Использование антибиотиков при выращивании грибов. Использование грибов в медицине и ветеринарии
(термин происходит от Анти… и греческого bĺоs - , далее по тексту - «А.») - это вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерийБактерии - группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов. Шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитые (виброны, спириллы, спирохеты). Способны расти как в присутствии атмосферного кислорода (аэробы), так и в его отсутствии (анаэробы). Многие бактерии являются возбудителями болезней животных и человека. и других микробовМикробы (от микро… и греческого bios - жизнь) - то же, что микроорганизмы. Микроорганизмы - мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие. Иногда к микроорганизмам относят вирусы. , а также и . Многие А. способны убивать . Иногда к антибиотикам относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей.
Каждый антибиотик характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробов. В связи с этим различают А. с широким и узким спектром действия. Первые подавляют разнообразных микробов (например, тетрациклин действует как на окрашивающихся по методу Грама (грамположительных), так и на неокрашивающихся (грамотрицательных) бактерий, а также на ); вторые - лишь микробов какой-либо одной группы (например, эритромицин и олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии). В связи с избирательным характером действия некоторые А. способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмовМикроорганизмы (микробы) - мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы, простейшие, иногда к ним относят вирусы. Характеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях (холода, жары, воды, засухи). в концентрациях, не повреждающих клеток хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных человека, животных и растений.
Микроорганизмы, образующие антибиотики, являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи А. подавляют их рост. Мысль об использовании явления антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит русскому биологуБиология (от греческого bios - жизнь и logos - слово, учение) - совокупность наук о живой природе - об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. и патологуПатология (от греческого pathos - страдание, болезнь и logos - слово, учение) - область теоретической и клинической медицины, изучающая патологические процессы (общая патология) и отдельные заболевания (частная патология); включает патологическую анатомию, патологическую физиологию. Патологией называется также любое отклонение от нормы. , одному из основоположников эволюционной эмбриологии Илье Ильичу Мечникову , который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в .
До 40-х годов 20 века антибиотики, обладающие лечебным действием, не были выделены в чистом виде из культур микроорганизмов. Первым таким А. был тиротрицин, полученный американским учёным, микробиологом Рене Жюлем Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой палочки Bacillus brevis. Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками.
Описано около 2000 различных антибиотиков из культур микроорганизмов, но лишь немногие из них (около 40 штук) могут служить лечебными препаратами, остальные по тем или иным причинам не обладают химиотерапевтическим действием.
Антибиотики можно классифицировать по их происхождению (из грибов, бактерий, актиномицетов и др.), химической природе или по механизму действия.
Антибиотики из грибов
Важнейшее значение имеют А. группы пенициллина, образуемые многими расами Penicillium notatum, P. chrysogenum и другими видами плесневых грибов. Пенициллин подавляет рост в разведении 1 на 80 млн. и мало токсичен для человека и животных. Он разрушается энзимом пенициллиназой, образуемой некоторыми бактериями. Из молекулы пенициллина было получено её «ядро» (6-аминопенициллановая кислота), к которому затем химически присоединили различные радикалы. Так, были созданы новые «полусинтетические» пенициллины (метициллин, ампициллин и другие), не разрушаемые ценициллиназой и подавляющие некоторые штаммы бактерий, устойчивые к природному пенициллину.
Другой антибиотик - цефалоспорин С - образуется грибом Cephalosporium. Он обладает близким к пенициллину химическим строением, но имеет несколько более широкий спектр действия и подавляет жизнедеятельность не только грамположительных, но и некоторых грамотрицательных бактерий. Из «ядра» молекулы цефалоспорина (7-аминоцефалоспорановая кислота) были получены его полусинтетические производные (например, цефалоридин), которые нашли применение в медицинской практике. А. гризеофульвин был выделен из культур Penicillium griseofulvum и других плесеней. Он подавляет рост грибков и широко используется в .
Антибиотики из актиномицетов
Антибиотики из актиномицетов весьма разнообразны по химической природе, механизму действия и лечебным свойствам. Ещё в 1939 году росские микробиологи Николай Александрович Красильников и А. И. Кореняко описали антибиотик мицетин, образуемый одним из актиномицетов.
Первым А. из актиномицетов, получившим применение в медицине, был стрептомицин, подавляющий наряду с грамположительными бактериями и грамотрицательными палочки , а также палочку. Молекула стрептомицина состоит из стрептидина (дигуанидиновое производное мезоинозита), соединённого глюкозидной связью со стрептобиозамином (дисахаридом, содержащим стрентозу и метилглюкозамин). Стрептомицин относится к А. группы воднорастворимых органических оснований, к которой принадлежат также А. аминоглюкозиды (неомицин, мономицин, канамицин и гентамицин), обладающие широким спектром действия.
Часто используют в медицинской практике антибиотики группы тетрациклина, например хлортетрациклин (синонимы: ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (синоним: террамицин). Они обладают широким спектром действия и наряду с бактериями подавляют риккетсий (например, возбудителя ).
Воздействуя на культуры актиномицетов, продуцентов этих антибиотиков, ионизирующей радиацией или многими химическими , удалось получить мутанты, синтезирующие А. с измененным строением молекулы (например, деметилхлортетрациклин). А. хлорамфеникол (синоним: левомицетин), обладающий широким спектром действия, в отличие от большинства других А., производят в последние годы путём химического синтеза, а не биосинтеза. Другим таким исключением является противотуберкулёзный А. циклосерин, который также можно получать промышленным синтезом. Остальные А. производят биосинтезом. Некоторые из них (например, тетрациклин, пенициллин) могут быть получены в лаборатории химическим синтезом; однако этот путь настолько труден и нерентабелен, что не выдерживает конкуренции с биосинтезом.
Значительный интерес представляют антибиотики макролиды (эритромицин, олеандомицин), подавляющие грамположительные бактерии, а также А. полиены ( , амфотерицин, леворин), обладающие противогрибковым действием.
Известны А., образуемые актиномицетами, которые оказывают подавляющее действие на некоторые формы злокачественных новообразований и применяются в химиотерапии , например актиномицин (синонимы: хризомаллин, аурантин), оливомицин, брунеомицин, рубомицин С. Интересен также А. гигромицин В, обладающий противогельминтным действием.
Антибиотики из бактерий
Антибиотики из бактерий в химическом отношении более однородны и в подавляющем большинстве случаев относятся к полипептидамПолипептиды
- полимеры, построенные из остатков аминокислот (от 6-10 до нескольких десятков). Условная граница между полипептидами и белками лежит в области молекулярной массы 6000 (ниже нее - полипептиды, выше - белки).
Многие антибиотики, гормоны, токсины по химической природе - полипептиды. Осуществлен химический синтез многих полипептидов.
. В медицине используют тиротрицин и грамицидин С из Bacillus brevis, бацитрацин из Bac. subtilis и полимиксин из Bac. polymyxa. Низин, образуемый стрептококками, не применяют в медицине, но употребляют в пищевой промышленности в качестве , например при изготовлении консервов.
Антибиотические вещества из животных тканей
Классификация антибиотиков по химическому строению
Антибиотики могут быть классифицированы не только по происхождению, но и разделены на ряд групп на основе химического строения их молекул. Такая классификация была предложена российским учёными, химиками Михаилом Михайловичем Шемякиным и Александром Степановичем Хохловым: А. ациклического строения (полиены нистатин и леворин); алициклического строения; А. ароматического строения; А. - хиноны; А. - кислородсодержащие гетероциклические соединения (гризеофульвин); А. - макролиды (эритромицин, олеандомицин); А. - азотсодержащие гетероциклические соединения (пенициллин); А. - полипептиды или белки; А. - депсипептиды (смотрите ).
Классификация антибиотиков их действию
Третья возможная классификация антибиотиков основана на различиях в молекулярных механизмах действия А. Например, пенициллин и цефалоспорин избирательно подавляют образование клеточной стенки у . Ряд А. избирательно поражает на разных этапах биосинтез белка в бактериальной ; тетрациклины нарушают прикрепление транспортной рибонуклеиновой кислоты () к бактерий; макролид эритромицин, как и линкомицин, выключает передвижение рибосомы по нити информационной РНК; хлорамфеникол повреждает функцию рибосомы на уровне ферментаФерменты
(от латинского «закваска») - биологимческие катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Осуществляют превращение веществ в организме, направляя и регулируя тем самым обмен веществ. По химической природе - белки.
Каждый вид ферментов катализирует превращение определенных веществ (субстратов), иногда лишь единственного вещества в единственном направлении. Поэтому многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет огромное число различных ферментов. Ферментные препараты широко применяют в медицине.
пептидилтранслоказы; стрептомицин и аминоглюкозидные А. (неомицин, канамицин, мономицин и гентамицин) искажают «считывание» генетического кода на рибосомах бактерий.
Другая группа А. избирательно поражает биосинтез нуклеиновых кислот в клетках также на различных этапах: актиномицин и оливомицин, вступая в связь с матрицей , выключают синтез информационной РНК; брунеомицин и митомицин реагируют с по типу алкилирующих соединений, а рубомицин - путём интеркаляции. Наконец, некоторые антибиотики избирательно поражают биоэнергетические процессы: грамицидин С, например, выключает окислительное фосфорилирование.
Выбор антибиотиков для лечения
Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам - важная проблема, определяющая правильный выбор того или иного препарата для лечения больного. В первые годы после открытия пенициллина около 99% патогенных стафилококков были чувствительны к этому А.; в 60-е годы к пенициллину остались чувствительны уже не более 20 - 30%.
Рост устойчивых форм связан с тем, что в популяциях бактерий постоянно появляются устойчивые к А. мутанты, обладающие вирулентностью и получающие распространение преимущественно в тех случаях, когда чувствительные формы подавлены А. С популяционно-генетической точки зрения, этот процесс обратим. Поэтому при временном изъятии данного А. из арсенала лечебных средств устойчивые формы микробов в популяциях вновь заменяются чувствительными формами, которые размножаются более быстрым темпом.
Производство антибиотиков
Промышленное производство антибиотиков ведётся в ферментерах, где продуцирующие А. микроорганизмы культивируются в стерильных условиях на специальных питательных средах. Большое значение при этом имеет селекция активных штаммов, для чего предварительно используются различные мутагены с целью индукции активных форм. Если исходный штамм продуцента пенициллина, с которым работал Флеминг, образовывал пенициллин в концентрации 10 ЕД / мл, то современные продуценты образуют пенициллин в концентрации 16 000 ЕД / мл. Эти цифры отражают прогресс технологии. Синтезированные микроорганизмами А. извлекают и подвергают химической очистке. Количественное определение активности А. проводят микробиологическими (по степени антимикробного действия) и физико-химическими методами.
Антибиотики широко применяют в медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях пищевой и микробиологической промышленности. (Г. Ф. Гаузе)
Найти ещё что-нибудь интересное:
Ценными источниками антибиотиков являются высшие базидиомиценты. К ним относятся шампиньон луговой, агроцибе жёсткое, лаковица розовая, маслёнок обыкновенный, рядовка фиолетовая, трутовик берёзовый и др. Эти грибы обладают антибиотической активностью и выделяют такие антибиотические вещества, как агроцибин, брозофиллин, немотин, биформин, полипорин и многие другие.
Эти вещества были выделены более чем из 500 видов грибов, как съедобных, так и ядовитых.
Некоторые дождевики образуют кальвациевую кислоту. Она обладает противоопухолевым действием и подавляет развитие бактерий и грибков.
Путём химического синтеза из этой кислоты были получены различные её производные, которые также обладали антибиотическим действием.
Из оудемансиеллы слизистой был получен антибиотик муцидин, который применяется при различных грибковых заболеваниях.
Для лечения некоторых психических заболеваний и для восстановления памяти применяется псилоцибин.
Не так давно фунготерапию открыл для себя и Запад. Проводятся исследования, которые доказывают существование все новых и новых целебных свойств грибов.
Белый гриб. Экстракт из тела этого гриба оказывает тонизирующее воздействие на иммунную систему, замедляет метастазирование. Гриб обладает желчегонным, антимикробным действием.
Весёлка обыкновенная. Настойки и вытяжки из тела этого гриба применяют при лечении подагры, мочекаменной болезни. Гриб также обладает кровоостанавливающими и дезинфицирующими свойствами.
Говорушка. В грибе содержится антибиотик диатретин (полиацителеновый нитрил, клитоцибин), который убивает туберкулёзную палочку и проявляет гротивоопухолевую активность.
