Центры зрачков наших глаз находятся на некотором расстоянии друг от друга (60—65 мм), изображения предметов, получаемые на их сетчатках, несколько разнятся. Вследствие этого происходит раздражение некоторого количества диспаратных точек сетчатки, и получается впечатление телесности, или рельефности, предмета.
Задача работы заключается в проведении опытов, выясняющих особенности бинокулярного зрения.
Предлагают испытуемому одновременно смотреть левым глазом вверх, а правым — вниз. Убеждаются в невозможности выполнения этого.
Слияние изображений при бинокулярном зрении. Испытуемый фиксирует глазами карандаш, Надавливанием на один глаз •сбоку сдвигают его с места. Карандаш кажется двойным. Причина раздвоения — изображение карандаша падает на неидентичные точки сетчатки в правом и левом глазах.
Восприятие рельефа.
В задачу работы входит установление порога обонятельного раздражения по Эльсбергу — Лев и.
Подготовка опыта. 1. Берут бутыль емкостью в 1 л (рис. 159). Вставляют в нее пробку, через которую проводят две стеклянные трубки. Одна доходит почти до дна, другая заканчивается
немного ниже горлышка бутылки. При помощи резиновых трубок первую соединяют со шприцем, а вторую с раздвоенной трубкой, концы которой в виде олив служат для введения в ноздри испытуемого.
После каждой пробы рот ополаскивается дистиллированной водой.-
2. Устанавливают, что различные участки языка неодинаково чувствительны к разным вкусовым веществам. Для этого на кончик, корень, края и спинку высунутого языка испытуемого наносят пипеткой те же самые растворы. Испытуемый должен определить возникающее вкусовое ощущение.
1) предварительно полезно проделать 5—10 пробных опытов, чтобы испытуемый научился дифференцировать ощущения от одного и двух прикосновений эстезиометра;
2) отдельные испытания необходимо повторять два-три раза;
3) ножки эстезиометра надо прикладывать к коже одновременно, а не последовательно;
4) давление на обе ножки эстезиометра должно быть равным.
Ответы заносят в протокол.
2. Определяют, и сравнивают пространственные пороги чувствительности кожи к давлению на третьей фаланге пальцев (ладонная поверхность), кончике носа, щеке, лбу, ладонной и тыльной поверхностях кисти, передней и задней поверхностях предплечья, задней поверхности шеи, на спине (между лопатками).
Практическое указание. Эстезиометр можно заменить чертежным циркулем, слегка затупив его концы.
2. Раскрывают ротовую полость животного и захватывают • язык пинцетом или хирургическим зажимом. Делают продольный разрез через слизистую оболочку на дне черепа и раздвигают ее в стороны. Справа и слева от средней линии видны сосуды, идущие от черепа к слизистой оболочке рта. Несколько кнаружи и кзади от них под парабазальной костью (если с нее соскрести надкостницу) просвечивают лабиринты. Кость в этом месте надламывают острием скальпеля, вводят внутрь образовавшегося отверстия браншу пинцета и, вращая ее, разрушают лабиринт.
Когда фирма «Бичэм» в 1947 г. впервые начала интересоваться фармацевтическими исследованиями, то пенициллин G уже был известен как чудодейственное лекарство 20-го столетия благодаря работам Чейна, Флори, а также промышленных фирм «Чейс», «Пфайзер» и других в США. Это обстоятельство способствовало проведению интересных исследований антибактериальных свойств метаболитов плесеней, что на ряд лет отвлекло внимание большинства компаний от р-лактамных антибиотиков и побудило заняться казавшимися тогда более перспективными метаболитами аминогликозидной, макролидной и пептидной природы.
На рисунках 1.1—1.5 показан ряд пенициллинов, полученных из 6-АПК сотрудниками фирмы «Бичэм» в 1959—1970 гг. Кроме того, здесь указаны их наиболее интересные антибактериальные свойства.
В последующие периоды после 1970 г. был достигнут дальнейший прогресс, который хотя и не был столь значительным, как первоначальные успехи, тем не менее имел свое значение. Здесь следует упомянуть о разработке так называемых резервных форм некоторых наиболее активных пенициллинов.
Примером лекарственной формы подобного типа являются нерастворимые соли и производные пенициллинов, которые легко гидролизуются в желудке (например, хетациллин; рис. 1.6);
2) производные активной молекулы, которые характеризуются лучшей всасываемостью в желудке при пероральном применении, чем исходная форма. Препарат быстро гидролизуется в ходе или после всасывания с образованием активной молекулы.
Подобная ситуация была бы очень желательна, но пока в клинических условиях добиться этого довольно трудно.
Перед тем как закончить рассмотрение пенициллинов, следует упомянуть некоторые совсем недавно открытые вещества, которые можно отнести к производным ампициллина с модифицированным спектром действия, в частности, с приобретенной активностью против псевдомонад (рис. 1.10).
I (ссколько позже сотрудники лаборатории «Глаксо», которые являются участниками данной Истеровской школы, более подробно рассмотрят проблему новых цефалоспоринов, поэтому здесь дан лишь краткий обзор известных или находящихся в стадии разработки препаратов (рис.
В последних публикациях фирм «Мерк» и «Лилли» описаны некоторые (З-лактамсодержащие метаболиты стрептомицетов (рис. 1.16), очень сходные с цефалоспоринами.
Из тех данных, которые были приведены до сих пор, ясно, что на сегодняшний день имеется большой набор р-лактамных антибиотиков для перорального и инъекционного применения при лечении большинства обычных бактериальных инфекций. Все эти вещества специфически ингибируют синтез бактериальной клеточной стенки и фактически нетоксичны для клеток человека, в которые они не проникают.
Теперь, очевидно, пришло время задать вопрос: какова же наша дальнейшая цель? Этот вопрос в разной форме ставят ученые в промышленности, университетах и правительственных органах. В то же время совершенно ясно, что ни медицина, ни ветеринария не будут нам особенно благодарны за увеличение вариантов пенициллинов и цефалоспоринов, если только они не будут обладать значительными преимуществами с точки зрения стоимости, активности или токсичности.
По ряду причин более желательно иметь препарат-синергист-со слабой или с полностью отсутствующей антибактериальной активностью. Ряд таких препаратов, которые показаны на рисунках 1.17 и 1.18, недавно был описан. В таблице 1.1 показано влияние небольших доз одного из них (препарат фирмы «Бичэм» — клавулановая кислота) на антибактериальную активность ампициллина.
Последующее развитие химиотерапии бактериальных инфекций, очевидно, пойдет по следующим направлениям:
1) интенсивная разработка р-лактамных антибиотиков, которые будут обладать преимуществами по сравнению с современными препаратами;
2) разработка резервных препаратов р-лактамных антибиотиков;
3) разработка комбинированных препаратов, сочетающих разные типы синергизма, с целью преодолеть проблему резистентности;
4) все больше внимания будет уделяться проблеме взаимосвязи между лечением антибиотиками и иммунным состоянием организма хозяина.
Дальнейшее подразделение их, очевидно, произойдет после рентгеноструктурного анализа большей части препаратов и определения их точной структуры.
Известно, что в процессе культивирования большинство продуцентов антибиотиков синтезирует группу химически близких соединений (например, микроорганизм — продуцент гентамицина синтезирует 17 антибиотиков), среди которых химической характеристике бывают подвергнуты, как правило, лишь те из них, которые вырабатываются в больших количествах [6].
Сейчас таким путем уже получено около 35 тыс. соединений, включающих примерно 20 тыс. пенициллинов, 10 тыс. цефалоспоринов, тысячи тетрациклинов и рифамицинов, сотни аминогликозидов и линкоми-цинов. Изучение взаимосвязи между структурой и активностью этих производных и аналогов антибиотиков позволило установить у некоторых из них активные центры молекулы, которые обусловливают специфический тип антимикробной активности, а также определенное (иногда нежелательное) фармакологическое и токсическое действие [8].
Что нам может дать получение нового пенициллина, нового цефалоспорина, другого аминогликозида или другого рифамицина? Способна ли медицина использовать все то, что имеется в настоящее время? Поможет ли новая серия соединений при решении лечебных проблем?
Все эти вопросы неоднократно ставились на протяжении последних 15 лет, но пока можно сделать лишь один вывод: новые производные и аналоги будут использованы и даже помогут в решении указанной проблемы.
2.1), несколько легче — новые цефалоспорины, из которых применяется только 10 препаратов.
Среди важных проблем, заслуживающих постоянного внимания, остается разработка неаллергенного пенициллина, не повреждающего органы слуха аминогликозида, антигрибного полнена системного действия и рифамицина, эффективного против резистентных к рифампицину микроорганизмов. Хотя для более эффективного применения этих соединений может оказаться необходимым дополнительное обучение медицинского персонала, но это себя оправдает.
