معلومة

4.2: الطرق التي تؤثر بها عوامل التحكم الكيميائي على البكتيريا - علم الأحياء

4.2: الطرق التي تؤثر بها عوامل التحكم الكيميائي على البكتيريا - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  1. صف ست طرق مختلفة قد تؤثر فيها المضادات الحيوية أو المطهرات على الهياكل البكتيرية أو الجزيئات الكبيرة ، واذكر كيف يتسبب كل منها في النهاية في إلحاق الضرر بالخلية.
  2. حدد أي من مجموعات المضادات الحيوية التالية: 1) تمنع تخليق الببتيدوغليكان ؛ 2) تمنع تخليق الحمض النووي. 3) تغيير الوحدات الفرعية الريبوسومية البكتيرية 30S التي تمنع الترجمة ؛ أو 4) تغيير الوحدات الفرعية الريبوسومية البكتيرية 50S التي تمنع الترجمة.
    1. الماكروليدات (إريثروميسين ، أزيثروميسين ، كلاريثروميسين ، ديريثرومايسين ، ترولينوميسين ، إلخ) ، أوكسازوليدينون (لينيزوليد) ، وستربتوجرينات
    2. البنسلين ، monobactams ، carbapenems ، السيفالوسبورينات ، والفانكومايسين
    3. الفلوروكينولونات (نورفلوكساسين ، لوميفلوكساسين ، فلوروكساسين ، سيبروفلوكساسين ، إينوكساسين ، تروفافلوكساسين ، إلخ) ، سلفوناميدات وتريميثوبريم ، وميترونيدازول
    4. أمينوغليكوزيدات (ستربتومايسين ، نيومايسين ، نيتيلميسين ، توبراميسين ، جنتاميسين ، أميكاسين ، إلخ) والتتراسيكلين (تتراسيكلين ، دوكسيسيكلين ، ديميكلوسيكلين ، مينوسيكلين ، إلخ.)
  3. اذكر طريقتين لعمل المطهرات والمطهرات والمطهرات.

أساس التحكم في العلاج الكيميائي للبكتيريا هو السمية الانتقائية. تعني السمية الانتقائية أن المادة الكيميائية المستخدمة يجب أن تثبط أو تقتل العامل الممرض المقصود دون إلحاق ضرر جسيم بالعائل. عامل الطيف الواسع فعال بشكل عام ضد مجموعة متنوعة من البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام ؛ يعمل عامل الطيف الضيق بشكل عام ضد إيجابيات الجرام أو سلبيات الجرام أو عدد قليل من البكتيريا فقط. قد تكون هذه العوامل مدمرة أو ثابتة في عملها. يقتل عامل cidal الكائن الحي بينما يمنع عامل ثابت نمو الكائن الحي لفترة كافية لدفاعات الجسم لإزالته. هناك فئتان من عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات: المضادات الحيوية والأدوية الاصطناعية. المضادات الحيوية هي منتجات استقلابية لكائن دقيق واحد تثبط أو تقتل الكائنات الحية الدقيقة الأخرى. الأدوية الاصطناعية هي عقاقير مضادة للميكروبات يتم تصنيعها بواسطة إجراءات كيميائية في المختبر. العديد من المضادات الحيوية اليوم هي في الواقع شبه اصطناعية وبعضها مصنوع صناعياً. سننظر الآن في الطرق المختلفة التي تؤثر بها عوامل التحكم لدينا على البكتيريا التي تغير بنيتها أو تتداخل مع وظائفها الخلوية.

تمرين: أسئلة فكر - ثنائي - شارك

  1. وصف طريقة واحدة يمكن للمضاد الحيوي أن يمنع بها تخليق الببتيدوغليكان ، واذكر كيف يقتل ذلك البكتيريا في نهاية المطاف ، وإعطاء مثال على مثل هذا المضاد الحيوي.
  2. صف إحدى الطرق التي يمكن بها للمضاد الحيوي أن يغير الريبوسومات البكتيرية ، واذكر كيف يثبط أو يقتل البكتيريا في نهاية المطاف ، وأعطي مثالًا على مثل هذا المضاد الحيوي.
  3. صف إحدى الطرق التي يمكن بها للمضادات الحيوية أن تتداخل مع تخليق الحمض النووي البكتيري ، واذكر كيف يقتل ذلك البكتيريا في النهاية ، وأعطي مثالًا على مثل هذا المضاد الحيوي.

العديد من المضادات الحيوية تمنع تخليق الببتيدوجليكان وتسبب التحلل التناضحي

كما تعلمنا سابقًا ، من أجل زيادة حجم البكتيريا بعد الانشطار الثنائي ، يجب كسر الروابط الموجودة في الببتيدوغليكان ، ويجب إدخال مونومرات ببتيدوغليكان جديدة في جدار الخلية المتنامي ، ويجب إعادة إغلاق الروابط المتقاطعة الببتيدية. يحدث تخليق ببتيدوغليكان جديد في مستوى انقسام الخلية عن طريق مجموعة من آلية انقسام الخلية المعروفة باسم الانقسام. التسلسل التالي للأحداث يحدث عند الانقسام:

أولا ، إنزيمات بكتيرية تسمى autolysins تكسر الروابط الجليكوسيدية بين مونومرات الببتيدوغليكان عند نقطة النمو على طول الببتيدوغليكان الموجود ؛ وكسر الجسور المتقاطعة الببتيدية التي تربط صفوف السكريات ببعضها البعض (الشكل ( PageIndex {4} ). 2.1).

