Zadaci iz hemije i biologije

Testovi sadrže različit broj pitanja, a možete ih otvoriti klikom na TEST :

                                                                                         

1. Zadaci iz opšte i neorganske hemije (1): TEST                   

2. Zadaci iz opšte i neorganske hemije (2): TEST

3. Zadaci iz organske hemije (1): TEST

4. Zadaci iz biologije (biologija ćelije): TEST

5. Zadaci iz opšte i neorganske hemije (3): TEST

Antibiotici

1. Definicija antibiotika

Antibiotici su niskomolekulski mikrobni metaboliti koji u niskim koncentracijama inhibiraju rast drugih mikroorganizama. Pod izrazom ’’inhibicija rasta drugih mikroorganizama’’ od strane antibiotika, misli se na privremenu ili trajnu inhibiciju sposobnosti mikroorganizma da se reprodukuje i, posledično, inhibiciju rasta bakterijske populacije, a ne pojedinačne ćelije. Kada je inhibicija trajna, aktivnost antibiotika je baktericidna ili fungicidna. Ukoliko inhibicija prestaje kada se otkloni antibiotik iz hranljive podloge, antibiotik ima bakteriostatsko (fungistatsko) dejstvo. U definiciju dodato je i ’’pri niskim koncentracijama’’ (vrednosti koncentracija ispod  1 mg/mL) zbog toga što čak esencijalne i neesencijalne komponente ćelije mogu da izazovu efekat pri većim koncentracijama. Na primer, etanol ili butanol, proizvodi fermentacije nekih mikroorganizama, ne mogu se smatrati antibioticima jer antibakterijsko delovanje pokazuju samo pri visokim koncentracijama.

Ako bi se definicija striktno poštovala, jedine supstancije koje bi se smatrale antibiotikom bile bi one koje predstavljaju prirodne proizvode mikroorganizama. Međutim, trenutni proizvodi dobijeni hemijskim modifikacijama prirodnih antibiotika ili drugih proizvoda mikrobnog metabolizma nazivaju se semisintetski antibiotici.

2. Klasifikacija antibiotika

Antibiotici mogu da se klasifikuju na osnovu hemijske strukture, mehanizma dejstva, biološkog porekla i spektra dejstva.

Antibiotici koji pripadaju istoj strukturnoj klasi pokazuju sličnu efikasnost, toksičnost ili sklonost ka alergiji. Neke od uobičajnih klasa antibiotika koje su zasnovane na hemijskoj strukuri jesu β-laktami, makrolidi, tetraciklini, aminoglikozidi, sulfonamidi, glikopeptidi, hinoloni, oksazolidoni itd.

Prema spektru dejstva, antibiotici se dele na antibiotike uskog i širokog spektra. Antibiotici ,,širokog spektra’’ deluju na dve grupe bakterija, Gram-pozitivne i Gram-negativne bakterije (tetraciklini, ampicilin, hloramfenikol...). Ovi antibiotici koriste se kada postoji bakterijska infekcija, ali bakterijska grupa je nepoznata ili ukoliko imamo veći broj bakterijskih grupa. Antibiotici ,,uskog spektra’’ deluju na određenu grupu bakterija (vankomicin, izoniazid, polimiksini).

Slika 1. Spektar antimikrobne aktivnosti

Na osnovu mehanizma dejstva, antibiotici se dele na:

      1.      Antibiotike koji inhibiraju sintezu ćelijskog zida

      2.      Antibiotike koji narušavaju funkciju membrane

      3.      Antibiotike koji sprečavaju sintezu nukleinskih kiselina

      4.      Antibiotike koji sprečavaju sintezu purina i pirimidina

      5.      Antibiotike koji sprečavaju sintezu proteina

      6.      Antibiotike koji sprečavaju disanje

      7.      Antibiotike koji sprečavaju oksidativnu fosforilaciju

      8.      Antibiotike antimetabolite aminokiselina, vitamina, nukleinskih kiselina.

 Slika 2. Mehanizam dejstva antibiotika

3. Mehanizmi rezistencije na antibiotike

Rezistencija na antibiotike predstavlja sposobnost mikroorganizma da se odupru delovanju antibiotika. Mikroorganizmi mogu da budu rezistentni na antibiotike iz više razloga:

     1. MO mogu da izbacuju antibiotike van ćelije pomoću specifičnih proteina u ćelijskoj membrani (eritromicin, tetraciklin); 

     2. Ciljno mesto može da bude modifikovano tako da ima smanjen afinitet za vezivanje antibiotika; 

     3. Antibiotik se inaktivira enzimom rezistentnih bakterija; 

     4. Ukoliko dođe do mutacija u njihovom genetičkom materijalu; 

     5. Ćelijski zid MO može da bude nepermeabilan za neke antibiotike.

Slika 3. Mehanizmi rezistencije na antibotike

Zloupotreba antibiotika može dovesti do rezistencije bakterija na antibiotike (nekontrolisano uzimanje, ako se terapija antibiotika ne uzima do kraja). Svaki put kada pacijent uzme antibiotik, on ubija senzitivne bakterije, dok rezistentna bakterija ostaje da raste i da se razmožava; rezistentna bakterija svoj gen za rezistenciju može da prenese u drugu bakteriju preko plazmida (konjugacija). Antibiotici nisu efikasni u lečenju viralnih infekcija kao što je prehlada, bolovi u grlu, infekcije uva itd. Ukoliko se antibiotici koriste u terapiji navedenih stanja, to može dovesti do rezistencije bakterije. Pametno uzimanje antibiotika je ključ u kontrolisanju širenja rezistencije.

