Противомикробный - Antimicrobial

Противомикробный агент , который убивает микроорганизмы или останавливает их рост. Противомикробные препараты можно сгруппировать по микроорганизмам, против которых они действуют в первую очередь. Например, против бактерий используются антибиотики , а против грибков - противогрибковые . Их также можно классифицировать по функциям. Агенты, убивающие микробы, являются микробицидами , а те, которые просто подавляют их рост, называются бактериостатическими агентами . Использование противомикробных препаратов для лечения инфекции известно как антимикробная химиотерапия., в то время как использование противомикробных препаратов для предотвращения инфекции известно как антимикробная профилактика .

Основными классами противомикробных агентов являются дезинфицирующие средства (неселективные агенты, такие как отбеливатель ), которые убивают широкий спектр микробов на неживых поверхностях, чтобы предотвратить распространение болезни, антисептики (которые наносятся на живые ткани и помогают уменьшить инфекцию во время операции) и антибиотики (уничтожающие микроорганизмы в организме). Термин «антибиотик» первоначально описывал только составы, полученные из живых микроорганизмов, но теперь он также применяется к синтетическим агентам, таким как сульфонамиды или фторхинолоны . Хотя раньше этот термин ограничивался антибактериальными средствами (и часто используется как синоним для них медицинскими работниками и в медицинской литературе), его контекст расширился и теперь включает все противомикробные препараты. Антибактериальные агенты могут быть далее подразделены на бактерицидные агенты, которые убивают бактерии, и бактериостатические агенты , которые замедляют или останавливают рост бактерий. В ответ дальнейшие достижения в области противомикробных технологий привели к решениям, которые могут выходить за рамки простого подавления роста микробов. Вместо этого были разработаны определенные типы пористых сред для уничтожения микробов при контакте.

История

Использование противомикробных препаратов было обычной практикой уже не менее 2000 лет. Древние египтяне и древние греки использовали особые плесени и экстракты растений для лечения инфекции.

В 19 веке микробиологи, такие как Луи Пастер и Жюль Франсуа Жубер, наблюдали антагонизм между некоторыми бактериями и обсуждали преимущества контроля этих взаимодействий в медицине. Работа Луи Пастера в области ферментации и спонтанного зарождения привела к разделению анаэробных и аэробных бактерий. Информация, собранная Пастером, побудила Джозефа Листера включить в хирургические процедуры антисептические методы, такие как стерилизация хирургических инструментов и обработка ран. Применение этих антисептических методов резко снизило количество инфекций и последующих смертей, связанных с хирургическими вмешательствами. Работа Луи Пастера в области микробиологии также привела к разработке многих вакцин от опасных для жизни болезней, таких как сибирская язва и бешенство . 3 сентября 1928 года Александр Флеминг вернулся из отпуска и обнаружил, что чашка Петри, наполненная стафилококком, разделена на колонии из-за антимикробного гриба Penicillium rubens . Флеминг и его соратники изо всех сил пытались выделить противомикробное средство, но упомянули о его терапевтическом потенциале в 1929 году в Британском журнале экспериментальной патологии . В 1942 году Говард Флори , Эрнст Чейн и Эдвард Абрахам использовали работу Флеминга для очистки и извлечения пенициллина в медицинских целях, за что они получили Нобелевскую премию по медицине 1945 года .

Химическая

Селман Ваксман , получивший Нобелевскую премию по медицине за разработку 22 антибиотиков, в первую очередь стрептомицина.

Антибактериальные препараты

Антибактериальные препараты используются для лечения бактериальных инфекций . Антибиотики обычно классифицируются как бета-лактамы , макролиды , хинолоны, тетрациклины или аминогликозиды . Их классификация в рамках этих категорий зависит от их антимикробного спектра, фармакодинамики и химического состава. Продолжительное употребление некоторых антибактериальных средств может уменьшить количество кишечных бактерий , что может оказать негативное влияние на здоровье . Потребление пробиотиков и разумное питание могут помочь восполнить разрушенную флору кишечника . Пересадка стула может быть рассмотрена для пациентов, которые испытывают трудности с восстановлением после длительного лечения антибиотиками, как и при рецидивирующих инфекциях Clostridioides difficile .