الشكل ( PageIndex {4} ) 2.1: وظيفة Autolysins في تركيب الببتيدوغليكان. (الخطوة 1) مجموعة من الإنزيمات البكتيرية تسمى autolysins تكسر الروابط الجليكوسيدية بين مونومرات الببتيدوغليكان عند نقطة النمو على طول الببتيدوغليكان الموجود. كما أنها تكسر الجسور المتقاطعة الببتيدية التي تربط صفوف السكريات ببعضها البعض. بهذه الطريقة ، يمكن إدخال مونومرات ببتيدوغليكان جديدة وتمكين نمو البكتيريا. (الخطوة 2) مجموعة من الإنزيمات البكتيرية تسمى autolysins تكسر الروابط الجليكوسيدية بين مونومرات الببتيدوغليكان عند نقطة النمو على طول الببتيدوغليكان الموجود. (الخطوة 3) يحدث تخليق ببتيدوغليكان جديد في مستوى انقسام الخلية عن طريق مجموعة من آلية انقسام الخلية المعروفة باسم القسمة. تقوم مجموعة من الإنزيمات البكتيرية تسمى autolysins ، الموجودة في divisome ، بتفكيك الروابط الجليكوسيدية بين مونومرات الببتيدوغليكان عند نقطة النمو على طول الببتيدوغليكان الموجود. بهذه الطريقة ، يمكن إدخال مونومرات ببتيدوغليكان جديدة وتمكين نمو البكتيريا.

ثانيًا ، تساعد البكتوبرينول في تجميع مونومرات الببتيدوغليكان ، ونقل تلك المونومرات عبر الغشاء السيتوبلازمي ، وإدخال المونومرات في الببتيدوغليكان الموجود (الشكل ( PageIndex {4} ). 2.2).

الشكل ( PageIndex {4} ) 2.2: تركيب مونومرات الببتيدوغليكان وعمل باكتوبرينول. (الخطوة 1) يتم تصنيع مونومرات الببتيدوغليكان في العصارة الخلوية للبكتيريا حيث ترتبط بجزيء حامل غشاء يسمى بكتوبرينول. تنقل البكتوبرينول مونومرات الببتيدوغليكان عبر الغشاء السيتوبلازمي وتساعد على إدخالها في سلاسل الببتيدوغليكان المتنامية. (أ). أولاً ، يرتبط N-acetylglucosamine (NAG) مع uridine diphosphate (UDP) لتشكيل UDP-NAG. يتم تحويل بعض NAG إنزيميًا إلى حمض N-acetylmuramic (NAM) الذي يشكل UDP-NAM. (ب). تضاف خمسة أحماض أمينية بالتتابع إلى UDP-NAM لتشكيل خماسي الببتيد. الأخيران هما جزيئات D- ألانين المنتجة بشكل إنزيمي من L- ألانين ، الشكل المعتاد للحمض الأميني. (ج). يرتبط NAM-pentapeptide بجزيء حامل البكتوبرينول في الغشاء السيتوبلازمي ، والطاقة التي يتم توفيرها بواسطة إحدى مجموعات الفوسفات عالية الطاقة في UDP. (د). يتم توصيل NAG بـ NAM-pentapeptide على البكتوبرينول لإكمال مونومر الببتيدوغليكان. (الخطوة 2) ثم تقوم Bactoprenols بإدخال مونومرات الببتيدوغليكان في الفواصل الموجودة في الببتيدوغليكان عند نقطة النمو لجدار الخلية. (الخطوة 3) يتم تصنيع مونومرات الببتيدوغليكان في العصارة الخلوية للبكتيريا حيث ترتبط بجزيء حامل غشاء يسمى بكتوبرينول. تنقل البكتوبرينول مونومرات الببتيدوغليكان عبر الغشاء الخلوي وتساعد على إدخالها في سلاسل الببتيدوغليكان المتنامية (الخطوة 4) بعد ذلك. يقوم البكتوبرينول بإدخال مونومر الببتيدوغليكان الذي ينقله ، ويفقد مجموعة الفوسفات في طريق العودة إلى الغشاء السيتوبلازمي لإعادة تدويره والتقاط مونومر آخر. (الخطوة 6) الببتيدوغليكان عند النقطة المتنامية لجدار الخلية.

ثالثًا ، تقوم إنزيمات transglycosylase بإدراج وربط مونومرات الببتيدوغليكان الجديدة في الفواصل الموجودة في الببتيدوغليكان (الشكل ( PageIndex {4} ). 2.3).

الشكل ( PageIndex {4} ) 2.3: عمل Transglycosylase في تخليق الببتيدوغليكان. (الخطوة 1) تحفز إنزيمات Transglycosylase تكوين روابط جليكوسيدية بين NAM و NAG لمومومرات الببتيدوغليكان و (Step2) NAG و NAM للببتيدوغليكان الموجود.

أخيرًا ، تعمل إنزيمات transpeptidase على إصلاح الروابط المتقاطعة الببتيدية بين صفوف وطبقات الببتيدوغليكان لجعل الجدار قويًا (الشكل ( PageIndex {4} ). 2.4)

الشكل ( PageIndex {4} ). 2.4: عمل Transpeptidase في تخليق الببتيدوغليكان. (الخطوة 1) أخيرًا ، تعمل إنزيمات transpeptidase على إصلاح الروابط المتقاطعة الببتيدية بين صفوف وطبقات الببتيدوجليكان لجعل الجدار قويًا.

