресса, используя механизмы удаления оксидантов (супероксид дисмутаза), репарацию ДНК (эндонуклеаза IV), восстановление окисленных металлов в проcтетических группах (флаводоксин и ферредоксин редуктаза) и системы НАДФН (глюкозо6-фосфат дегидрогеназа), снижение проницаемости (micF) и экскрецию токсинов (порины). Активация генов регулона SoxRS увеличивает устойчивость клетки не только к супер-оксид генерирующим агентам, но и к органическим растворителям, а также оксиду азота (NO), который может генерироваться антибиотиками [1].
Особую группу веществ, способных оказывать значительное влияние на рост и жизнедеятельность бактерий, составляют антибиотики. Они представляют собой весьма разнородную группу химических соединений, впервые полученных у низших грибов, и в дальнейшем созданных синтетических аналогов. В большинстве случаев, антибиотики действуют на структурные компоненты бактериальных клеток, не затрагивая эукариотические клетки макроорганизма, в связи с чем данные препараты получили широкое распространение в медицине и ветеринарии.
Механизм действия антибиотиков различен для отдельных групп данных лекарственных средств, при этом одни обладают бактерицидным действием, что сопровождается нарушением структурной целостности клетки или значительным изменением обмена веществ у микроорганизмов, что приводит к их гибели. С другой стороны, существуют препараты, блокирующие процесс размножения бактерий, в результате чего их количество постепенно снижается из-за невозможности генераций. Это бактериостатический механизм действия антибиотиков. Точки приложения антибактериальных средств также различаются для каждой группы представителей, что дает возможность выбрать подходящий антибиотик для конкретного пациента. Основными точками воздействия антибиотиков на бактериальную клетку являются: нарушение синтеза клеточной стенки, нарушение синтеза различных белков, действие на синтез нуклеиновых кислот, входящих в состав ДНК микроорганизмов, действие на мембрану клетки. антибиотик окислительный стресс клетка
Тем не менее, некоторыми исследователями было обнаружено, что некоторые антибиотики способны вызывать окислительный стресс у бактериальных клеток, что, наряду с прямым антимикробным действием препарата, усиливает бактерицидный эффект. Окислительный стресс происходит в клетках микроорганизмов под воздействием бактерицидных антибиотиков, при котором клетки производят молекулы химически реактивного кислорода, вызывающие повреждение ДНК и ферменты бактерий, а также мембрану, которая охватывает клетку.
Было установлено, что антибиотики действуют через АФК-зависимый (АФК - активные формы кислорода) механизм, в конечном итоге производящий гидроксильный радикал. Производство АФК является результатом всплеска клеточного дыхания, в результате экспозиции с антибиотиком сопровождающимся генерацией супероксид аниона. Это ведет к разрушению железо-серных кластеров и в присутствии ионов железа (II), с участием пероксида водорода ведёт к образованию гидроксильного радикала через реакцию Фентона, способного вызывать повреждения и гибель клетки. Было показано, что воздействие спектиномицина, хлорамфеникола, рифампицина вело к гибели клеток, однако при избыточной экспрессии каталазы или супероксиддисмутазы, а также в случае добавления экзогенных ферментов, снижало бактерицидную активность данных антибиотиков. Так же было показано, что в окислительный стресс, при воздействии аминогликозидов, вовлекаются оба регулона (soxRS и oxyR) и штаммы, имеющие мутации по каталазе и супероксиддисмутазе оказываются менее жизнеспособными по сравнению с дикими типами [2, 3].
Таким образом, исследование механизмов действия антибиотиков через индукцию окислительного стресса в клетках открывает их новые, ранее не известные свойства, которые могут оказывать воздействие на клетки организма хозяина. Одним из подходов, по решению данного вопроса является использование как клеточных систем, способных детектировать развитие окислительного стресса, так и параллельная оценка с использованием безклеточных комплексов, основанных на окислении хромогенов и люминофоров.
Список литературы
1. Kohanski, M.A. A common mechanism of cellular death induced by bactericidal antibiotics : М.А. Kohanski, D.J Dwyer, B. Hayete, C.A Lawrence, J.J. Collins (2007). Cell 130: 797-810.
2. Kohanski, M.A. Mistranslation of membrane proteins and two-component system activation trigger antibiotic-mediated cell death : M.A. Kohanski, D.J. Dwyer, L. Wierzbowski, G. Cottarel, J.J. Collins (2008). Cell 135: 679-690.
3. Kolodkin-Gal, I. The stationary-phase sigma factor sigma(S) is responsible for the resistance of Escherichia coli stationary-phase cells to mazEF-mediated cell death J.Bacteriol : Kolodkin-Gal, I. Engelberg-Kulka,H. (2009). 191: 3177-3182.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Место окислительного стресса в патогенезе поражений печени. Перспективность поиска новых гепатопротекторов среди флавоноидов. Влияние флавоноидов на основные метаболические и гемодинамические патогенетические процессы при токсических поражениях печени.
автореферат [528,6 K], добавлен 05.01.2010Изучение патогенеза хронической обструктивной болезни легких: воспалительного процесса, дисбаланса протеиназ и антипротеиназ в легких, окислительного стресса. Описания медикаментозной терапии, комбинированного лечения ингаляционными глюкокортикоидами.