4. Primena antibiotika  

Antibiotici su našli primenu kako u humanoj medicini tako i  u veterini, poljoprivredi i prehrambenoj industriji.

Antibiotici se primenjuju za lečenje različitih patoloških oboljenja izazvanih patogenim mikroorganizmima. Nakon prodora u organizam domaćina mikroorganizmi se moraju prilagoditi uslovima koji vladaju u novoj sredini, odnosno osmotskom pritisku, pH sredine i dostupnošću hranljivih materija. Takođe, trebaju da izbegnu i imuni odgovor domaćina, koji nastaje kao reakcija organizma na prisutnot stranog organizma ili supstance.  Patogeni mikroorganizmi poseduju faktore virulencije koji uključuju proizvodnju i ekskreciju toksina i proteaza u organizam domaćina  i mehanizme za prevazilaženje imunog odgovora domaćina. Ovi virulentni faktori se aktiviraju kada se bakterija izloži odgovarajućem stimulusu. 

Primena antibiotika u medicini

Različita patološka stanja kod ljudi mogu biti izazvana infekcijom organizma patogenim mikroorganizmima. Ovi patogeni se u organizam mogu uneti na različite načine, putem hrane i pića, udisajem, preko rana na površini kože. Neki mikroorganizmi koji normalno postoje u određenim delovima i sistemima organizma kada dospeju u druga tkiva i organe mogu da izazovu infekciju i razvoj bolesti. Bolesti poput difterije, šarlaha i tuberkuloze prenose bakterije koje se šire vazduhom. Druga oboljenja mogu biti izazvana bakterijama prisutnim u namirnicama, poput bakterija iz roda Salmonella.

Korišćenje antibiotika za lečenje oboljenja treba da bude strogo kontrolisano. U suprotnom mogao bi da se poveća broj rezistentnih bakterija.  Zabeleženo je 2000. godine da se broj dostupnih antibiotika smanjio sa 113 na 96. Antibiotici se izbacuju iz upotrebe kada ne deluju, kada se pokaže da su toksični za ljudski organizam, kad se broj bakterija rezistentnih na njihovo dejstvo poveća ili ukoliko treba da se zameni novom poboljšanom verzijom antibiotika. Danas je zabeležen sve veći rast broja rezistentnih bakterija. Infekcije izazvane ovakvim bakterijama usled nemogućnosti lečenja često mogu da budu i smrtonosne, jer su česte kod pacijenata koji se leče u bolničkim uslovima ili se oporavljaju nakon operativnog zahvata. Jedan od primera ovakvih bakterija je i meticilin rezistentna Staphylococcus aureus (MRSA).

 

Primena antibiotika u veterini i poljoprivredi

Neretko se antibiotici koriste pri uzgajanju životinja čije se meso koristi u ishrani ljudi, ali u preventivne svrhe i na zdravim životinjama. Problemi ovakve upotrebe antibiotika u veterinarskoj medicini su veoma značajni iz tih razloga što prilikom unosa mesa životinja gajenih na ovaj način antibiotici dospevaju u organizam čoveka  i dolazi do nastanka rezistentnih vrsta mikroorganizama. Međutim, i prekomerna upotreba antibiotika u lečenju kućnih ljubimaca može dovesti do pojave rezistentnih mikroorganizama. Iz ovog razloga ograničava se upotreba antibiotika u veterinarskoj praksi kod lečenja kućnih ljubimaca i životinja koje se gaje radi upotrebe njihovog mesa u humanoj ishrani. Pojačani su sistemi kontrole upotrebe antibiotika koji su važni za zdravlje ljudi, a koriste se u humanoj i veterinarskoj  medicini.

U toku uzgoja voća i povrća sprovode se različite mere zaštite kako bi se dobio proizvod odgovarajućeg kvaliteta. Primenjuju se hemijske, mehaničke, biološke i integrisane mere zaštite. U hemijske mere zaštite ubraja se i upotreba antibiotika.

Jedan od primera korišćenja antibiotika u poljoprivredi jeste i zaštita jabučastog voća od Bakterijske plamenjače Erwinia amylovora. Različite sorte jabučastog voća pokazuju različite stepene otpornosti prema ovom mikroorganizmu. Upotrebom antibiotika kao što su to kasumin, agrimicin, kasugamicin, teramicin i stretamicin sprečava se nastanak oboljenja kod jabučastog voća. Upotreba ovih antibiotika u poljoprivredi se u pojedinim zemljama izbegava zbog mogućih štetnih dejstava na organizam čoveka i životinja.  

Reference:

1. Claudio O. Gualerzi et al. (2013). Antibiotics:Targets, mechanisms and resistance.

2. Švabić-Vlahović, M. et al. (2008). Medicinska bakteriologija.

3. Giancarlo Lancini et al (1995). Antibiotics: A Multidisciplinary Approach.