يؤدي التدخل في هذه العملية إلى تكوين جدار خلوي ضعيف وتحلل تناضحي للبكتيريا. تشمل العوامل التي تثبط تخليق الببتيدوغليكان البنسلين (البنسلين جي ، ميثيسيلين ، أوكساسيلين ، الأمبيسيلين ، أموكسيسيلين ، تيكارسيللين ، إلخ) ، السيفالوسبورينات (سيفالوثين ، سيفازولين ، سيفوكسيتين ، سيفوتاكسيم ، سيفاكلور ، سيفاكلور ، سيفتكسيم ، سيفاكلور ، سيفوكسيلين ، سيفتكسيم ، سيفاكلور ، سيفوكسيلين ، و carbapenems (imipenem ، metropenem) ، و monobactems (aztreonem) ، و carbacephems (loracarbef). تُعرف البنسلينات ، و monobactams ، و carbapenems ، و cephalosporins كيميائيًا باسم المضادات الحيوية بيتا لاكتام لأنها تشترك جميعها في بنية جزيئية تسمى حلقة بيتا لاكتام (انظر الشكل ( PageIndex {5} )). كما تمنع الببتيدات السكرية (فانكومايسين ، تيكوبلانين) والببتيدات الدهنية (دابتومايسين) تخليق الببتيدوغليكان.

أ. المضادات الحيوية بيتا لاكتام مثل البنسلين والسيفالوسبورينات

البنسلين ، السيفالوسبورينات ، بالإضافة إلى المضادات الحيوية بيتا لاكتام الأخرى (انظر المضادات الحيوية الشائعة) ، ترتبط بإنزيمات الترانسببتيداز (تسمى أيضًا بروتينات ربط البنسلين) المسؤولة عن إصلاح الروابط المتقاطعة الببتيدية بين صفوف وطبقات الببتيدوجليكان لجدار الخلية مثل تتم إضافة مونومرات ببتيدوغليكان جديدة أثناء نمو الخلايا البكتيرية. يمنع هذا الارتباط إنزيمات transpeptidase من ربط سلاسل السكر ويؤدي إلى جدار خلوي ضعيف. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن هذه المضادات الحيوية تتداخل مع الضوابط البكتيرية التي تبقي autolysins تحت السيطرة ، مما يؤدي إلى تدهور الببتيدوغليكان والتحلل التناضحي للبكتيريا (انظر الشكل ( PageIndex {6} )).

عرض الرسوم المتحركة الفلاش كيف يمنع البنسلين تخليق الببتيدوغليكان.
© جولييت في سبنسر ، ستيفاني ك.م. Wong ، المؤلفون ، المرخصون للاستخدام ، ASM MicrobeLibrary.

فيلم يوتيوب يظهر تحلل بكتريا قولونية بعد التعرض للبنسلين # 1

فيلم يوتيوب يظهر تحلل بكتريا قولونية بعد التعرض للبنسلين # 2

ب. جليكوببتيدات

يرتبط Glycopeptides مثل vancomycin (انظر المضادات الحيوية الشائعة) و lipoglycopeptide teichoplanin بجزء D-Ala-D-Ala من الببتيدات الخماسية لمونومرات الببتيدوغليكان ويمنع تكوين روابط جيكوسيدية بين السكريات بواسطة إنزيمات ترانس جيكوسيداز وكذلك الإنزيمات. تشكيل روابط الببتيد المتقاطعة بواسطة إنزيمات transpeptidase. ينتج عن هذا جدار خلوي ضعيف وتحلل تناضحي لاحق للبكتيريا (انظر الشكل ( PageIndex {7} )).

رسوم متحركة فلاش توضح كيف يمنع الفانكومايسين تخليق الببتيدوغليكان.
© Juliet V. Wong ، مؤلفون ، مرخص للاستخدام ، ASM MicrobeLibrary.

ج. باسيتراسين

يرتبط Bacitracin (انظر المضادات الحيوية الشائعة) ببروتين النقل البكتوبرينول بعد أن يدخل مونومر ببتيدوغليكان في جدار الخلية المتنامي. بعد ذلك يمنع نزع الفسفرة من البكتوبرينول بعد أن يطلق المونومر الذي نقله عبر الغشاء. لا تستطيع جزيئات Bactoprenol التي لم تفقد مجموعة الفوسفات الثانية تجميع مونومرات جديدة ونقلها عبر الغشاء السيتوبلازمي. نتيجة لذلك ، لا يتم إدخال أي مونومرات جديدة في جدار الخلية المتنامي. مع استمرار autolysins في كسر الروابط المتقاطعة الببتيدية وفشل الروابط المتقاطعة الجديدة ، تنفجر البكتيريا من التحلل التناضحي (انظر الشكل ( PageIndex {8} )).

رسوم متحركة فلاش توضح كيف يمنع bacitracin تخليق الببتيدوغليكان.
© Juliet V. Wong ، مؤلفون ، مرخص للاستخدام ، ASM MicrobeLibrary.

يمنع عدد قليل من عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات التوليف الطبيعي لجدار الخلية سريع الحمض

يمنع عدد قليل من عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات التوليف الطبيعي لجدار الخلية سريع الحمضية للجنس المتفطرة (انظر المضادات الحيوية الشائعة) .. يبدو أن INH (أيزونيازيد) يمنع تخليق حمض الميكوليك ، وهو مكون رئيسي لجدار الخلية سريع الحموضة في البكتيريا الفطرية (انظر الشكل ( PageIndex {9} )). يتداخل الإيثامبوتول مع تركيب الغشاء الخارجي لجدران الخلايا المقاومة للحموضة (انظر الشكل ( فهرس الصفحة {9} )).