реферат [53,6 K], добавлен 23.06.2011Понятие стресса, причины его возникновения, влияние на организм человека. Изменение в состоянии и функционировании митохондрий как естественный отклик организма на нагрузку. Основные стадии стресса, факторы, его вызывающие, способы противостояния ему.
контрольная работа [42,2 K], добавлен 13.10.2011Исследование предрасположенности детей к анемии в условиях социального стресса, как следствия изменения социально-экономической обстановки. Анализ показателей увеличения заболеваемости анемией у детей, как критерия социальной напряженности в регионе.
статья [66,3 K], добавлен 01.09.2013Негативные факторы воздействия компьютера на здоровье человека. Компьютерный зрительный синдром. Проблемы, связанные с мышцами и суставами. Синдром компьютерного стресса. Комплексы упражнений для снятия симптомов синдрома компьютерного стресса.
реферат [30,3 K], добавлен 10.06.2011Общие реакции организма на чрезвычайно сильные патогенные факторы. Стадии стресса и шока. Коллапс, кома. Изменение жизненно важных систем организма. Отличия шока и стресса, шока и коллапса. Причины возникновения коллапса. Механизмы развития комы.
презентация [429,0 K], добавлен 26.05.2016История открытия пенициллина. Классификация антибиотиков, их фармакологические, химиотерапевтические свойства. Технологический процесс получения антибиотиков. Устойчивость бактерий к антибиотикам. Механизм действия левомицетина, макролидов, тетрациклинов.
реферат [54,1 K], добавлен 24.04.2013Основные понятия и концепции стресса. Опасность такого состояния. Понятия стресс-реакции, стресс-системы, стресс-лимитирующих систем. Трансформация стресс-реакции из звена гомеостаза в звено патогенеза болезней. Основные методы борьбы со стрессом.
презентация [237,7 K], добавлен 10.02.2012Общие положения теории стресса. Истощение компенсаторных возможностей организма в ответ на действие сильного или часто повторяющегося раздражителя. Сравнительный анализ реакций организма на кратковременное и долговременное действие стресс-факторов.
реферат [67,0 K], добавлен 28.05.2014Понятие операционного стресса, его причины и следствия. Операционный стресс и изменения функций организма при анестезии и оперативном вмешательстве. Факторы, модулирующие операционный стресс, болевой фактор. Антистрессовая защита во время операции.
реферат [32,1 K], добавлен 19.02.2010Понятие психогигиены как части общей гигиены, разрабатывающей мероприятия по сохранению и укреплению нервно-психического здоровья человека. Характеристика ее основных целей и факторов. Изучение особенностей психогигиены стресса на рабочем месте.
реферат [28,4 K], добавлен 20.08.2017Изучение стресса, как реакции организма на воздействие нарушающее постоянство его состояния, а также соответствующее состояние организма в целом. Связь между стрессом и пищеварением. Физиологическая и психологическая коррекция пагубного влияния стресса.
презентация [2,3 M], добавлен 20.03.2016Клиническая картина атопического дерматита, роль психогенных факторов при его развитии. Психические расстройства у пациентов с атопическим дерматитом, их диагностирование. Выявление возрастных показателей. Психогенные обострения, влияние стресса.
курсовая работа [375,9 K], добавлен 04.09.2014Стрессовое напряжение, его основные признаки и причины. Характеристика упражнений по релаксации, концентрации, ауторегуляции дыхания. Описание методов профилактики стресса. Некоторые советы, которые могут помочь выйти из состояния острого стресса.
контрольная работа [44,3 K], добавлен 27.06.2015Признаки стрессового напряжения. Причины возникновения стресса. Профессиональный стресс у медицинских работников. Феномен "выгорания" в аспекте профессионального стресса. Работники, подверженные профессиональному выгоранию. Коррекция синдрома выгорания.
курсовая работа [191,0 K], добавлен 01.02.2014Изучение лекарственных препаратов под общим названием "антибиотики". Антибактериальные химиотерапевтические средства. История открытия антибиотиков, механизм их действия и классификация. Особенности применения антибиотиков и их побочные действия.
курсовая работа [51,4 K], добавлен 16.10.2014История открытия антибиотиков. Механизм действия антибиотиков. Избирательное действие антибиотиков. Резистентность по отношению к антибиотикам. Основные группы известных на сегодняшний день антибиотиков. Основные побочные реакции на прием антибиотиков.
доклад [30,0 K], добавлен 03.11.2009Изучение химиотерапевтического спектра действия при опухолевых заболеваниях ряда средств из группы антибиотиков, алкалоидов и гормональных препаратов. Анализ химической структуры, основных свойств и механизма действия противоопухолевых антибиотиков.
реферат [1,3 M], добавлен 26.05.2012Первооткрыватели антибиотиков. Распространение антибиотиков в природе. Роль антибиотиков в естественных микробиоценозах. Действие бактериостатических антибиотиков. Устойчивость бактерий к антибиотикам. Физические свойства антибиотиков, их классификация.
презентация [3,0 M], добавлен 18.03.2012Классификация гипоксии по этиологии, распространенности и скорости развития. Основные последствия нарушения окислительного фосфорилирования в митохондриях: нарушение энергозависимых процессов; накопление молочный кислоты и кислот Кребса (ацидоз).
презентация [893,6 K], добавлен 10.09.2013