Открытие, разработка и использование антибактериальных средств в 20 веке снизили смертность от бактериальных инфекций. Эра антибиотиков началась с терапевтического применения сульфонамидных препаратов в 1936 году, после чего последовал «золотой» период открытий с 1945 по 1970 год, когда был открыт и разработан ряд структурно разнообразных и высокоэффективных агентов. С 1980 г. количество новых противомикробных препаратов для клинического использования сократилось, отчасти из-за огромных затрат на разработку и тестирование новых лекарств. Параллельно с этим наблюдается тревожный рост устойчивости бактерий, грибов, паразитов и некоторых вирусов к противомикробным препаратам ко многим существующим агентам.

Антибактериальные препараты входят в число наиболее часто используемых лекарств и среди лекарств, которые врачи часто злоупотребляют, например, при вирусных инфекциях дыхательных путей . Вследствие повсеместного и необдуманного использования антибактериальных средств имело место ускоренное появление устойчивых к антибиотикам патогенов, что привело к серьезной угрозе для здоровья населения во всем мире. Проблема устойчивости требует возобновления усилий по поиску антибактериальных средств, эффективных против патогенных бактерий, устойчивых к современным антибактериальным средствам. Возможные стратегии для достижения этой цели включают увеличение количества образцов из различных сред и применение метагеномики для идентификации биологически активных соединений, продуцируемых в настоящее время неизвестными и некультивируемыми микроорганизмами, а также разработку библиотек малых молекул, адаптированных для бактериальных мишеней.

Противогрибковые

Противогрибковые препараты используются для уничтожения или предотвращения дальнейшего роста грибков . В медицине они используются в качестве средства для лечения инфекций , таких как ноги спортсмена , стригущий лишай и молочницы и работа эксплуатирует различие между млекопитающих и грибковыми клетками. В отличие от бактерий, и грибы, и люди являются эукариотами . Таким образом, клетки грибов и человека схожи на молекулярном уровне, что затрудняет поиск мишени для атаки противогрибковым препаратом, которого также нет в организме хозяина. Следовательно, некоторые из этих препаратов часто имеют побочные эффекты . Некоторые из этих побочных эффектов могут быть опасными для жизни при неправильном применении препарата.

Помимо использования в медицине, противогрибковые средства часто используются для борьбы с плесенью в сырых или влажных домашних материалах. Бикарбонат натрия (пищевая сода), нанесенный на поверхности, действует как противогрибковое средство. Другой противогрибковый раствор, применяемый после или без обработки содой, представляет собой смесь перекиси водорода и тонкого поверхностного покрытия, которое нейтрализует плесень и инкапсулирует поверхность, чтобы предотвратить высвобождение спор. Некоторые краски также производятся с добавлением противогрибковых средств для использования в помещениях с высокой влажностью, таких как ванные комнаты или кухни. Другие противогрибковые средства для обработки поверхности обычно содержат варианты металлов, которые, как известно, подавляют рост плесени, например пигменты или растворы, содержащие медь , серебро или цинк . Эти растворы обычно недоступны для широкой публики из-за их токсичности.

Противовирусные препараты

Противовирусные препараты - это класс лекарств, используемых специально для лечения вирусных инфекций. Как и антибиотики, против определенных вирусов используются специфические противовирусные препараты. Их следует отличать от вирусов , которые активно деактивируют вирусные частицы вне организма.

Многие противовирусные препараты предназначены для лечения ретровирусных инфекций , в том числе ВИЧ . Важные антиретровирусные препараты включают класс ингибиторов протеазы . Вирусы герпеса , наиболее известные тем, что вызывают герпес и генитальный герпес , обычно лечатся аналогом нуклеозидов ацикловиром . Вирусный гепатит вызывается пятью неродственными гепатотропными вирусами (AE) и может лечиться противовирусными препаратами в зависимости от типа инфекции. Некоторые вирусы гриппа A и B стали устойчивыми к ингибиторам нейраминидазы, таким как осельтамивир , и поиск новых веществ продолжается.