يغير عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية الغشاء السيتوبلازمي البكتيري مما يتسبب في تسرب الجزيئات والإنزيمات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للبكتيريا.

عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية ، مثل polymyxins ، و colistins ، و daptomycin (المضادات الحيوية الشائعة) ، بالإضافة إلى العديد من المطهرات والمطهرات ، مثل orthophenylphenol ، و chlorhexidine ، و hexachlorophene ، و zephiran ، و alcohol ، و triclosans ، مما يتسبب في تسرب جزيئات السيتوبلازم البكتيرية والأنزيمات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للبكتيريا.

  1. يعمل البوليميكسين والكوليستين كمطهرات ويغيران نفاذية الغشاء في البكتيريا سالبة الجرام. لا يمكن أن تنتشر بشكل فعال من خلال طبقة الببتيدوغليكان السميكة في إيجابيات الجرام.
  2. يعطل الدابتوميسين وظيفة الغشاء السيتوبلازمي للبكتيريا عن طريق الارتباط الواضح بالغشاء والتسبب في إزالة الاستقطاب السريع. ينتج عن هذا فقدان إمكانات الغشاء ويؤدي إلى تثبيط تخليق البروتين والحمض النووي والحمض النووي الريبي ، مما يؤدي إلى موت الخلايا البكتيرية.
  3. يثبط Pyrazinamide تخليق الأحماض الدهنية في أغشية السل الفطري.

تمنع بعض عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات التكاثر الطبيعي للحمض النووي في البكتيريا (انظر المضادات الحيوية الشائعة).

أ. الفلوروكينولونات

تعمل الفلوروكينولونات (نورفلوكساسين ، لوميفلوكساسين ، فلوروكساسين ، سيبروفلوكساسين ، إينوكساسين ، تروفافلوكساسين ، جاتيفلوكساسين ، وما إلى ذلك ، (المضادات الحيوية الشائعة))) عن طريق تثبيط واحد أو أكثر من مجموعة الإنزيمات التي تسمى توبويزوميراز ، والإنزيمات اللازمة لفصل وتكاثر supercoiling الحمض النووي البكتيري (انظر الشكل ( PageIndex {10} )). على سبيل المثال ، يحفز DNA gyrase (topoisomerase II) الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي الدائري الموجود في البكتيريا. إنه أمر بالغ الأهمية في تكرار الحمض النووي البكتيري ، وإصلاح الحمض النووي ، ونسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ، وإعادة التركيب الجيني. من ناحية أخرى ، يشارك Topoisomerase IV في استرخاء الحمض النووي الفائق الالتفاف ، مما يتيح فصل كروموسومات الابنة المترابطة في نهاية تكرار الحمض النووي البكتيري.

في البكتيريا سالبة الجرام ، الهدف الرئيسي للفلوروكينولونات هو DNA gyrase (topoisomerase II) ، وهو إنزيم مسؤول عن الالتفاف الفائق للحمض النووي البكتيري أثناء تكرار الحمض النووي ؛ في البكتيريا موجبة الجرام ، الهدف الأساسي هو توبويزوميراز IV ، وهو إنزيم مسؤول عن استرخاء الحمض النووي الفائق الالتفاف وفصل كروموسومات الابنة المترابطة.

ب. السلفوناميدات

تعمل السلفوناميدات (سلفاميثوكسازول ، سلفانيلاميد) وديامينوبيريميدين (تريميثوبريم) (انظر المضادات الحيوية الشائعة) على منع الإنزيمات في مسار البكتيريا المطلوب لتخليق حمض تتراهيدروفوليك ، وهو عامل مساعد ضروري للبكتيريا لصنع قواعد النيوكليوتيدات ، الثايمين ، والجوانين ، واليوراسيل (انظر ، الشكل ( PageIndex {11} )).

يتم ذلك من خلال عملية تسمى العداء التنافسي حيث يشبه الدواء كيميائيًا ركيزة في مسار التمثيل الغذائي. بسبب تشابههما ، يمكن أن يرتبط الدواء أو الركيزة بإنزيم الركيزة. في حين أن الإنزيم مرتبط بالدواء ، فإنه غير قادر على الارتباط بركائزه الطبيعية وهذا يعوق تلك الخطوة في المسار الأيضي (انظر الشكل ( PageIndex {12} )). عادة ، يتم الجمع بين سلفوناميد وديامينوبيريميدين. الكوتريموكسازول ، على سبيل المثال ، هو مزيج من سلفاميثوكسازول وتريميثوبريم.

تربط السلفوناميدات مثل سلفاميثوكسازول الإنزيم الأول في المسار ، وتحويل حمض بارا أمينوبنزويك إلى حمض ثنائي هيدروبتيرويك (انظر الشكل ( PageIndex {11} )). يرتبط ثلاثي الميثوبريم بالإنزيم الثالث في المسار ، وهو إنزيم مسؤول عن تحويل حمض ثنائي هيدرو فوليك إلى حمض تتراهيدروفوليك (انظر الشكل ( PageIndex {11} )). بدون حمض تتراهيدروفوليك ، لا يمكن للبكتيريا تصنيع الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي.

ج. ميترونيدازول

الميترونيدازول (انظر المضادات الحيوية الشائعة) هو دواء يتم تنشيطه بواسطة البروتينات الميكروبية الفلافودوكسين والفريدوكسين الموجودة في الميكرويروفيلك والبكتيريا اللاهوائية وبعض الأوليات. بمجرد تنشيطه ، يضع الميترونيدازول النكات في خيوط الحمض النووي الميكروبي.

د. ريفامبين

ريفامبين (ريفاميسين) (انظر المضادات الحيوية الشائعة) يمنع النسخ عن طريق تثبيط بوليميريز الحمض النووي الريبي البكتيري ، وهو الإنزيم المسؤول عن نسخ الحمض النووي إلى الرنا المرسال.

العديد من المضادات الحيوية تغير الريبوسومات البكتيرية ، وتتدخل في ترجمة الرنا المرسال إلى بروتينات وبالتالي تسبب خللًا في تخليق البروتين (انظر المضادات الحيوية الشائعة).

لمعرفة المزيد من التفاصيل حول الخطوات المحددة المتضمنة في الترجمة أثناء تخليق البروتين البكتيري ، انظر الرسوم المتحركة التالية. تمت مناقشة تخليق البروتين بمزيد من التفصيل في الوحدة 6.

أ. أمينوغليكوزيدات

ترتبط aminoglycosides (الستربتومايسين ، النيومايسين ، النيتيلميسين ، التوبراميسين ، الجنتاميسين ، الأميكاسين ، وما إلى ذلك (انظر المضادات الحيوية الشائعة)) بشكل لا رجعة فيه بـ 16S rRNA في الوحدة الفرعية 30S من الريبوسومات البكتيرية. على الرغم من أن الآلية الدقيقة للعمل لا تزال غير مؤكدة ، إلا أن هناك أدلة على أن البعض يمنع نقل الحمض الريبي النووي الريبي الببتيديل من الموقع A إلى الموقع P ، وبالتالي منع استطالة سلسلة البولي ببتيد. يبدو أيضًا أن بعض الأمينوغليكوزيدات تتداخل مع عملية التدقيق اللغوي التي تساعد في ضمان دقة الترجمة (انظر الشكل ( PageIndex {13} )). من المحتمل أن تقلل المضادات الحيوية من معدل رفض الحمض الريبي النووي النقال (tRNAs) القريبة من الكودون. هذا يؤدي إلى قراءة خاطئة للكودونات أو الإنهاء المبكر لتخليق البروتين (انظر الشكل ( PageIndex {14} )). قد تتداخل الأمينوغليكوزيدات أيضًا بشكل مباشر أو غير مباشر مع وظيفة الغشاء السيتوبلازمي البكتيري. نظرًا لسميتها ، لا يتم استخدام الأمينوغليكوزيدات عمومًا إلا عندما لا تكون المضادات الحيوية الأخرى من الخط الأول فعالة.

ب. التتراسيكلين

التتراسيكلينات (التتراسيكلين ، الدوكسيسيكلين ، الديميكلوسيكلين ، المينوسكلين ، وما إلى ذلك (انظر المضادات الحيوية الشائعة)) ترتبط بشكل عكسي بـ 16S rRNA في الوحدة الفرعية الريبوزومية 30S ، مما يؤدي إلى تشويهها بطريقة لا يمكن لمضادات الأكودونات الخاصة بـ tRNAs المشحونة أن تتماشى بشكل صحيح مع أكواد الحمض الريبي النووي النقال المشحونة. mRNA (انظر الشكل ( PageIndex {15} )).

ج. الماكروليدات

ترتبط الماكروليدات (إريثروميسين ، أزيثروميسين ، كلاريثروميسين ، ديريثروميسين ، ترولاندوميسين ، إلخ (انظر المضادات الحيوية الشائعة)) بشكل عكسي بـ 23S rRNA في الوحدة الفرعية 50S من الريبوسومات البكتيرية. يبدو أنها تمنع استطالة البروتين عن طريق منع إنزيم peptidyltransferase من تكوين روابط ببتيدية بين الأحماض الأمينية (انظر الشكل ( PageIndex {16} )). قد تمنع أيضًا نقل peptidyl tRNA من الموقع A إلى الموقع P (انظر الشكل ( PageIndex {17} )) حيث أن سلسلة الببتيد الأولى على الحمض الريبي النووي النقال الببتيد تلتصق بالريبوسوم ، وتخلق احتكاكًا ، ويمنع نفق الخروج للوحدة الفرعية الريبوسومية 50S.

د. أوكسازوليدينون

تتداخل الأوكسازوليدينون (linezolid ، sivextro) (انظر المضادات الحيوية الشائعة) ، بعد الدورة الأولى من تخليق البروتين ، مع الترجمة في وقت ما قبل مراحل البدء. يبدو أنها ترتبط بالوحدة الريبوسومية 50S وتتداخل مع ارتباطها بمركب البدء (انظر الشكل ( PageIndex {18} )).

ه. الستربتوجرينات

ترتبط الستربتوجرامات (synercid ، مزيج من quinupristin و dalfopristin (انظر المضادات الحيوية الشائعة)) بموقعين مختلفين على الرنا الريباسي 23S في الوحدة الفرعية الريبوزومية 50S وتعمل بشكل تآزري لمنع الترجمة. هناك تقارير تفيد بأن الستربتوجرينات قد تمنع ارتباط الحمض الريبي النووي النقال المشحون بالموقع A أو قد تسد نفق خروج الببتيد للوحدة الفرعية الريبوسومية 50S.

