3.2: Антимікробні основи

Основні поняття, пов'язані з антимікробною терапією

Перш ніж ми дізнаємося про ліки, які використовуються для лікування інфекцій у наших пацієнтів, ми повинні спочатку розібратися в основах мікробіології. Почнемо з огляду бактерій. Бактерії знаходяться майже в кожному середовищі існування на землі, в тому числі всередині і на людях. Більшість бактерій нешкідливі або вважаються корисними, але деякі є збудниками. Збудник визначається як організм, що викликає захворювання своєму господареві. Збудники, заростаючи, можуть спричинити значні проблеми зі здоров'ям або навіть смерть для ваших пацієнтів.

Бактерії можуть бути ідентифіковані, коли у пацієнта є інфекція, використовуючи тест на культуру та чутливість або тест на фарбування на грам. Протимікробні препарати можуть бути класифіковані як широкого спектру дії або вузького спектру дії, засновані на різноманітності бактерій, які вони ефективно лікують. Крім того, антибіотики можуть бути бактеріостатичними або бактерицидними з точки зору того, як вони спрямовані на бактерії. Нарешті, механізм дії також розглядається при підборі антибіотика.

Крім антибіотиків, до протимікробних препаратів відносяться також ліки, що застосовуються для лікування вірусів і грибків. Кожна з цих тем буде більш детально розглянута нижче, поряд з питанням лікарської резистентності.

Культура і чутливість

Коли пацієнт проявляє ознаки або симптоми інфекції, медичні працівники почнуть детективну роботу, необхідну для виявлення джерела інфекції. Культура - це тест, який проводиться для вивчення різних речовин організму на наявність бактерій або грибка. ^[1] Ці культуральні зразки зазвичай збираються з крові пацієнта, сечі, мокротиння, ранового ложа тощо Медсестри зазвичай відповідають за збір культуральних зразків і повинні бути сумлінними для збору зразка перед введенням антибіотиків. Прийом антибіотиків перед посівом може призвести до затримки ідентифікації організму і ускладнити одужання пацієнта. Після збору зразків культури їх потім інкубують у розчині, що сприяє зростанню бактерій або грибів, і поширюються на спеціальну культуральну пластину. ^[2] Клінічні мікробіологи згодом контролюють культуру на предмет ознак росту організму, щоб допомогти в діагностиці інфекційного збудника. Часто проводиться аналіз на чутливість для підбору ефективного антибіотика для лікування мікроорганізму. Якщо організм виявляє стійкість до антибіотиків, використовуваних у тесті, ці антибіотики не забезпечать ефективного лікування інфекції пацієнта. Іноді пацієнт може почати лікування антибіотиками інфекції, але буде переведений на інший, більш ефективний антибіотик на основі культури і результатів чутливості. ^[3]

Грам Позитивний проти Грам негативний

Грамова пляма - це ще один вид тесту, який використовується для надання допомоги в класифікації патогенів. Грамові плями корисні для швидкого виявлення того, чи бактерії є «грампозитивними» або «грамнегативними», виходячи з малюнків фарбування їх клітинних стінок. Використання грам плями дозволяє мікробіологам шукати характерні фіолетові (грам +) або червоний/рожевий (грам -) малюнки, коли вони досліджують організми під мікроскопом. ^[4] Ідентифікація бактерій як грампозитивних або грамнегативних допомагає медичному працівнику швидко вибрати відповідний антибіотик для лікування інфекції.

Зразок грам позитивних інфекцій

Streptococcus, назва якого походить від грецького слова, що означає скручений ланцюг, відповідає за багато видів інфекційних захворювань у людини. Стрептокок є прикладом інфекції Gram + і ідентифікується за його здатністю лізувати або розщеплювати еритроцити при вирощуванні на кров'яному агарі.

Малюнок 3.1 Грам плями Зразок стрептокока

S. pyogenes є різновидом β-гемолітичного стрептокока. Цей вид вважається гнійним збудником через пов'язану вироблення гною, що спостерігається з інфекціями, які він викликає (див. Рис. 3.1 ^[5] для зображення стрептокока, що зазнає фарбування за грамом). S. pyogenes є найпоширенішою причиною бактеріального фарингіту (стрептового горла); це також поширена причина різних шкірних інфекцій, які можуть бути відносно легкими (наприклад, імпетиго) або небезпечними для життя (наприклад, некротизуючий фасциїт, також відомий як хвороба, що їсть плоть). ^[6]

Малюнок 3.2 Золотистий стафілокок ілюструє типову «виноградну» кластеризацію клітин