Противопаразитарные

Противопаразитарные препараты - это класс лекарств, показанных для лечения инфекционных заболеваний, таких как лейшманиоз , малярия и болезнь Шагаса , которые вызываются паразитами, такими как нематоды , цестоды , трематоды и инфекционные простейшие . Противопаразитарные препараты включают метронидазол , йодохинол и альбендазол . Как и все терапевтические противомикробные препараты, они должны убивать инфекционный организм без серьезного повреждения хозяина.

Терапия широкого спектра действия

Терапевтические средства широкого спектра действия активны против нескольких классов патогенов. Такие терапевтические средства были предложены в качестве потенциальных средств неотложной помощи при пандемиях . Азитромицин в настоящее время является единственным идентифицированным терапевтическим средством широкого спектра действия.

Нефармацевтический

В качестве противомикробных средств используется широкий спектр химических и природных соединений. Органические кислоты и их соли широко используются в пищевых продуктах, например, молочная кислота , лимонная кислота , уксусная кислота , либо в качестве ингредиентов, либо в качестве дезинфицирующих средств. Например, туши говядины часто опрыскивают кислотой, а затем ополаскивают или варят на пару, чтобы снизить распространенность кишечной палочки .

Поверхности из медного сплава обладают естественными антимикробными свойствами и могут убивать такие микроорганизмы, как кишечная палочка и стафилококк . Агентство по охране окружающей среды США одобрили регистрацию 355 таких антибактериальных медных сплавов . В дополнение к регулярной очистке в некоторых медицинских учреждениях и системах метро в качестве общественной гигиенической меры устанавливаются антимикробные медные сплавы. Медь в форме наночастиц все больше привлекает интерес из-за антимикробного поведения. Другие катионы тяжелых металлов, такие как Hg 2+ и Pb 2+, обладают антимикробной активностью, но могут быть токсичными.

Традиционные травники использовали растения для лечения инфекционных заболеваний. Многие из этих растений были научно исследованы на антимикробную активность, а некоторые растительные продукты подавляют рост патогенных микроорганизмов. Некоторые из этих агентов, по-видимому, обладают структурой и способами действия, отличными от используемых в настоящее время антибиотиков, что позволяет предположить, что перекрестная резистентность с агентами, которые уже используются, может быть минимальной.

Эфирные масла

Многие эфирные масла , входящие в травяной фармакопее , как утверждает, обладают антимикробной активностью, с маслами залива , кориц , гвоздики и тимьян сообщается самым мощным в исследованиях с пищевыми бактериальными патогенами . Кокосовое масло также известно своими антимикробными свойствами. Активные компоненты включают терпеноиды и вторичные метаболиты . Несмотря на то , что эфирные масла широко используются в альтернативной медицине , их применение в традиционной медицине ограничено. Хотя от 25 до 50% фармацевтических соединений получают из растений, ни одно из них не используется в качестве противомикробных средств, хотя исследования в этом направлении расширяются. Препятствия для более широкого использования в основной медицине включают слабый нормативный надзор и контроль качества, неправильно маркированные или неправильно идентифицированные продукты и ограниченные способы доставки.

Противомикробные пестициды

Согласно Агентству по охране окружающей среды США (EPA) и определению Федерального закона об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах , антимикробные пестициды используются для контроля роста микробов посредством дезинфекции, санитарии или уменьшения развития, а также для защиты неодушевленных предметов. промышленные процессы или системы, поверхности, вода или другие химические вещества от загрязнения, обрастания или разрушения, вызванного бактериями, вирусами, грибами, простейшими, водорослями или слизью.

Противомикробные пестицидные продукты

Агентство по охране окружающей среды контролирует продукты, такие как дезинфицирующие / дезинфицирующие средства, для использования в больницах или домах, чтобы убедиться в их эффективности. Поэтому продукты, предназначенные для общественного здравоохранения, подпадают под эту систему мониторинга, включая продукты, используемые для питьевой воды, плавательных бассейнов, пищевых продуктов и других поверхностей, окружающих окружающую среду. Эти пестицидные продукты зарегистрированы на том основании, что при правильном использовании они не проявляют необоснованных побочных эффектов для человека или окружающей среды. Даже после того, как определенные продукты появятся на рынке, EPA продолжает отслеживать и оценивать их, чтобы убедиться, что они сохраняют эффективность в защите общественного здоровья.

