English

Τι είναι τα μικρόβια;

Τα μικρόβια είναι οργανισμοί αόρατοι, απλοί στην κατασκευή και συνήθως μονοκύτταροι. Δεν μπορούμε να τους διακρίνουμε με γυμνό μάτι, γιατί έχουν μέγεθος μικρότερο από 0,1 mm. Πολλοί μικροοργανισμοί αποτελούν τη φυσιολογική χλωρίδα του ανθρώπου και μπορούν, κάτω από ειδικές συνθήκες, να γίνουν παθογόνοι. Εκτός από τους μικροοργανισμούς της φυσιολογικής χλωρίδας του ανθρώπου υπάρχουν γύρω μας εκατομμύρια άλλοι μικροοργανισμοί. Η είσοδος των παθογόνων αυτών μικροοργανισμών στον οργανισμό του ανθρώπου ονομάζεται μόλυνση, ενώ η εγκατάσταση και ο πολλαπλασιασμός τους ονομάζεται λοίμωξη. Οι ασθένειες που προκαλούνται από παθογόνους μικροοργανισμούς ονομάζονται λοιμώδη νοσήματα.

Πολλά βακτήρια απειλούν την υγεία μας μέσω των ουσιών που παράγουν. Οι ουσίες αυτές ονομάζονται τοξίνες και διακρίνονται σε ενδοτοξίνες και εξωτοξίνες. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί μεταδίδονται στον άνθρωπο με την τροφή και το νερό, με την επαφή και με τα μολυσμένα ζώα, με τα σταγονίδια του βήχα ασθενούς ατόμου, με την άμεση επαφή με μολυσμένα άτομα, καθώς και με την έμμεση επαφή με αντικείμενα που έχουν χρησιμοποιηθεί από μολυσμένο άτομο. Συνήθως εισέρχονται στον οργανισμό από κάποια ασυνέχεια του δέρματος ή από τους βλεννογόνους που υπάρχουν σε κοιλότητες του οργανισμού όπως το στόμα, το στομάχι, ο κόλπος.

Τι είναι τα αντιβιοτικά;

Τα αντιβιοτικά είναι χημικές ουσίες με αντιμικροβιακή δράση, που παράγονται από βακτήρια, μύκητες και φυτά. Τα αντιβιοτικά είτε αναστέλλουν την ανάπτυξη των μικροβίων είτε τα φονεύουν και διακρίνονται στα Μικροβιοστατικά και στα Μικροβιοκτόνα.

Ανάλογα με τη δράση τους χωρίζονται σε: 1. Αντιβιοτικά που αναστέλλουν τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος 2. Αντιβιοτικά που αναστέλλουν τη σύνθεση των πρωτεϊνών του μικροβίου 3. Αντιβιοτικά που δρουν έναντι της κυτταρικής μεμβράνης και 4. Αντιβιοτικά που δρουν έναντι της σύνθεσης του DNA.

Ιστορική αναδρομή

Η ιστορία της Μικροβιολογίας αρχίζει από τα μέσα του 17ου αιώνα, όταν ο Ολλανδός Antony van Leeuwenhoek (1632-1732) με πρωτόγονα μικροσκόπια, τα οποία κατασκεύασε μόνος, παρατήρησε ζώντα πρωτόζωα και μικρόβια τα οποία περιέγραψε και σχεδίασε. Tην πραγματική σημασία των μικροβίων για την οικονομία της φύσης και την παθολογία του ανθρώπου απέδειξε με τις παρατηρήσεις του ο Γάλλος χημικός Louis Pasteur (1822-1895). Το 1876 ο Γερμανός ιατρός Robert Koch (1843-1910) απέδειξε ότι ένας Βάκιλος ήταν το αίτιο της νόσου του άνθρακα. Το 1882 ο Koch μελέτησε τη φυματίωση του ανθρώπου και μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα περιέγραψε το Βακτηρίδιο της φυματίωσης, το οποίο έκτοτε αναφέρεται και ως βακτηρίδιο του Koch.