Стафілокок - другий приклад бактерії Грам +. Бактерії Staphylococcus походить від грецького слова, що позначає грона винограду, яке описує їх мікроскопічний вигляд в культурі. Штами S. aureus викликають широкий спектр інфекцій у людини, включаючи шкірні інфекції, які викликають фурункули, карбункули, целюліт або імпетиго. У багатьох штамів S. aureus виробилася стійкість до антибіотиків. Деякі стійкі до антибіотиків штами позначаються як метицилін-резистентні S. aureus (MRSA) і стійкі до ванкоміцину S. aureus (VRSA). Ці штами є одними з найскладніших для лікування, оскільки вони виявляють стійкість майже до всіх доступних антибіотиків, а не лише до метициліну та ванкоміцину. Оскільки їх важко лікувати антибіотиками, інфекції можуть бути летальними. MRSA та VRSA також заразні, представляючи серйозну загрозу в лікарнях, будинках престарілих, діалізних установах та інших місцях, де є велике населення літніх людей, прикутих до ліжка та/або пацієнтів з ослабленим імунітетом. ^[7] Див. Рис. 3.2 ^[8] для зображення бактерій стафілокока мікроскопічно.

Зразок грам негативних інфекцій

Грамонегативні бактерії часто ростуть між аеробними та анаеробними ділянками (наприклад, в кишечнику). Деякі грамнегативні бактерії викликають важке, іноді небезпечне для життя захворювання. До роду Neisseria, наприклад, відносяться бактерії N. gonorrhoeae, збудник гонореї інфекції, що передається статевим шляхом, і N. meningitides, збудник бактеріального менінгіту. Зображення менінгітидів Neisseria див. Малюнок 3.3 ^[9]. Ще однією поширеною грамнегативною інфекцією, яка спостерігається у госпіталізованих пацієнтів, є кишкова паличка (кишкова паличка). Це частий винуватець інфекцій сечовивідних шляхів через його присутність в шлунково-кишковому тракті.

Малюнок 3.3 Neisseria meningitidis, що росте колоніями на шоколадній агаровій плиті

Антимікробні препарати широкого спектру проти вузького спектру дії

Спектр активності є одним з факторів, які провайдери використовують при підборі антибіотиків для лікування інфекції пацієнта. А антимікробні засоби вузького спектру дії спрямовані лише на специфічні підмножини бактеріальних збудників ^[10] Наприклад, деякі препарати вузького спектру дії націлені лише на грампозитивні бактерії, а інші націлені лише на грамнегативні бактерії. Якщо збудник, що викликає інфекцію, був виявлений в тесті на культуру та чутливість, найкраще використовувати антимікробний засіб вузького спектру дії та мінімізувати побічний збиток нормальних мікробактерій.

Антимікробні засоби широкого спектру дії спрямовані на широкий спектр бактеріальних патогенів, включаючи як грампозитивні, так і грамнегативні види, і часто використовується для охоплення широкого кола потенційних патогенів під час очікування лабораторної ідентифікації інфекційного збудника. Антимікробні препарати широкого спектру дії також застосовуються при полімікробних інфекціях (змішана інфекція з декількома бактеріальними видами) або як профілактична профілактика інфекцій хірургічними/інвазивними процедурами. Нарешті, для лікування інфекції можуть бути обрані антимікробні препарати широкого спектру дії, коли препарат вузького спектру дії не вдається через розвиток лікарської резистентності цільовим збудником. ^[11]

Рисунок 3.4 Clostridium difficile, грампозитивна паличкоподібна бактерія, викликає важкий коліт і діарею, часто після того, як нормальна мікробіота кишечника викорінюється антибіотиками

Один ризик, пов'язаний з використанням антимікробних препаратів широкого спектру дії, полягає в тому, що вони також будуть спрямовані на широкий спектр нормальних мікробактерій, які можуть викликати діарею. Вони також збільшують ризик суперінфекції, вторинної інфекції у пацієнта, що має раніше існуючу інфекцію. Суперінфекція розвивається, коли антибактеріальний засіб, призначений для раніше існуючої інфекції, вбиває захисну мікробіоту, дозволяючи іншому збуднику, стійкому до антибактеріального препарату, розмножуватися і викликати вторинну інфекцію. Поширені приклади суперінфекцій, що розвиваються в результаті застосування антимікробних препаратів, включають дріжджові інфекції (кандидоз) та псевдомембранозний коліт, викликаний Clostridium difficile (C-diff), який може призвести до летального результату. ^[12] Пробіотики, такі як лактобактерії, зазвичай використовуються для осіб з C-diff для введення нормальних бактерій в шлунково-кишкову систему та поліпшення роботи кишечника. Див. Рис. 3.4 ^[13] для зображення C-diff мікроскопічно.

Давайте підсумуємо...

• Антибіотик широкого спектру дії буде лікувати грампозитивні та грамнегативні бактерії.
• Антибіотик вузького спектра буде лікувати або грампозитивні або грамнегативні бактерії.