للحصول على وصف أكثر تفصيلاً لأي عامل محدد مضاد للميكروبات ، راجع موقع الويب الخاص بـ RxList - The Internet Drug Index.

طرق عمل المطهرات والمطهرات والمطهرات

التطهير هو القضاء على الكائنات الحية الدقيقة ، ولكن ليس بالضرورة الأبواغ الداخلية ، من الأجسام أو الأسطح غير الحية ، في حين أن التطهير هو معالجة كائن أو سطح غير حي لجعله آمنًا في التعامل معه. التعقيم هو عملية تدمير جميع الكائنات الحية والفيروسات. الجسم المعقم هو الجسم الخالي من جميع أشكال الحياة ، بما في ذلك الأبواغ البكتيرية ، وكذلك الفيروسات.

يُستخدم مصطلح المطهر للإشارة إلى عامل يستخدم لتطهير الأجسام أو الأسطح غير الحية ، ولكنه عمومًا شديد السمية بحيث لا يمكن استخدامه على الأنسجة البشرية. يشير المطهر إلى عامل يقتل أو يمنع نمو الميكروبات ولكنه آمن للاستخدام على الأنسجة البشرية. يصف المطهر عاملًا يقلل من أعداد الميكروبات إلى مستوى آمن. لأن المطهرات والمطهرات غالبًا ما تعمل ببطء على بعض الفيروسات - مثل فيروسات التهاب الكبد ، والبكتيريا ذات جدار الخلية سريع الحموضة مثل السل الفطري، وخاصة الأبواغ البكتيرية التي ينتجها الجنس عصية والجنس المطثية، فهي عادة لا يمكن الاعتماد عليها في التعقيم - تدمير جميع أشكال الحياة.

هناك عدد من العوامل التي تؤثر على عمل مضادات الميكروبات للمطهرات والمطهرات ، بما في ذلك:

  1. تركيز العامل الكيميائي.
  2. درجة الحرارة التي يتم فيها استخدام العامل. بشكل عام ، كلما انخفضت درجة الحرارة ، كلما استغرق التطهير أو إزالة التلوث وقتًا أطول.
  3. أنواع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة. منتجي Endospore مثل عصية محيط، المطثية الأنواع ، والبكتيريا سريعة الحمضية مثل السل الفطري يصعب القضاء عليها.
  4. عدد الكائنات الحية الدقيقة الموجودة. كلما زاد عدد الكائنات الحية الدقيقة ، زادت صعوبة التطهير أو التطهير.
  5. طبيعة المادة التي تحمل الكائنات الحية الدقيقة. تتداخل المواد العضوية مثل الأوساخ والفضلات مع بعض العوامل.

يتم الحصول على أفضل النتائج بشكل عام عندما تكون أعداد الميكروبات الأولية منخفضة وعندما يكون السطح المراد تطهيره نظيفًا وخاليًا من المواد المسببة للتداخل.

هناك طريقتان شائعتان لعمل مضادات الميكروبات للمطهرات والمطهرات والمطهرات:

1. قد تتلف الدهون و / أو البروتينات في الغشاء السيتوبلازمي شبه النافذ للكائنات الدقيقة مما يؤدي إلى تسرب المواد الخلوية اللازمة للحفاظ على الحياة.

2. قد تفسد الإنزيمات الميكروبية والبروتينات الأخرى ، عادة عن طريق تعطيل روابط الهيدروجين وثاني كبريتيد التي تعطي البروتين شكله الوظيفي ثلاثي الأبعاد. هذا يمنع التمثيل الغذائي.

عدد كبير من هذه العوامل الكيميائية شائعة الاستخدام. بعض المجموعات الأكثر شيوعًا مذكورة أدناه:

1. مشتقات الفينول والفينول: الفينول (5-10٪) هو أول مطهر شائع الاستخدام. ومع ذلك ، بسبب سميته ورائحته ، تُستخدم الآن مشتقات الفينول (الفينولات) بشكل عام. أكثر أنواع الفينول شيوعًا هو orthophenylphenol ، وهو العامل الموجود في O-syl® و Staphene® و Amphyl®. تحتوي مركبات بيسفينول على مجموعتين من الفينول وعادةً ما تحتوي على الكلور كجزء من بنيتها. وهي تشمل سداسي كلوروفين وتريكلوسان. يتم دمج Hexachlorophene في محلول 3٪ مع المنظفات ويوجد في PhisoHex®. التريكلوسان مطهر شائع جدًا في الصابون المضاد للميكروبات والمنتجات الأخرى. تشمل البيغوانيدات الكلورهيكسادين والألكسيدين. محلول 4 ٪ من الكلورهيكسيدين في كحول الأيزوبروبيل مع المنظف (Hibiclens® و Hibitane®) هو عامل شائع لغسل اليدين وفرك اليدين الجراحي. تقتل هذه العوامل معظم البكتيريا ، ومعظم الفطريات ، وبعض الفيروسات ، ولكنها عادة ما تكون غير فعالة ضد الأبواغ الداخلية. الكلوروكسيلينول (4-كلورو -3،5-ثنائي ميثيل فينول) هو مركب كيميائي واسع الطيف مضاد للميكروبات يستخدم للسيطرة على البكتيريا والطحالب والفطريات والفيروسات وغالبًا ما يستخدم في الصابون والمطهرات المضادة للميكروبات. يغير الفينول والفينولات نفاذية الأغشية ويغير طبيعة البروتينات. بيسفينول ، بيجوانيدات ، وكلوروكسيلينول يغير نفاذية الغشاء.

2. الصابون والمنظفات: الصابون مبيد للجراثيم بشكل معتدل. يساعد استخدامها في الإزالة الميكانيكية للكائنات الحية الدقيقة عن طريق تكسير الطبقة الدهنية على الجلد (الاستحلاب) وتقليل التوتر السطحي للماء بحيث ينتشر ويخترق بسهولة أكبر. تحتوي بعض أنواع صابون التجميل على مطهرات مضافة لزيادة نشاط مضادات الميكروبات.

قد تكون المنظفات أنيونية أو كاتيونية. المنظفات الأنيونية (سالبة الشحنة) ، مثل مساحيق الغسيل ، تزيل الكائنات الدقيقة وغيرها من المواد ميكانيكيًا ولكنها ليست مبيدًا للجراثيم. المنظفات الموجبة (موجبة الشحنة) تغير نفاذية الأغشية وتفسد طبيعة البروتينات. فهي فعالة ضد العديد من البكتيريا النباتية وبعض الفطريات وبعض الفيروسات. ومع ذلك ، فإن الأبواغ الجرثومية وبعض البكتيريا مثل المتفطرة السلية و الزائفة الأنواع عادة ما تكون مقاومة. الصابون والمواد العضوية مثل الفضلات تعطلها أيضًا. تشمل المنظفات الكاتيونية مركبات الأمونيوم الرباعية مثل كلوريد البنزالكونيوم ، زيفيران® ، ديابرين ، روكال ، سيبرين ، وفيميرول. يحتوي Lysol® المنزلي على ألكيل ثنائي ميثيل بنزيل كلوريد الأمونيوم والكحول.

3. الكحولات

70٪ من محاليل الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل فعالة في قتل البكتيريا النباتية والفيروسات المغلفة والفطريات. ومع ذلك ، فهي عادة ما تكون غير فعالة ضد الفيروسات الباطنية والفيروسات غير المغلفة. بمجرد أن يتبخروا ، فإن نشاطهم القاتل سوف يتوقف. تفسد الكحوليات الأغشية والبروتينات وغالبًا ما يتم دمجها مع المطهرات الأخرى ، مثل اليود والزئبق والمنظفات الكاتيونية لزيادة الفعالية.

4. الأحماض والقلويات

تغير الأحماض والقلويات نفاذية الأغشية وتفسد طبيعة البروتينات والجزيئات الأخرى. تستخدم أملاح الأحماض العضوية ، مثل بروبيونات الكالسيوم ، وسوربات البوتاسيوم ، وميثيل بارابين ، بشكل شائع كمواد حافظة للأغذية. يستخدم حمض Undecylenic (Desenex®) للعدوى الجلدية الجلدية. مثال على القلويات هو محلول (هيدروكسيد الصوديوم).

5. المعادن الثقيلة

المعادن الثقيلة ، مثل الزئبق والفضة والنحاس ، تفسد طبيعة البروتينات. مركبات الزئبق (الزئبق ، ميثافين ، ميرثيولات) هي فقط جراثيم وليست فعالة ضد الأبواغ الداخلية. توضع نترات الفضة (1٪) أحيانًا في عيون الأطفال حديثي الولادة للوقاية من التهاب العيون بالمكورات البنية. تستخدم كبريتات النحاس لمكافحة الأمراض الفطرية للنباتات وهي أيضًا مبيد شائع للطحالب. يقتل كبريتيد السيلينيوم الفطريات وجراثيمها.

6. الكلور

يتفاعل غاز الكلور مع الماء لتكوين أيونات هيبوكلوريت ، والتي بدورها تفسد طبيعة الإنزيمات الميكروبية. يستخدم الكلور في معالجة مياه الشرب وأحواض السباحة والصرف الصحي بالكلور. هيبوكلوريت الصوديوم هو العامل النشط في مواد التبييض المنزلية. تستخدم هيبوكلوريت الكالسيوم ، هيبوكلوريت الصوديوم ، والكلورامين (الكلور بالإضافة إلى الأمونيا) في تعقيم الأواني الزجاجية ، وأدوات الأكل ، ومعدات تصنيع الألبان والأغذية ، وأنظمة غسيل الكلى ، ومعالجة إمدادات المياه.

7. اليود واليودوفور

كما يفسد اليود البروتينات الميكروبية. تحتوي صبغة اليود على محلول بنسبة 2٪ من اليود ويوديد الصوديوم بنسبة 70٪ كحول. تستخدم محاليل اليود المائي التي تحتوي على 2٪ يود و 2.4٪ يوديد الصوديوم بشكل شائع كمطهر موضعي. اليود هو مزيج من اليود وبوليمر خامل مثل البولي فينيل بيروليدون الذي يقلل من التوتر السطحي ويطلق اليود ببطء. مادة اليود أقل تهيجًا من اليود ولا تسبب بقعًا. وهي فعالة بشكل عام ضد البكتيريا النباتية ، السل الفطريوالفطريات وبعض الفيروسات وبعض الأبواغ. تشمل الأمثلة Wescodyne® و Ioprep® و Ioclide® و Betadine® و Isodine®.

8. الألدهيدات

الألدهيدات ، مثل الفورمالديهايد والغلوتارالدهيد ، تفسد طبيعة البروتينات الميكروبية. الفورمالين (37٪ محلول مائي من غاز الفورمالديهايد) نشط للغاية ويقتل معظم أشكال الحياة الميكروبية. يستخدم في التحنيط وحفظ العينات البيولوجية وإعداد اللقاحات. الجلوتارالدهيد القلوي (Cidex®) ، وحمض الغلوتارالدهيد (Sonacide®) ، ومحاليل فينات الجلوتارالدهيد (Sporocidin®) تقتل البكتيريا النباتية في 10-30 دقيقة والأبواغ الداخلية في حوالي 4 ساعات. يمكن استخدام 10 ساعات من التعرض لمحلول الجلوتارالدهيد 2٪ للتعقيم البارد للمواد. أورثو- فثالالدهيد (OPA) هو الديالديهيد الذي يستخدم كمطهر عالي المستوى للأدوات الطبية.

9. البيروكسيجين

البيروكسيجين هي عوامل مؤكسدة تشمل بيروكسيد الهيدروجين وحمض البيروكسيتيك. يتحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى ماء وأكسجين بواسطة إنزيم الكاتلاز في الخلايا البشرية وهو ليس مطهرًا جيدًا للجروح المفتوحة ولكنه مفيد لتطهير الأشياء غير الحية. التركيزات العالية من بيروكسيد الهيدروجين تطغى على الكاتلاز الموجود في الميكروبات. حمض البيراسيتيك هو مطهر يقتل الكائنات الحية الدقيقة عن طريق الأكسدة والاضطراب اللاحق للغشاء السيتوبلازمي. يستخدم على نطاق واسع في الرعاية الصحية وتجهيز الأغذية ومعالجة المياه.

10. غاز أكسيد الإيثيلين

أكسيد الإيثيلين هو أحد المواد الكيميائية القليلة جدًا التي يمكن الاعتماد عليها في التعقيم (بعد التعرض لمدة 4-12 ساعة). نظرًا لأنه مادة متفجرة ، يتم خلطها عادةً بغازات خاملة مثل الفريون أو ثاني أكسيد الكربون. تُستخدم المعقمات الكيميائية الغازية ، التي تستخدم أكسيد الإيثيلين ، بشكل شائع لتعقيم العناصر الحساسة للحرارة مثل المحاقن البلاستيكية ، وألواح بتري ، والمنسوجات ، والخيوط ، وصمامات القلب الاصطناعية ، وآلات القلب والرئة ، والمراتب. يحتوي أكسيد الإيثيلين على قوة اختراق عالية جدًا ويؤدي إلى تغيير طبيعة البروتينات الميكروبية. الأبخرة سامة للجلد والعينين والأغشية المخاطية وهي أيضًا مسببة للسرطان. غاز آخر يستخدم كمعقم هو ثاني أكسيد الكلور الذي يفسد البروتينات في البكتيريا النباتية ، الأبواغ البكتيرية ، الفيروسات ، والفطريات.

ملخص

  1. العديد من المضادات الحيوية (البنسلين ، السيفالوسبورين ، فانكومايسين ، باسيتراسين) تمنع التوليف الطبيعي للببتيدوجليكان بواسطة البكتيريا وتسبب التحلل التناضحي. يفعلون ذلك عن طريق تعطيل الإنزيمات أو الناقلات المشاركة في تخليق الببتيدوغليكان.
  2. تمنع بعض عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات (INH ، ethambutol) التوليف الطبيعي لجدار الخلية سريع الحمض.
  3. عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية (بوليميكسين ، كوليستين ، دابتومايسين) يغير الغشاء السيتوبلازمي البكتيري مما يتسبب في تسرب الجزيئات والإنزيمات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للبكتيريا.
  4. بعض عوامل العلاج الكيميائي المضادة للميكروبات (الفلوروكينولونات ، السلفوناميدات ، تريميثوبريم) تمنع التكاثر الطبيعي للحمض النووي في البكتيريا.
  5. العديد من المضادات الحيوية (التتراسيكلين ، الماكروليدات ، الأوكسازوليدينون ، الستربتوجرينات) تغير الريبوسومات البكتيرية ، وتتدخل في ترجمة الرنا المرسال إلى بروتينات وبالتالي تسبب خللًا في تخليق البروتين.
  6. هناك طريقتان شائعتان لعمل مضادات الميكروبات للمطهرات والمطهرات والمطهرات: إتلاف الدهون و / أو البروتينات في الغشاء السيتوبلازمي شبه النافذ للكائنات الدقيقة مما يؤدي إلى تسرب المواد الخلوية ؛ وتغيير طبيعة الإنزيمات الميكروبية والبروتينات الأخرى.
  7. عدد من العوامل التي تؤثر على العمل المضاد للميكروبات للمطهرات والمطهرات ، بما في ذلك تركيز العامل الكيميائي ، ودرجة الحرارة التي يستخدم فيها العامل ، وأنواع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة ، وعدد الكائنات الحية الدقيقة الموجودة ، وطبيعة المادة تحمل الكائنات الحية الدقيقة.
  8. يصعب القضاء على منتجي Endospore مثل أنواع Bacillus وأنواع Clostridium والبكتيريا سريعة الحموضة مثل Mycobacterium tuberculosis.


شاهد الفيديو: كيف ينفرز الانسلين من البنكرياس Insulin Secretion From Pancreas (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Kardeiz

    منحت فكرة مفيدة للغاية

  2. Derrall

    بارد ديز))



اكتب رسالة