Επίσης ο Koch διατύπωσε τις προϋποθέσεις που ονομάστηκαν κριτήρια του Koch. Σύμφωνα με τα κριτήρια αυτά, μια ασθένεια οφείλεται σε έναν παθογόνο μικροοργανισμό, όταν ο μικροοργανισμός αυτός: 1.Ανιχνεύεται στους ιστούς ή στα υγρά του ασθενούς ή στον οργανισμό ατόμων που πέθαναν από αυτή την ασθένεια, 2.Μπορεί να απομονωθεί και να καλλιεργηθεί στο εργαστήριο,

3.Μπορεί να προκαλέσει την ίδια ασθένεια σε πειραματόζωα, αλλά και να απομονωθεί εκ νέου από αυτά. Mία τυχαία ιστορική ανακάλυψη έγινε το 1928 από τον Sir Alexander Fleming (1881-1955), όταν πρόσεξε τη μόλυνση μιας καλλιέργειας σταφυλόκοκκου σε άγαρ ενός τριβλίου από τον μύκητα Penicillium notatum που προκάλεσε την εξαφάνιση των αποικιών του σταφυλόκοκκου γύρω από την μούχλα του μύκητα. Οι μελέτες που ακολούθησαν ολοκληρώθηκαν το 1940 με την απομόνωση της πενικιλλίνης. Μέσα σε λίγα χρόνια άρχισε η παραγωγή της στην Αμερική από καλλιέργειες σε δεξαμενές χιλιάδων λίτρων θρεπτικού διαλύματος, ενώ η χρήση της κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου μείωσε δραματικά τις απώλειες των συμμάχων. Ο Fleming λόγω της συμβολής του στην επιστήμη της ιατρικής πήρε το Νόμπελ το 1945. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο ίδιος ο Fleming είχε δει την αχίλλειο πτέρνα του αντιβιοτικού, καθώς το 1946 σημειώνει ότι η χορήγηση πενικιλίνης, ακόμα και σε μικρές δόσεις, οδηγούσε σε ανάπτυξη ανθεκτικών στελεχών μικροβίων. H ικανότητα των μικροοργανισμών να εμφανίζουν αντοχή στα αντιβιοτικά δεν είναι νέο φαινόμενο. Από τότε που εφαρμόστηκε η αντιμικροβιακή θεραπεία με πενικιλίνη, το 1940, τον ενθουσιασμό και την ικανοποίηση για την ανακάλυψη της νέας ουσίας ακολούθησε η απογοήτευση με την εμφάνιση αντοχής των μικροοργανισμών σ' αυτήν. Την ικανότητα των μικροοργανισμών να αντιστέκονται στη δράση των αντιμικροβιακών ουσιών αναγνώρισε πρώτος ο Ehrlich το 1914 και την ονόμασε Arzneifestigkeit δηλαδή οχύρωση απέναντι στα φάρμακα. Ο πρώτος μηχανισμός αντοχής καταγράφηκε το 1940 από τους Abraham και Chain, οι οποίοι απομόνωσαν κολοβακτηρίδιο, ένα ένζυμο ικανό να υδρολύει την πενικιλίνη. Με την εφαρμογή της πενικιλίνης το 1941 λιγότερο από το 1% των νοσοκομειακών στελεχών ήταν ανθεκτικά σ' αυτήν, το 1947 αυξήθηκε στο 38%, ενώ σήμερα, 60 χρόνια μετά την ανακάλυψη της πενικιλίνης το ποσοστό ανέρχεται στο 80%. O αριθμός των ανθεκτικών παθογόνων μικροβίων αυξάνεται με γρήγορο ρυθμό, ενώ η ανακάλυψη και παρασκευή νέων αντιμικροβιακών ουσιών έχει ελαττωθεί λόγω κόστους της έρευνας (κάθε νέο αντιβιοτικό στοιχίζει 100-350εκατ. δολάρια). Αντοχή μέχρι τώρα έχει εμφανιστεί σε όλες τις αντιμικροβιακές ουσίες. Πολλοί παθογόνοι μικροοργανισμοί μάλιστα εμφανίζουν αντοχή σε πολλά αντιβιοτικά με αποτέλεσμα την αύξηση των κλινικών προβλημάτων που οφείλονται στους πολυανθεκτικούς αυτούς μικροοργανισμούς. Ως πολυανθεκτικό στέλεχος ενός μικροοργανισμού μπορεί να οριστεί είτε το ανθεκτικό σε ένα ορισμένο αριθμό αντιμικροβιακών ουσιών, είτε το ανθεκτικό στέλεχος σε δύο ή περισσότερα φάρμακα, στα οποία είναι συνήθως ευαίσθητο. Η αντοχή είναι αποτέλεσμα μεταβολής στη δομή του DNA του μικροβιακού κυττάρου. Η μεταβολή αυτή γίνεται με μετάλλαξη ή μεταβίβαση. Κατά τη μετάλλαξη συμβαίνουν αναστροφές, διπλασιασμοί, προσθήκες νουκλεοτιδίων, ελλείψεις ή μετατοπίσεις μεγάλων τμημάτων DNA. Η μεταβίβαση γενετικού υλικού γίνεται με σύζευξη των πλασμιδίων, που αποτελεί τον κυριότερο μηχανισμό μεταβίβασης αντοχής στα κλινικά στελέχη, με μεταγωγή, δηλαδή μεταφορά γενετικού υλικού μέσω βακτηριοφάγων, και με μεταμόρφωση, που είναι η πρόσληψη εξωγενούς χρωμοσωμικού DNA. Από βιομηχανική άποψη η αντοχή μπορεί να εκφράζεται με παραγωγή ενζύμων που αδρανοποιούν τα αντιβιοτικά. Τα γνωστότερα από αυτά είναι οι β-λακταμάσες και οι αμινογλυκοσιδάσες. Ο μηχανισμός αυτός αντοχής είναι ο συνηθέστερος.