Якщо пацієнт запускається на антибіотик грам +, а культура ідентифікує грам — організм, препарат не покращить стан пацієнта. Підбір неправильного антибіотика може привести до побічних реакцій і підвищити стійкість бактерій.

Іноді антибіотик широкого спектру дії може бути введений до отримання звіту про культуру через тяжкість хвороби пацієнта. Після того, як посів повідомляється, антибіотикотерапія пристосована до пацієнта. Це відповідальність медсестри за перегляд результатів культури та забезпечення того, щоб результати були повідомлені постачальнику, що призначає.

Антибактеріальні дії - Бактеріостатичні проти бактерицидних

Коли постачальник вибирає антибактеріальний препарат, важливо враховувати, як і де препарат буде в кінцевому підсумку націлений на бактерії. Антибактеріальні препарати можуть бути як бактеріостатичними, так і бактерицидними у своїй взаємодії з порушниками бактеріями. Бактеріостатичні препарати змушують бактерії перестати розмножуватися; однак вони в кінцевому підсумку не можуть вбити бактерії. Навпаки, бактерицидні препарати вбивають їх бактерії-мішені.

Рішення про те, чи використовувати бактеріостатичний або бактерицидний препарат, часто залежить від типу інфекції і загального імунного статусу пацієнта. У здорового пацієнта з сильним імунним захистом в досягненні клінічного лікування можуть бути ефективні як бактеріостатичні, так і бактерицидні препарати. Однак, коли пацієнт має ослаблений імунітет, бактерицидний препарат має важливе значення для успішного лікування інфекцій. Незалежно від імунного статусу пацієнта, небезпечні для життя інфекції, такі як гострий ендокардит, вимагають застосування бактерицидного препарату для усунення всіх образливих бактерій. ^[14]

Механізм дії

Ще одним міркуванням при виборі антибактеріального препарату є механізм дії препарату. Кожен клас антибактеріальних препаратів має унікальний механізм дії, спосіб, яким препарат впливає на мікроби на клітинному рівні. Наприклад, цефалоспорини впливають на цілісність клітинної стінки. На відміну від цього, аміноглікозиди впливають на функцію рибосом і пригнічують синтез білка, що зупиняє проліферацію клітин. ^[15] Див. Рисунок 3.5 ^[16] для резюме того, як різні антибіотики впливають на клітинну стінку, плазматичну мембрану, рибосоми, метаболічні шляхи або синтез ДНК бактерій.

Малюнок 3.5 Різні механізми дії протимікробного медикаменту

противірусні

Подібно до антибактеріальних препаратів, противірусні препарати безпосередньо впливають на взаємодію і розмноження порушника мікроорганізму. Для лікування бактеріальних інфекцій потрібні антибактеріальні препарати; противірусні препарати лікують специфічні вірусні інфекції. Наприклад, озельтамівір (Таміфлю) зазвичай призначають для лікування грипу. На відміну від протимікробних, противірусні препарати не вбивають вірус-порушник, але працюють на зменшення реплікації і розвитку вірусу. ^[17]

протигрибкові

Протигрибкові, або антимикотические засоби, - це ліки, які використовуються для лікування грибкових інфекцій. Ці ліки працюють, вбиваючи клітини гриба або пригнічуючи розмноження клітин. На відміну від антибактеріальних і противірусних препаратів, багато протигрибкові препарати застосовуються місцево на уражену ділянку. Грибкові інфекції зазвичай вражають поверхневі ділянки тіла, включаючи пальці ніг, нігті, рот, пах тощо Наприклад, Candida albicans - це тип грибів, який при заростанні в роті виробляє молочницю порожнини рота. Пацієнтам, які відчувають молочницю, можуть бути призначені пероральні протигрибкові препарати Swish і Spis, такі як ністатин

Стійкість до наркотиків

Хоча існує широка доступність ліків, які корисні для лікування інфекції, спостерігаються більші обмеження в ефективності. За даними Центрів контролю захворювань (2019), щороку в Сполучених Штатах щонайменше 2 мільйони людей заражаються стійкою до антибіотиків інфекцією, і понад 23 000 помирають. ^[18]

Стратегії профілактики

У США і багатьох інших країнах більшість протимікробних препаратів самостійно призначаються пацієнтами на дому. На жаль, багато пацієнтів припиняють приймати протимікробні препарати, як тільки їх симптоми розсіюються і вони відчувають себе краще. Якщо призначається 10-денний курс лікування, багато пацієнтів приймають препарат тільки протягом 5 або 6 днів, не підозрюючи про негативні наслідки не проходження повного курсу лікування.

Проблема: Коротший курс лікування не тільки не вбиває цільові організми до очікуваних рівнів, але також допомагає у створенні стійких до наркотиків варіантів в організмі. Недотримання пацієнтом посилює лікарську резистентність, коли рекомендований курс лікування тривалий.