Продукты общественного здравоохранения, регулируемые EPA, делятся на три категории:

  • Стерилизаторы (спорициды): уничтожают все бактерии, грибки, споры и вирусы.
  • Дезинфицирующие средства: уничтожают или инактивируют микроорганизмы (бактерии, грибки, вирусы), но не могут действовать как спорициды (так как это наиболее сложная форма для уничтожения). В соответствии с данными об эффективности EPA классифицирует дезинфицирующее средство как ограниченное, общего / широкого спектра действия или как дезинфицирующее средство для больниц.
  • Дезинфицирующие средства: уменьшают количество микроорганизмов, но не могут убить или устранить их все.
Безопасность антимикробных пестицидов

Согласно отчету Центров по контролю и профилактике заболеваний за 2010 год, медицинские работники могут предпринять шаги для улучшения своих мер безопасности против воздействия антимикробных пестицидов. Рабочим рекомендуется свести к минимуму воздействие этих агентов, надев защитное снаряжение, перчатки и защитные очки. Кроме того, важно правильно следовать инструкциям по обращению, так как EPA считает их безопасными для использования. Сотрудников следует информировать об опасностях для здоровья и побуждать их обращаться за медицинской помощью в случае заражения.

Озон

Озон может убивать микроорганизмы в воздухе, воде и технологическом оборудовании и использовался в таких условиях, как вытяжная вентиляция кухонь, мусорные комнаты, жироуловители, биогазовые установки , очистные сооружения сточных вод , текстильное производство, пивоваренные заводы , молочные заводы , производство продуктов питания и гигиены, фармацевтическая промышленность. , заводы по розливу, зоопарки, муниципальные системы питьевого водоснабжения, бассейны и спа, а также при стирке одежды и обработке домашней плесени и запахов.

Антимикробные скрабы

Антимикробные скрабы могут уменьшить накопление запахов и пятен на скрабах, что, в свою очередь, увеличивает их долговечность. Эти скрабы также бывают разных цветов и стилей. Поскольку противомикробные технологии развиваются быстрыми темпами, эти скрабы легко доступны, и каждый год на рынке появляются более совершенные версии. Затем эти бактерии могут распространиться на офисные столы, комнаты отдыха, компьютеры и другие общие технологии. Это может привести к вспышкам и инфекциям, таким как MRSA, лечение которых обходится отрасли здравоохранения в 20 миллиардов долларов в год.

Физический

Нагревать

И сухой, и влажный жар эффективны в уничтожении микробов. Например, банки, используемые для хранения консервов, таких как варенье, можно стерилизовать, нагревая их в обычной духовке . Тепло также используется при пастеризации - методе замедления порчи таких продуктов, как молоко, сыр, соки, вина и уксус. Такие изделия нагреваются до определенной температуры в течение заданного периода времени, что значительно снижает количество вредоносных микроорганизмов.

Радиация

Пищевые продукты часто облучают, чтобы убить вредные патогены . Есть два типа излучений, которые используются для подавления роста микроорганизмов - ионизирующие и неионизирующие излучения. Общие источники излучения, используемые при стерилизации пищевых продуктов, включают кобальт-60 ( гамма-излучатель ), электронные лучи и рентгеновские лучи . Ультрафиолетовый свет также используется для дезинфекции питьевой воды как в небольших системах личного пользования, так и в более крупных общественных системах очистки воды.

Антимикробные поверхности

Антимикробные поверхности предназначены либо для подавления способности микроорганизмов к росту, либо для их повреждения химическими (токсичность меди) или физическими процессами (микро / наностолбики для разрыва клеточных стенок). Эти поверхности особенно важны для здравоохранения. Создание эффективных противомикробных поверхностей требует глубокого понимания механизмов начальной адгезии микробов к поверхности. Моделирование молекулярной динамики и покадровая визуализация обычно используются для исследования этих механизмов.

При медицинских вмешательствах

Лечение пародонтита

В настоящее время существуют доказательства низкого качества, позволяющие предположить, что дополнительные системные противомикробные препараты полезны для нехирургического лечения пародонтита . Неясно, лучше ли одни антибиотики, чем другие, при использовании вместе с масштабированием и планированием корней).  

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки