Kaip gajūs mikrobai prisitaiko

VIRUSAI, bakterijos, pirmuonys, grybeliai bei kiti mikroorganizmai, matyt, egzistuoja nuo tada, kai žemėje atsirado gyvybė. Tų paprasčiausių gyvybės formų stulbinantis gebėjimas prisitaikyti padėjo išlikti joms ten, kur neišgyvena niekas kitas. Jų yra tiek karštose versmėse vandenyno dugne, tiek ledo kaustomos Arkties gelmėse. Dabar šie mikroorganizmai pasiruošę atremti pačią didžiausią grėsmę jų egzistavimui — antimikrobinius vaistus.

Prieš šimtą metų jau buvo žinoma, jog kai kurie mikrobai, arba mikroorganizmai, sukelia ligas, bet niekas nebuvo nė girdėjęs apie antimikrobinius vaistus. Todėl susirgusiam sunkia infekcine liga daugelis gydytojų galėdavo pasiūlyti nebent moralinę paramą. Ligai priešintis turėjo pati žmogaus imuninė sistema. Jeigu ji nebūdavo pakankamai stipri, ligonis dažniausiai mirdavo. Ir neretai šitaip atsitikdavo mikrobams patekus net į visai menką įdrėskimą.

Todėl pirmųjų patikimų antimikrobinių vaistų išradimas padarė perversmą medicinoje. * Ketvirtajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje paplito sulfanilamidai, o penktajame — penicilinas bei streptomicinas, paskatinę daugybei išradimų vėlesniais dešimtmečiais. Paskutiniajame dešimtmetyje antibiotikų arsenalą jau sudarė maždaug 150 penkiolikos skirtingų kategorijų junginių.

Laukta pergalė neatėjo

Šeštajame bei septintajame dešimtmetyje kai kas jau pradėjo švęsti pergalę prieš užkrečiamąsias  ligas. Kai kurie mikrobiologai net patikėjo, kad netrukus jos bus tik praeities slogutis. 1969-aisiais JAV sveikatos apsaugos vadovas Kongresui iškilmingai pareiškė, jog netrukus žmonija „užvers užkrečiamųjų ligų knygą“. 1972-aisiais Nobelio premijos laureatas Makferleinas Bernetas ir Deividas Vaitas rašė: „Labai tikėtina, kad ateityje šių ligų net neminėsime.“ Iš tiesų buvo manančių, kad jų visiškai nebeliks.

Dėl tos priežasties atsirado pernelyg didelis pasitikėjimas. Viena slaugytoja, kuri buvo gerai susipažinusi su mikrobų grėsme, kol nebuvo antibiotikų, pastebėjo, jog kai kurios jaunesnės slaugytojos nepaiso elementarios higienos. Priminus, kad reikia plauti rankas, jos atšaudavo: „Nesijaudinkite, juk turime antibiotikų.“

Tačiau pasitikėjimo antibiotikais bei piktnaudžiavimo jais padariniai buvo pragaištingi. Infekcinės ligos išliko. Negana to, jos smogė su nauja jėga ir tapo pagrindine mirčių priežastimi pasaulyje! Prie šių ligų plitimo prisidėjo dar kiti veiksniai: karo sukelta suirutė, nepakankama mityba besivystančiose šalyse, švaraus vandens stygius, prastos sanitarinės sąlygos, greitos tarptautinės kelionės bei globaliniai klimato pokyčiai.

Bakterijos įgyja atsparumo

Didžiausia bėda, kurios beveik niekas nesitikėjo, — paprastų mikrobų nepaprastas gebėjimas prisitaikyti. Tačiau jei grįžtume į praeitį, įsitikintume, kad būsimą jų atsparumą vaistams galėta įžvelgti. Kodėl? Pavyzdžiui, kas nutiko penktajame dešimtmetyje ėmus naudoti naują insekticidą DDT? * Tuomet pienininkai džiaugėsi, kad jo papurškus musės iškrinta. Deja, išnaikintos buvo ne visos, o jų palikuonės paveldėjo imunitetą. Kadangi šių musių chemikalas jau nebeveikė, jų vėl priviso begalė.

Dar prieš pradedant naudoti DDT ir prieš tai, kai penicilinas tapo prieinamas pacientams, 1944-aisiais, buvo atskleisti žalingų bakterijų ypatingi sugebėjimai gintis. Penicilino išradėjas dr. Aleksandras Flemingas tai suprato stebėdamas laboratorijoje, kaip vystosi tolesnių Staphylococcus aureus (stafilokokų) generacijų ląstelių sienelės. Jos darėsi vis sunkiau pažeidžiamos jo išrastų vaistų, nepralaidžios penicilinui, todėl šis negalėjo prasiskverbti į bakterijos vidų ir ją užmušti.

Maždaug prieš 60 metų tai paskatino dr. Flemingą perspėti, kad pavojingos bakterijos žmogaus organizme gali įgyti atsparumą penicilinui. Taigi vaisto dozėms neužmušus pakankamo kiekio žalingų bakterijų, atsparūs jų palikuoniai pasidaugins. Todėl atsinaujins liga, kurios penicilinu nebeišgydysi.

Knygoje The Antibiotic Paradox (Antibiotikų paradoksas) rašoma: „Flemingo prognozės pasitvirtino daug siaubingiau, nei jis spėjo.“ Kaip? Paaiškėjo, kad tam tikrų atmainų bakterijų genai — miniatiūrinė programa,  kurią turi bakterijos DNR, — duoda komandą gaminti fermentus, padarančius peniciliną neveiksmingą. Dėl tos priežasties dažniausiai nepadeda net pailgintas vaisto kursas. Kaip tai sukrėtė!

Stengiantis laimėti kovą su užkrečiamosiomis ligomis, buvo kuriama daug naujų antibiotikų: nuo penkto iki aštunto dešimtmečio reguliariai, devintajame bei paskutiniajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje — kiek mažiau. Jais gydė, kai bakterijos tapdavo atsparios ankstesniems antibiotikams. Tačiau per keletą metų atsirado bakterijų atmainų, kurių neįveikdavo ir naujieji vaistai.

Žmonės suprato, kad bakterijos priešinasi nepaprastai išradingai. Jos geba pakeisti savo ląstelės sienelę ir antibiotikai nebeįsiskverbia, arba pertvarko savo cheminę sudėtį taip, kad nuo antibiotikų nežūtų. Kitu atveju bakterijos įsiskverbusius antibiotikus gali tuoj pat pašalinti arba suskaidyti ir padaryti neveiksmingus.

Vartojant vis daugiau antibiotikų, padaugėjo ir išplito atsparių bakterijų atmainų. Ar tai galima laikyti visuotine katastrofa? Bent jau daugeliu atvejų — ne. Paprastai, jei kokio užkrato neveikia vienos rūšies antibiotikas, paveikia kitos. Bakterijų atsparumas kelia apmaudą, bet padėtis kol kas valdoma.

Atsparios daugeliui vaistų

Paskui, savo pasibaisėjimui, mokslininkai nustatė, kad bakterijos apsikeičia genais. Iš pradžių buvo manoma, jog tai vyksta tik tarp to paties tipo bakterijų. Bet vėliau lygiai tokių pat atsparumo genų aptikta visai  kitų tipų bakterijose. Dėl tos priežasties įvairios bakterijos tampa atsparios daugybei dažniausiai vartojamų vaistų.

Maža to, per paskutinį praėjusio amžiaus dešimtmetį tyrinėjimai parodė, jog bakterijos atsparumą gali įgyti be kitų pagalbos. Kai kurios rūšys net susidūrusios tik su vienu antibiotiku tampa atsparios daugeliui jų — tiek natūralių, tiek sintetinių.

Nerimas dėl ateities

Nors kol kas daugumai žmonių antibiotikai vis dar padeda, kiek veiksmingi jie bus ateityje? Knygoje The Antibiotic Paradox rašoma: „Jau nebegalime tikėtis, kad bet kurią infekciją išgydysime pirmais paskirtais antibiotikais.“ Toliau aiškinama: „Kai kuriose šalyse ribotas antibiotikų pasirinkimas reiškia, jog nė vienas turimas šios rūšies vaistas nėra veiksmingas... Pacientai kenčia ir miršta nuo ligų, kurių, kaip prognozuota prieš 50 metų, turėjo nelikti nė pėdsako.“

Bakterijos — ne vieninteliai mikrobai, atsparūs vaistams. Labai gerai prisitaiko taip pat virusai, grybeliai bei kiti smulkūs parazitai. Pasirodo vis naujos šių mikroorganizmų atmainos. Kyla grėsmė, kad niekais nueis mokslininkų pastangos išrasti veiksmingus vaistus.

Ką daryti? Ar įmanoma suduoti mikrobams mirtiną smūgį ar bent jau kontroliuoti jų prisitaikymą? Kaip antibiotikai bei kiti antimikrobiniai vaistai gali neprarasti pozicijų pasaulyje, kurį vis labiau atakuoja užkrečiamosios ligos?

[Išnašos]

[Rėmelis/iliustracija 6 puslapyje]

Kas yra antimikrobiniai vaistai?