Наприклад, лікування туберкульозу (туберкульозу) має рекомендовану схему лікування тривалістю від 6 місяців до року. CDC підрахував, що близько третини населення світу інфікована туберкульозом, більшість з яких живе в слаборозвинених або недостатньо обслуговуваних регіонах, де антимікробні препарати доступні без рецепта. У таких країнах можуть бути навіть нижчі показники прихильності, ніж в розвинених областях. Недотримання призводить до стійкості до антибіотиків і більше труднощів у боротьбі з хвороботворними мікроорганізмами. В результаті виникнення мультирезистентних штамів туберкульозу стає величезною проблемою.

Понад призначення протимікробних препаратів також сприяє стійкості до антибіотиків. Пацієнти часто вимагають антибіотики при захворюваннях, які їх не вимагають, як вірусні застуди та вушні інфекції. Фармацевтичні компанії агресивно продають ліки лікарям та клінікам, що полегшує їм надання безкоштовних зразків пацієнтам, а деякі аптеки навіть пропонують певні антибіотики безкоштовно пацієнтам з низьким рівнем доходу за рецептом.

В останні роки різні ініціативи спрямовані на навчання батьків та клініцистів щодо розумного використання антибіотиків. Однак попередні дослідження показали, що очікування батьків щодо антимікробних рецептів для дітей фактично збільшилися.

Одним з можливих рішень, яке досліджується, є схема, яка називається безпосередньо спостережуваною терапією (ДОТ), яка передбачає контрольоване введення ліків пацієнтам. Пацієнти або зобов'язані відвідувати медичний заклад для отримання своїх ліків, або медичні працівники повинні вводити ліки в будинках пацієнтів або іншому призначеному місці. DOT був впроваджений у багатьох випадках для лікування туберкульозу і виявився ефективним; дійсно, DOT є невід'ємною частиною глобальної стратегії ВООЗ щодо викорінення туберкульозу.

Але чи є це практичною стратегією для всіх антибіотиків? Чи будуть пацієнти, які приймають пеніцилін, наприклад, більш-менш схильні дотримуватися повного курсу лікування, якби їм довелося їхати до медичного закладу, щоб отримати кожну дозу? Хто б заплатив за підвищену вартість, пов'язану з DOT? Коли справа доходить до надмірного рецепту, повинні провайдери або фармацевтичні компанії бути поліцейські, коли справа доходить до більш призначення антибіотиків для забезпечення передового досвіду? Яка група повинна взяти на себе цю відповідальність, і які покарання будуть ефективними для відмови від надмірного призначення?

Це складне питання без чіткого, простого рішення. Однак зрозуміло, що всім пацієнтам потрібна широка освіта щодо розумного та повного використання ліків для підвищення прихильності та зменшення можливості резистентності до протимікробних препаратів. ^[19]

Критичне мислення діяльності 3.2a

Розмірковуючи про поточні проблеми охорони здоров'я щодо постійної появи антимікробних резистентних організмів, які дії ви могли б вжити у своїй сестринській практиці, щоб запобігти стійкості до ліків?

Примітка: Відповіді на дії критичного мислення можна знайти в розділах «Ключ відповідей» в кінці книги.

Інтерактивна активність

Запит\(\PageIndex{1}\)

Activity

---

1. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction. ✅
2. Крістоф, К. та Понграц, Дж. Інтерпретація результатів мікробіології крові - функція клінічного мікробіолога. Журнал Міжнародної федерації клінічної хімії та лабораторної медицини, 27 (2), 147-155. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4975230/ ✅
3. Ворвік, Л. (ред.). (2019, 7 лютого). Аналіз чутливості. https://medlineplus.gov/ency/article/003741.htm ✅
4. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
5. «OSC Мікробіо 04 04 Strep.jpg" від CNX OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0 Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/4-4-gram-positive-bacteria ✅
6. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
7. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
8. Цей твір є похідним від "CDC-10046-MRSA.jpg" Дженіс Хейні Карр, Центри контролю та профілактики захворювань ліцензовані під CC0
9. «OSC Мікробіо 04 02 Neisseria.jpg" від CNX OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0 Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/4-2-proteobacteria ✅
10. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction. ✅
11. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
12. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
13. Цей твір є похідним від «Clostridium difficile 01.jpg" Лоїс Д Віггс в Центри контролю та профілактики захворювань ліцензується під CC0
14. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
15. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
16. «OSC Microbio 14 02 Modes.jpg" від CNX Openstax ліцензується відповідно до CC BY 4.0 Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/14-3-mechanisms-of-antibacterial-drugs ✅
17. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
18. Центри з контролю та профілактики захворювань. Про протимікробну резистентність. https://www.cdc.gov/drugresistance/about.html ✅
19. Ця робота є похідною від мікробіології OpenSTAX, ліцензованою під CC BY 4.0. Доступ безкоштовно за адресою https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction