Серьёзная угроза здоровью

Недавно наша страна была потрясена десятками смертей от внутрибольничной бактериальной инфекции, вызванной зараженным лекарством. Основной биологической причиной этих смертей была бактерия Klebsiella pneumoniae . Эта бактерия была открыта немецким патологом Карлом Фридлендером в 1882 году, который обнаружил ее в легких пациентов, умерших от пневмонии. Появление пенициллина в 1929 году привело к повышению эффективности антибиотиков, и заболеваемость бактериальными инфекционными заболеваниями начала снижаться. Спад был настолько значительным, что Уильям Х. Стюарт, главный хирург США, заявил Конгрессу в 1969 году, что эпоха инфекционных заболеваний «подходит к концу».
Однако, начиная с 1980-х годов, начали появляться бактерии, устойчивые к тем самым антибиотикам, которые ранее успешно с ними боролись. Примером может служить клебсиелла пневмонии. Новые случаи устойчивости бактерий к антибиотикам появляются и распространяются по всему миру каждый день, ставя под угрозу нашу способность лечить распространённые инфекционные заболевания как у людей, так и у животных.
Растущее число инфекций, таких как пневмония, туберкулез, сепсис и пищевые отравления, становится все более трудно, а иногда и невозможно лечить , поскольку антибиотики теряют эффективность против новых резистентных групп населения. Всемирная организация здравоохранения относит эту резистентность к одной из десяти самых серьезных угроз здоровью, стоящих перед человечеством. Эта бактериальная резистентность является, прежде всего, следствием процесса, который эволюционная биология называет «естественным отбором». Естественный отбор — это популяционный, а не индивидуальный феномен, поскольку он является реакцией популяции на вызовы окружающей среды. Он объясняется четырьмя факторами: 1) существуют различия в некоторых характеристиках между особями внутри популяции; 2) эти различия наследуются, что означает, что потомки, как правило, больше похожи на своих родителей, чем на особей, с которыми они биологически не связаны; 3) механизм наследования – это информация о развитии организмов, которая содержится в генах (ДНК) и передается от родителей к потомству и 4) репродуктивный успех (способность оставить потомство в следующем поколении) у особей, имеющих разные варианты признака, различается в зависимости от среды, в которой они живут.
В определённой среде обитания один из вариантов гена повышает выживаемость и воспроизводство особей, являющихся его носителями . Со временем в популяции будет больше особей с этим вариантом, а количество особей с другими вариантами, менее приспособленными к данной среде, сократится или даже исчезнет.
Как естественный отбор влияет на возникновение бактериальной резистентности? Изначально антибиотики эффективны против штаммов (популяций) бактерий. Внутри штаммов может существовать несколько резистентных особей, или со временем могут появиться особи, которые становятся резистентными из-за изменений в их генах (мутаций). Эти резистентные особи лучше адаптированы к воздействию антибиотика и, в отличие от нерезистентных особей, способны оставить потомство в следующем поколении. В последующих поколениях резистентные особи становятся большинством . Изменения в генах, вызывающие резистентность, не являются результатом применения антибиотика, а, скорее, существовали до его применения или появляются случайным образом во время лечения. Можно подумать, что эта случайность делает возникновение резистентности маловероятным. Однако два факта увеличивают эту вероятность: 1) бактерия производит большое количество поколений (с потенциальными случайными изменениями в генах) за относительно короткое время, например, при соответствующих условиях одна бактерия Escherichia coli может произвести миллионы особей за несколько часов, и (2) человеческий фактор, возникающий из-за чрезмерного или ненужного использования антибиотиков или их неправильного применения (неправильные дозы), что благоприятствует отбору резистентных микроорганизмов.
Не следует забывать и об использовании антибиотиков в сельском хозяйстве, поскольку их следует ограничивать благополучием животных при уходе или производстве, а не стимуляцией развития, как это иногда бывает в птицеводстве, свиноводстве и рыбоводстве. Естественный отбор работает на основе случайных факторов, но этот процесс включает в себя не только случайность, но и строгие и сложные биологические факторы, такие как количество образующихся мутаций, вероятность возникновения резистентности, уровень резистентности к антибиотикам, степень резистентности и сила селективных сил. Поэтому невозможно (по крайней мере, на данный момент) предсказать эволюционную траекторию штаммов бактерий. В настоящее время устойчивость бактерий к антибиотикам можно устранить только одним фактором: человеком, посредством разумного и целесообразного применения антибиотиков .
Почетный профессор Национального университета Ла-Платы, действительный член Национальной академии агрономии и ветеринарной медицины, член-корреспондент Национальной академии наук.

lanacion