Gydytojo prirašomi antibiotikai priskiriami antimikrobiniams vaistams. Bendras šios kategorijos medikamentų pavadinimas — „chemoterapiniai“ nurodo, jog tai gydymui skirti cheminiai preparatai. Nors terminas „chemoterapija“ dažniausiai siejamas su vėžio gydymu, iš pradžių (taip pat ir dabar) šis metodas buvo taikomas užkrečiamosioms ligoms gydyti. Tokiais atvejais jis gali būti vadinamas antimikrobine chemoterapija.

Mikrobai, arba mikroorganizmai, yra tokie maži, kad matomi tik per mikroskopą. Antimikrobiniai vaistai — tai chemikalai, paveikiantys ligą sukeliančius mikrobus. Deja, jie gali pakenkti ir naudingiems mikrobams.

Streptomicino bendraišradėjis Selmanas Vaksmanas 1941 metais antibiotikais pavadino antibakterinius vaistus, išgautus iš mikroorganizmų. Antibiotikai, kaip ir kiti antimikrobiniai vaistai, yra vertinga gydymo priemonė, nes apnuodija bakterijas, bet menkai toksiški žmogaus organizmui.

Tačiau iš tikrųjų kiekvienas antibiotikas šiek tiek nuodija ir mus. Saugumo koeficientas, išreiškiamas skirtumu tarp vaisto dozės, kuri paveikia bakterijas, ir dozės, kenksmingos žmogui, vadinamas terapiniu indeksu. Kuo indeksas didesnis, tuo vaistai saugesni, kuo mažesnis — tuo pavojingesni. Išrasta tūkstančiai antibiotinių medžiagų, tačiau dauguma jų gydymui nevartojamos dėl to, kad per daug nuodingos žmonėms ar gyvuliams.

Pirmasis natūralus antibiotikas vidiniam vartojimui buvo penicilinas, išskirtas iš pelėsių Penicillium notatum. Intraveninis penicilinas pirmą kartą išbandytas 1941 metais. Neilgai trukus, 1943-iaisiais, iš dirvožemio bakterijų Streptomyces griseus išskirtas streptomicinas. Vėliau buvo sukurta daug kitų antibiotikų: vieni iš gyvų organizmų, kiti pagaminti sintetiniu būdu. Tačiau bakterijos rado, kaip atsispirti daugeliui antibiotikų, ir tai — globalinė medicinos problema.

[Iliustracija]

Penicilino pelėsių kolonija, matoma lėkštės dugne, neleidžia vystytis bakterijoms

[Šaltinio nuoroda]

Christine L. Case/Skyline College

[Rėmelis/iliustracijos 7 puslapyje]

Kas tie mikrobai?

Virusai — tai patys smulkiausi mikrobai. Jie sukelia tiek įprastas ligas — slogą, gripą, gerklės uždegimą, tiek sunkias — poliomielitą, ebolą, AIDS.

Bakterijos — vienaląsčiai organizmai, tokie nesudėtingi, kad yra be branduolio ir paprastai turi tik vieną chromosomą. Mūsų organizme, daugiausiai virškinimo trakte, gyvena milijonai bakterijų. Jos padeda virškinti maistą bei yra svarbiausias šaltinis vitamino K, kuris būtinas kraujo krešėjimui.

Manoma, jog iš 4600 žinomų bakterijų rūšių patogeninių (sukeliančių ligas) yra vos 300. Tačiau jos — augalų, gyvūnų bei žmonių ligų šaltinis. Žmonės per šias bakterijas užsikrečia tuberkulioze, cholera, difterija, juodlige, dantų ėduonimi, tam tikrais plaučių uždegimais bei daugybe lytiškai plintančių ligų.

Pirmuonys, kaip ir bakterijos, yra vienaląsčiai organizmai, bet turi vieną ar kelis branduolius. Jiems priskiriamos amebos, tripanosomos bei maliariją sukeliantys parazitai. Maždaug trečdalis tebeegzistuojančių pirmuonių rūšių — apie 10000 — parazitai, tačiau žmonių ligų sukėlėjų tarp jų tėra vos keletas.

Grybeliai irgi gali sukelti ligas. Šie organizmai turi branduolį ir primena iš plaušelių sunarpliotą demblį. Dažniausiai pasitaikančios grybelinės ligos — trichofitija ir kandidamikozė. Sunkūs grybeliniai susirgimai paprastai kamuoja tiktai tuos žmones, kurių organizmas nebepajėgia priešintis dėl prastos mitybos, vėžio arba kurių imuninė sistema nualinta vaistų ar virusinės infekcijos.

[Iliustracijos]

Ebolos virusas

Bakterija „Staphylococcus aureus“

Pirmuonis „Giardia lamblia“

Trichofitijos grybelis

[Šaltinių nuorodos]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Courtesy Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Iliustracija 4 puslapyje]

Penicilino išradėjas Aleksandras Flemingas