שיעור 7 לוחמה בחיידקים

תוכן עניינים:

1. מושגי ליבה
2. מנגנוני פעולה - לפי אתר מטרה
3. מנגנוני עמידות
4. בדיקות מעבדה
5. פיסטור / עיקור / חיטוי
6. מילון מונחים
7. שאלות לבדיקה עצמית

מושגי ליבה

הגדרות בסיסיות

דגש קליני: כשמחליטים לתת אנטיביוטיקה למטופל, תמיד חשוב לבדוק שמדובר במטופל שיש לו מערכת חיסון תקינה - כי בקטריוסטטית דורשת שמערכת החיסון תסיים את העבודה.

מקור אנטיביוטיקות

• תוצרי לוואי מטבוליים מפטריות ומחיידקים יוצרי נבגים (בעיקר בקרקע)
• לפי ההרצאה, מאמינים שיש עוד הרבה חומרים אנטיביוטיים בטבע שטרם הגענו אליהם

למה לבחור אתר פעולה ייחודי לחיידק?

• כדי למזער תופעות לוואי במאחסן
• דוגמה מצוינת: דופן התא - לנו אין דופן, לכן פניצילין סלקטיבי

מנגנוני פעולה - לפי אתר מטרה

1. דופן התא (Peptidoglycan)

פגיעה בדופן התא (Inhibition of Cell Wall Synthesis)

אנטיביוטיקה: פניצילינים, צפלוספורינים [הוזכרו במפורש], ונקומיצין [הוזכר]

מנגנון :

• פניצילין נקשר ל-PBPs (Penicillin-Binding Proteins)
• PBPs אחראים על חיבור רכיבי הפפטידוגליקן
• חסימת ה־cross-linking (טרנספפטידציה) של פפטידוגליקן ← דופן חלשה ← חוסר יציבות מבנית ← מוות בלחץ אוסמוטי

(לחץ אוסמוטי - הלחץ שנוצר כאשר מים נכנסים לתא דרך קרום חדיר, אם הדופן חלשה מדי - התא מתפוצץ, רלוונטי לסביבה היפוטונית. בסביבה איזוטונית או היפרטונית, המנגנון פחות רלוונטי, להבנתי)

מבנה פניצילינים:

• כולם מכילים טבעת β-lactam (טבעת מחומשת)
• אזור R (השייר הצידי) - משתנה, קובע תכונות (יציבות, דרך מתן, זמן פעולה)

אנקדוטה היסטורית: אלכסנדר פלמינג כנראה גילה את הפניצילין במקרה, הוא לא הצליח לסנתז אותו לבד, פלורי ושיין עזרו לו ושלושתם קיבלו נובל. לפי ההרצאה, פניצילין היה סוד צבאי במלחמת העולם השנייה, ואחד המפעלים הגדולים לייצור פניצילין היה בירושלים.

עמידות חיידקים לפנצילין נובעת מאנזים בשם פנצילאז, שמבקע את טבעת הβ-lactam, מבטל את פעילות האנטיביוטיקה. לכן, פותחו מעכבי β-lactamase (כמו קלווולניק אסיד) שמשמשים בשילוב עם פניצילין כדי להגן עליו מפירוק.

2. סינתזת חומצה פולית

אנטיביוטיקה: סולפה (סולפנאמידים) (Sulfonamides)

מנגנון:

• סולפה דומה במבנה ל-PABA (Para-Amino Benzoic Acid)
• PABA נדרש ליצירת חומצה פולית בחיידק
• סולפה = מעכב תחרותי - תופסת את המקום של PABA
• ללא חומצה פולית ← אין בניית DNA ← אין התרבות

למה בטוח לאדם? אנחנו לא מייצרים בעצמנו חומצה פולית, אלא מקבלים אותה בצורה מוכנה מהמזון.

הערה: Sulfonamides היא אנטיביוטיקה בקטריוסטטית - לא הורגת חיידק קיים, רק מונעת התרבות.

דוגמה: Bactrim ?

3. סינתזת חלבונים (ריבוזום)

אנטיביוטיקה: טטרציקלינים

מנגנון:

• נקשרים לתת-יחידה 30S של הריבוזום
• מונעים היקשרות של tRNA
• תהליך התרגום נחסם

שימושים שהוזכרו: זיהומים ע”י Mycoplasma (חסר דופן - פניצילין לא יעיל), Chlamydia

אנטיביוטיקות נוספות שהוזכרו (ללא פירוט מנגנון):

• אמינוגליקוזידים (כמו סטרפטומיצין) - עובדים על ריבוזום
• אריתרומיצין - נקשר ל-50S

4. סינתזת חומצות גרעין

אנטיביוטיקה: ריפמפין (Rifampin/Rifampicin)

מנגנון:

• נקשר ל-RNA Polymerase של החיידק
• מעכב שעתוק מ-DNA ל-RNA

שימושים: טיפול בשחפת; יעיל גם נגד גראם-חיוביים וגראם-שליליים

משפחה נוספת שהוזכרה: קווינולונים - פוגעים ב-DNA Gyrase (לשכפול DNA)

5. קרום התא

אנטיביוטיקה: פולימיקסין B / קוליסטין

מנגנון:

• נצמד ל-LPS בקרום החיצוני (גראם-שליליים)
• יוצר חורים בקרום
• זליגה של יונים ושל תוכן התא לסביבה ← מוות

יעיל נגד: E. coli, Pseudomonas

אזהרה: לפולימיקסין יש תופעות לוואי, למשל, הוא מאוד רעיל לכליות או למערכת העצבים, ולכן השימוש בו מוגבל.

למה פחות משתמשים? קרום התא דומה יחסית בחיידקים ובאדם, לכן צפויות תופעות לוואי.

מנגנוני עמידות

מונח שהוזכר: MRSA = Methicillin Resistant Staphylococcus aureus

מדוע נוצרת עמידות?

• ברירה טבעית: “חיידקים עמידים כנראה היו פה תמיד, אבל… כמו שאתה משתמש יותר ויותר באנטיביוטיקה, את מי אתה מחסל? את הרגישים”
• העברת גנים בין חיידקים (יילמד בהרצאה נפרדת עם ד”ר אילה בן עמרם)

תרומת החקלאות

הוצגו נתונים מארה”ב (שנה לא צוינה):

• שימוש קליני: 3.3 מיליון ק”ג בשנה
• שימוש חקלאי: 13.1 מיליון ק”ג בשנה

סיבות לשימוש חקלאי:

1. מניעת מחלות בצפיפות
2. זירוז גדילה - חלק מהחומרים האנטיביוטיים דומים להורמונים שפועלים כזרזי גדילה

בדיקות מעבדה

MIC - Minimum Inhibitory Concentration

הגדרה: הריכוז המינימלי של אנטיביוטיקה שמעכב גדילת חיידקים

MBC - Minimum Bactericidal Concentration

הגדרה: הריכוז המינימלי שהורג את החיידקים (לא רק מעכב)

שיטת המיהול (Dilution Technique)

כפי שהוסבר:

1. סדרת מבחנות עם אותה כמות חיידקים ומזון
2. ריכוזים עולים של אנטיביוטיקה (0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4… מיקרוגרם/מ”ל)
3. אינקובציה
4. MIC = המבחנה הראשונה ללא עכירות (חיידקים מעוכבים אך קיימים)
5. MBC = מבחנה שבדגימה ממנה אין גדילה כלל

שיטת הדיפוזיה באגר (Diffusion Method)

כפי שהוסבר:

1. מורחים חיידקים על צלחת אגר
2. מניחים דיסקיות ספוגות באנטיביוטיקה
3. אינקובציה
4. מודדים הילת עיכוב - ככל שגדולה יותר, האנטיביוטיקה יעילה יותר

פיסטור / עיקור / חיטוי

הגדרות

פיסטור

פרמטרים : 63-68°C למשך 30~ דקות

יתרונות:

• משמיד את רוב הפתוגנים
• שומר על ערכים תזונתיים
• מאריך חיי מדף

חסרונות:

• לא משמיד נבגים
• פוגע בויטמינים רגישים (C, B12)
• דורש טכנולוגיה - לא זמין במדינות מתפתחות

שיטות עיקור

בחירת שיטה: תלויה במה שרוצים לעקר (פלסטיק לא מחממים, תמיסה לא מקרינים וכו’)

חומרי חיטוי שהוזכרו

אזהרה לגבי כלורהקסידין: בשנים האחרונות נמצא כי בדומה לעמידות לאנטיביוטיקה, מתפתחת גם עמידות לכלורהקסידין. חיידקים מסוימים פיתחו מנגנוני עמידות, ובהם משאבות פליטה (efflux pumps), שמאפשרות סילוק של הכלורהקסידין אל מחוץ לתא ובכך מפחיתות את יעילותו.

מילון מונחים

שאלות לבדיקה עצמית

1. מה ההבדל בין בקטריוצידי לבקטריוסטטי?

   • בקטריוצידי הורג; בקטריוסטטי מעכב גדילה בלבד.

2. למה פניצילין סלקטיבי לחיידקים?

   • פועל על דופן התא (פפטידוגליקן) - מבנה שלא קיים בתאים אנושיים.

3. מהו מנגנון הפעולה של סולפה?

   • עיכוב תחרותי של PABA ← מניעת סינתזת חומצה פולית ← אין בניית DNA.

4. על איזה חלק בריבוזום פועלים טטרציקלינים?

   • תת-יחידה 30S.

5. מהי β-lactamase?

   • אנזים שמפרק את טבעת הβ-lactam בפניצילינים ויוצר עמידות.

6. מה ההבדל בין MIC ל-MBC?

   • MIC = ריכוז מינימלי לעיכוב; MBC = ריכוז מינימלי להרג.

7. מה ההבדל בין פיסטור לעיקור?

   • פיסטור הורג את רוב הפתוגנים (לא נבגים); עיקור הורג הכל כולל נבגים.

8. מהם פרמטרי האוטוקלב?

   • 121°C, 1.2 אטמוספירות, 15 דקות.