Груздь. Гриб угнетающе действует на туберкулёзную палочку. Жареный гриб используется при лечении мочекаменной болезни.
Головач. Споровым порошком этого гриба лечат рак кожи.
Гигантский дождевик. Гриб обладает высокой противоопухолевой активностью при раке и саркоме.
Навозник серый, или благушка. Вытяжка этого гриба специфически действует на алкоголиков, вызывая отравление. Но он совершенно безвреден для непьющих людей. Антибиотики, полученные из навозника серого, активны против вирусов гриппа. Разновидностью этого гриба является навозник колокольчатый, в котором содержится галлюциноген, с успехом применяемый в лечении некоторых психических заболеваний.
В грибе-навознике было обнаружено токсичное вещество, которое растворяется только в спирте, поэтому если этот гриб употреблять с алкоголем, можно отравиться.
Опёнок осенний. Гриб вырабатывает вещество фламмулин, которое активно действует против саркомы.
Опёнок летний, или варушка. Гриб содержит антибиотик агроцибин, обладающий сильным бактериостатическим действием. Также в нём содержатся галлюциногены, которые используют при лечении некоторых психических заболеваний.
Рыжик. Образует вещество лактариовилин, которое стимулирует адаптационные способности организма.
Свинушка толстая, или благушка. Гриб содержит атроментин, коричневый пигмент с противоопухолевыми свойствами. Этот пигмент является производным полипоровой кислоты и обладает выраженным противоопухолевым действием.
Шампиньон. Гриб содержит антибиотик кампестрин. Вещество активно против тифа и паратифа. Также в грибе содержится антибиотик псаллиотин, который используется в онкологии.
Последние годы много внимания уделяется грибам-продуцентам биологически активных веществ (витамины, антибиотики, ферменты, аминокислоты, терпены, полисахариды, фитотоксины). Благодаря своим биологическим, физико-химическим и фармакологическим свойствам различные виды грибов нашли применение в таких областях промышленности, как пищевая, деревообрабатывающая, фармакологическая, в косметологии, медицине и сельском хозяйстве. Особый интерес вызывают вопросы, связанные с изучением лекарственных свойств базидиальных макромицетов. Многие грибы проявляют различное фармакологическое действие – от общеукрепляющего и антиракового до противотуберкулезного и психотропного, а также стимулируют пищеварение, работу мозга, лечат экзему, подагру, рак молочных желез, хронические нефриты, нейродерматиты, неврастению и прочее.
При изучении противобактериальной активности некоторых базидиомицетов (Coriolus versicolor , Fomes fomentarius , Schizophyllum commune , Coprinus comatus , Marazmius oreades , Stereum hirsutum , Collybia maculata , Flammulina velutipes , Oudemansiella mucida , Sparassis crispa , Laccaria amethystine , Lyophyllum connatum ) использовали мицелий и культуральный фильтрат грибов. Антибактериальную активность исследовали методом дисков на следующих патогенных микроорганизмах: Staphylococcus sp., Streptococcus sp., Escherichia coli и Klebsiella sp . Антимикробную активность устанавливали по наличию зон задержки роста тест-организма.
По отношению к Streptococcus sp. противобактериальную активность проявили мицелиальные экстракты Schizophyllum commune и Oudemansiella mucida : зона ингибирования составила 7 мм и 6,5 мм, соответственно. Вытяжки из мицелия Lyophyllum connatum и Sparassis crispa проявили незначительную активность по отношению к Escherichia coli (диаметр зоны угнетения составил 6,5 и 7 мм, соответственно). Активность по отношению к Staphylococcus sp. установлена лишь у одного вида – Flammulina velutipes (диаметр зоны лизиса составил 7 мм). У других базидиомицетов противобактериальные свойства мицелия не выявлены.
При исследовании антимикробных свойств культурального фильтрата данных видов базидиальных грибов установлено, что по отношению к Streptococcus sp. активность проявляет культуральный фильтрат Schizophyllum commune (диаметр зоны лизиса составил 9 мм). Данный вид обладал антагонистической активностью по отношению к Streptococcus sp . и в виде мицелиального экстракта. Культуральная жидкость Flammulina velutipes и Laccaria amethystine также проявили активность по отношению к указанному микроорганизму (диаметр зоны угнетения составил 7 и 8 мм, соответственно), хотя их мицелиальные экстракты не проявили активность. По отношению к Escherichia coli действенными оказались культуральные фильтраты Lyophyllum connatum, Flammulina velutipes , Oudemansiella mucida и Collybia maculata . По отношению к Staphylococcus sp. противобактериальная активность установлена у культуральных фильтратов грибов Schizophyllum commune и Oudemansiella mucida .
Таким образом, среди исследуемых видов базидиомицетов выявлены виды, проявляющие антагонистическое влияние на Staphylococcus sp., Streptococcus sp. и Escherichia coli . Причем некоторые виды проявляли антимикробные свойства как в виде мицелиального экстракта, так и при использовании культурального фильтрата. Антагонистическое действие по отношению к Klebsiella sp. не установлены ни у одного описанного выше вида.
Ценными источниками антибиотиков являются высшие базидиомиценты. К ним относятся шампиньон луговой, агроцибе жёсткое, лаковица розовая, маслёнок обыкновенный, рядовка фиолетовая, трутовик берёзовый и др. Эти грибы обладают антибиотической активностью и выделяют такие антибиотические вещества, как агроцибин, брозофиллин, немотин, биформин, полипорин и многие другие.
Эти вещества были выделены более чем из 500 видов грибов, как съедобных, так и ядовитых.
Некоторые дождевики образуют кальвациевую кислоту. Она обладает противоопухолевым действием и подавляет развитие бактерий и грибков.
Путём химического синтеза из этой кислоты были получены различные её производные, которые также обладали антибиотическим действием.
Из оудемансиеллы слизистой был получен антибиотик муцидин, который применяется при различных грибковых заболеваниях.
Для лечения некоторых психических заболеваний и для восстановления памяти применяется псилоцибин.
Не так давно фунготерапию открыл для себя и Запад. Проводятся исследования, которые доказывают существование все новых и новых целебных свойств грибов.
Белый гриб. Экстракт из тела этого гриба оказывает тонизирующее воздействие на иммунную систему, замедляет метастазирование. Гриб обладает желчегонным, антимикробным действием.
Весёлка обыкновенная. Настойки и вытяжки из тела этого гриба применяют при лечении подагры, мочекаменной болезни. Гриб также обладает кровоостанавливающими и дезинфицирующими свойствами.
Говорушка. В грибе содержится антибиотик диатретин (полиацителеновый нитрил, клитоцибин), который убивает туберкулёзную палочку и проявляет гротивоопухолевую активность.
Груздь. Гриб угнетающе действует на туберкулёзную палочку. Жареный гриб используется при лечении мочекаменной болезни.
Головач. Споровым порошком этого гриба лечат рак кожи.
Гигантский дождевик. Гриб обладает высокой противоопухолевой активностью при раке и саркоме.
Навозник серый, или благушка. Вытяжка этого гриба специфически действует на алкоголиков, вызывая отравление. Но он совершенно безвреден для непьющих людей. Антибиотики, полученные из навозника серого, активны против вирусов гриппа. Разновидностью этого гриба является навозник колокольчатый, в котором содержится галлюциноген, с успехом применяемый в лечении некоторых психических заболеваний.
В грибе-навознике было обнаружено токсичное вещество, которое растворяется только в спирте, поэтому если этот гриб употреблять с алкоголем, можно отравиться.
Опёнок осенний. Гриб вырабатывает вещество фламмулин, которое активно действует против саркомы.
Опёнок летний, или варушка. Гриб содержит антибиотик агроцибин, обладающий сильным бактериостатическим действием. Также в нём содержатся галлюциногены, которые используют при лечении некоторых психических заболеваний.
Рыжик. Образует вещество лактариовилин, которое стимулирует адаптационные способности организма.
Свинушка толстая, или благушка. Гриб содержит атроментин, коричневый пигмент с противоопухолевыми свойствами. Этот пигмент является производным полипоровой кислоты и обладает выраженным противоопухолевым действием.
Шампиньон. Гриб содержит антибиотик кампестрин. Вещество активно против тифа и паратифа. Также в грибе содержится антибиотик псаллиотин, который используется в онкологии.