Μέτρα για την αποφυγή εμφάνισης ανθεκτικών στελεχών μικροβίων

Τα αντιβιοτικά δεν πρέπει να χορηγούνται χωρίς σοβαρό λόγο ή για τη θεραπεία μικρολοιμώξεων. Η προφυλακτική χορήγηση των αντιβιοτικών (χημειοπροφύλαξη) πρέπει να εφαρμόζεται μόνο σε ειδικές περιπτώσεις. Η ύπαρξη των αντιβιοτικών δεν πρέπει να οδηγεί στην παραμέληση της πιστής και σχολαστικής εφαρμογής της αποστείρωσης στα χειρουργεία και στα νοσοκομεία. Η θεραπεία με αντιβιοτικά πρέπει να εφαρμόζεται μετά από σαφή κλινική και μικροβιολογική διάγνωση της νόσου. Είναι δυνατόν η θεραπεία να αρχίσει μετά τη λήψη και αποστολή προς εκτέλεση καλλιεργειών και δοκιμασιών ευαισθησίας του μικροβίου. Η προσθήκη αντιβιοτικών σε τροφές ζώων για τη συντήρηση τροφίμων είναι επικίνδυνη, γιατί, κατά τον τρόπο αυτό, είναι δυνατό να δημιουργηθούν στελέχη μικροβίων, τα οποία είναι ανθεκτικά στα αντιβιοτικά και από τα ζώα να μεταδοθούν στον άνθρωπο. Σήμερα εκείνο που πρέπει να επιδιώκεται είναι αφενός κάθε δυνατή προσπάθεια για πρόληψη των λοιμώξεων και αφετέρου η εξεύρεση τρόπων χρήσης των αντιβιοτικών, έτσι ώστε και η εμφάνιση αντοχής να ελαττωθεί και να επιτευχθεί η αποτελεσματικότερη θεραπεία στις λοιμώξεις από πολυανθεκτικούς στα αντιβιοτικά μικροοργανισμούς. Η ανθεκτικότητα στην Ευρώπη και ειδικότερα στην Ελλάδα έχει φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα τόσο, ώστε να κινδυνεύουν ασθενείς των εντατικών μονάδων θεραπείας λόγω του ότι τα υπάρχοντα αντιβιοτικά δεν μπορούν πλέον να αντιμετωπίσουν τα πολυανθεκτικά μικρόβια. Το θέμα απασχολεί σημαντικά την ευρύτερη κοινότητα και πρέπει αμέσως να ληφθούν μέτρα για να περιοριστεί η αλόγιστη χρήση των αντιβιοτικών φαρμάκων.

Bibliography

Microbiology and Anosobiology, J. K. Papapanagiotou, ed. Paratiritis, pages 13-15, 1994

Microbiological Chronicles, Official Journal of the Microbiology Society of Thessaloniki, Volume 13, Microbiological resistance, O.Babatsi-Manou, pages 91-95, 1997

Biology of the third class of high school, pages 23-26, 2006

Iconography

• www.sdnhm.org/exhibits/epidemic/teachers/answers-microbes/html
• www.biotechnologyonline.gov.au/popups/img-antibiotics.cfm
• www.umm.edu/pediatric-info/images/kid7.jpg
• www.upwardquest.com/cholesterol.html
• www.euus-safefood.com
• www.geocities.com/ResearchTriangle/4239/antibio2.htm
• www.geocities.com/levensverhaal/ntony_van_Leeuwenhoek.htm
• www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1905/koch-bio.htm
• www.time.com/time/time100/scientist/profile/Fleming.html
• www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1908/ehrlich-bio.html