Поскольку большинство использованных в 1976 г. антибиотиков-было выбрано для первичного изучения совершенно случайно, то вполне вероятно, что основную часть пригодных соединений предстоит еще открыть. Одна из главных проблем состоит в том, чтобы увеличить ассигнования на поиск новых микробных метаболитов и получение производных и аналогов соединений с известной активностью и недостатками.
Скорость старения лекарств считается выше 10%, т.
д. Еще одним ограничением в применении антибиотиков в некоторых случаях явились их токсичность и побочное действие, например хлорамфеникол и новобиоцин.
Совершенно очевидно, что в данный момент нет однозначных данных об ожидаемом старении всех антибиотиков, чтобы можно было запланировать замену определенных соединений, как это было сделано несколько лет назад при изучении таких органических веществ, как кокцидиостатики (когда почти полностью удалось предопределить зависимость резистентности простейших от длительности применения препарата).
В таблице 2.2 приведена большая часть антибиотиков, применяемых в медицине и сельском хозяйстве. Из таблицы видно, что большинство из них вырабатывается при ферментации стрептомицетов. Неоднократно показано [9, 10], что антибиотикообразующая способность данной группы микроорганизмов равна приблизительно 50 %. Больше половины изученных культур продуцируют вещества, обладающие антибиотической активностью на лабораторных средах.
В большинстве своем эти антибиотики по химическому строению близки метаболитам стрептомицетов, но не всегда идентичны, и эти различия имеют терапевтическое значение. Такие же интенсивные попытки сделаны в изучении Actinoplanes, хотя в сравнении с Micromonospora здесь достигнуты более скромные результаты и обнаружено лишь несколько антибиотиков [13]. Итак, стратегия при поиске новых антибиотиков состоит в выборе одного из следующих возможных путей:
1) исследование метаболитов новых видов стрептомицетов, которые могут обладать непредвиденными метаболическими возможностями и продуцировать новые, до сих пор неисследованные соединения;
2) изучение культур Micromonospora и Actinoptanes, которые могут образовывать вещества, лишь родственные или совершенно отличающиеся от антибиотиков, продуцируемых стрептомицетами;
3) изыскание других микроорганизмов, таких, как микоплазмы, дрожжи и т.
Одновременно с разработкой программы исследования новых микробных метаболитов, обладающих антибиотическими свойствами, следует развивать программу получения полусинтетических антибиотиков. Как было указано выше, мы уже разработали тысячи пенициллинов, цефалоспоринов, тетрациклинов и рифамици-нов, но только около 0,1 % из всех этих препаратов оказались несколько лучше старых лекарств, что способствовало их внедрению в клиническую практику.
К этим микроорганизмам относятся как микробы-продуценты антибиотиков, так и различные, резистентные к антибиотикам организмы, способные их разрушать.
Обзор имеющихся по этой теме сообщений показывает, что за небольшим исключением соединения, полученные путем биоконверсии, менее активны, чем исходные вещества. В то же время некоторые продукты трансформации (такие, как б-аминопенициллано-пая кислота) являются очень подходящим «строительным материалом» при получении полусинтетических антибиотиков.
Имеются данные о том, что ферментативные механизмы биотрансформации, часто обнаруживаемые у продуцирующих антибиотики микробов, близки механизмам, наблюдаемым у резистентных микроорганизмов, выделяемых в клинике [2]. Предполагают, что происхождение этих механизмов как у микробов-продуцентов,, так и у клинических изолятов может быть связано с переносимыми плазмидами. Если это на самом деле так, то можно ожидать, что способы биотрансформации будут найдены для всех антибиотиков.
В США и Европе с этой целью использовали стрептомицин, тетрациклины, циклогексимид и гризеофульвин. Стрептомицин использовали в США для предотвращения бактериального •ожога плодовых, а смесь стрептомицина и тетрациклина нашла лрименение при других бактериальных болезнях растений. Циклогексимид и гризеофульвин оказались эффективными при грибковых болезнях растений. Заканчивая обзор по применению антибиотиков в растениеводстве США, следует сказать, что их используют значительно меньше, чем химикаты.
В большинстве случаев стратегия разработки полусинтетических антибиотиков складывается из изучения механизма действия исходного антибиотика, его фармакологии и химии. Главным условием успеха является получение положительных фармакологических данных;
3) в настоящее время в лабораториях, организованных по решению правительств, разрабатывается меньше проектов, чем это было 20 лет назад. Несмотря на общую озабоченность об обеспечении пищевыми продуктами возросшего народонаселения, большинство правительств резко снизило расходы на исследования и разработку антибиотиков, которые могли бы оказаться очень эффективными при хранении потребительских продуктов и уменьшить, их порчу в период между сбором урожая и поступлением к потребителю.
), способствующие отбору антибиотиков, разработке способов их получения и оценки. При выполнении коротких программ услуги этих служб могут оказаться менее выгодными, чем организация работы: в собственных лабораториях на производстве. При длительных исследованиях эти службы освобождают от необходимости проводить техническую экспертизу, тогда как при кратковременной программе они позволяют быстро решить ряд проблем;
5) в настоящее время при решении практических задач большой интерес представляют успехи молекулярной биологии, достигнутые при изучении механизмов действия антибиотиков.
Фтораланин необратимо инактивирует аланинрацемазу. При: высокой концентрации в среде он включается в пептиды клеточной стенки вместо D-аланина. Циклосерин предотвращает переключение этой реакции и усиливает ингибирующую активность фтор-аланина. Оба действия приводят к последовательному блокированию синтеза клеточной стенки: вначале фтораланин подавляет образование D-аланина, а затем циклосерин блокирует использование D-аланина или непосредственно самого фтораланина [4].
Е. М. Джоад очень часто начинал свои сообщения с такой фразы: «Все зависит от того, что мы под этим понимаем». Эта ситуация относится и к предмету, избранному для обсуждения на данной Истеровской школе. Поэтому прежде всего мы должны иметь рабочие определения таким понятиям, как сельское хозяйство, антибиоз, антибиотик и синергизм.
На факультете сельскохозяйственных наук Ноттингемского университета никогда не существовало строгого барьера между отдельными предметами.
и физиол.): в медицине это орган тела (например, мускул), который кооперируется с другим или другими
Синергия: комбинированное или скорреллированное действие группы органов тела (нервных центров, мускулов и т. д.); способность к мышлению, действию лекарств
Синергист
Синергидный
Работающий совместно, кооперируясь, кооперативно
1) Физиол.: кооперативное действие дискретных веществ, в результате чего общий эффект выше, чем сумма двух эффектов, полученных неза висимо; противоположное антагонизму.
Разработка проблемы синергизма началась в начале 40-х годов-с исследования антитуберкулезных препаратов, когда в отделе химиотерапии научно-исследовательской лаборатории «Велком» в Бекингеме под руководством Браунли и Башби решались вопросы кишечной антисептики в области ветеринарной химиотерапии. Исследования противотуберкулезных препаратов позднее были продолжены на морских свинках [44], и установлен синергизм между стрептомицином и сульфоном (сульфетрон) [45].
В 50-е годы, когда производство антибиотиков сильно возросло, в сравнительных опытах in vitro с магнамицином (карбомицином) также был установлен потенциальный эффект синергизма (табл. 3.2) [250]. Интерес
Несмотря на обилие предложенных бактерицидных комбинаций, существуют следующие общие проблемы:
1) как установить различия между аддитивным и синергидный действием (см. гл. 7, 23 и 24);
2) как оценить комбинированное воздействие (комбинации двух, трех или более факторов, см.
Проблема получила также графическую интерпретацию [137]. Еще раньше этому явлению было дано крайне усложненное толкование, исходя из 4-мерной природы [166]. В свою очередь, последнее было связано с первоначальным распределением препаратов на две группы [135]:
I — пенициллины, стрептомицин, неомицин — канамицин, бацит-рацин, полимиксины;
II — тетрациклины, хлорамфеникол, эритромицины, новобиоцин, сульфонамиды.
Но как учесть действие отдельных препаратов в составе парных или множественных комбинаций?
Степень бактерицидного действия может быть оценена так, как это предложили Джевитс и др. [136]. Мы можем подтвердить, что в случае синергизма справедливы три положения, высказанные Дэвисом и Севагом [71]:
1) концентрация комбинированного препарата должна быть ниже ингибирующей концентрации каждого из входящих в него веществ;
2) концентрация каждого препарата в комбинации никогда не должна быть выше ингибирующей концентрации каждого из них в отдельности;
3) в присутствии комбинации разных веществ развитие выживших микроорганизмов должно происходить независимо от того, содержат они или нет резистентную популяцию (и причем не за короткое время).
Краткие сведения о действии комбинированных препаратов представлены в работе Кабинса [142] и в книге Гаррода, Ламберта и ОТрэди [100] «Антибиотики и химиотерапия», где, кроме того, даны типы комбинированного действия, тесты на комбинированное действие и таблица возможного комбинирования препаратов, проявляющих синергидную активность при воздействии на бактерии.
Прежние неопределенные высказывания авторов [129], что активность террамицина в комбинации с двумя или более веществами часто превосходит активность его при применении отдельно, а также [127] что синергизм в микробиологии стал известен с 1923 г.
В противоположность этому, рецензируя книгу Франклина и Сноу [95], Мак Лахлан отметил сомнительность старого представления о том, что регулярная смена лекарства не более безопасна,
чем увеличение его дозировки. Это мнение поддерживает и Гридней, который утверждал, что [109] «широкое использование комбинации лекарств в химиотерапии паразитарных болезней основано на трех основных концепциях. Согласно первой из них, большинство препаратов весьма селективно и обладает слабой токсичностью для организма-хозяина.
И, наконец, согласно последней концепции, при применении комбинации препаратов задерживается возникновение резистентности, что также указывает на важность проблемы комбинирования.
«К несчастью, возросшее применение комбинации лекарств вызвало появление R-факторов у бактерий. Эти эписомные плаз-миды способны обусловливать полную резистентность к ряду лекарств одновременно. Таким образом, при наличии R-факторов резистентность может проявляться даже к комбинации из четырех или пяти лекарств, что полностью исключает предполагаемый успех, от конкурентной терапии.
Объектами исследования служат сами участники занятия.
Задача. Острота слуха — величина, обратная его порогу. Последний определяется наименьшей силой звука, которая воспринимается органом слуха. Некоторое представление об остроте восприятия звуковых раздражений дает измерение наибольшего расстояния, с которого испытуемый слышит тиканье карманных часов. Определение таким способом остроты слуха и составляет задачу работы.
5. Находят объем воздуха в миллилитрах, при котором испытуемый впервые ощущает запах исследуемого вещества. Чем меньше объем, а следовательно, и давление воздуха, при котором испытуемый отмечает запах раздражителя, тем выше чувствительность, или острота, обоняния.
Работа 109. Вкусовые ощущения
Приборы, материалы и объекты исследования. Растворы: 50%—сахара, 1%—солянокислого хинина, 20%—поваренной соли и 1%—лимонной кислоты; четыре пипетки, четыре химических стаканчика, дистиллированная вода.
В последующих главах специалисты будут подробно освещать различные свойства пенициллинов, цефалоспоринов, сульфонамидов и т. д., а также обсуждать некоторые аспекты синергидных комбинаций этих и других антибактериальных препаратов.
Оставаясь в первую очередь химиком, автор этой главы главное внимание будет уделять структурным аспектам р-лактамных антибиотиков, а не их биологическим свойствам, тогда как последние более подробно будут рассмотрены в других главах данной книги.
Для цефалоспоринов характерна резистентность к одному из таких ферментов— стафилококковой пенициллиназе, но они полностью чувствительны к р-лактамазам грамотрицательных бактерий.
Обсуждая проблему синергизма, необходимо очень точно определить, что мы под этим понимаем, так как у разных людей в разных ситуациях с синергизмом связаны совершенно разные понятия.
Один тип антибактериального синергизма связан с применением двух антибактериальных препаратов, действующих на совершенно разные мишени в бактериальной клетке.
После знакомства с таким кратким, но разносторонним обзором можно надеяться, что у читателя появился интерес к более частным вопросам, которые изложены в следующих главах.
Фармацевтическая шнола Виснонсинсного университета, США
Анализ успехов в изучении антибиотиков на протяжении последних 30 лет и стратегии их применения приводит к ряду вопросов.
В настоящий момент известно около 3800 микробных метаболитов, которые проявляют антибиотические свойства.
д., способных образовывать антибиотики.
Избирая первый путь, необходимо более тщательно исследовать антибиотикообразующую способность уже известных продуцентов с целью выделения минорных компонентов из культуральной жидкости и сравнения их активности с активностью основных компонентов. Например, видимо, лишь один из 14 минорных компонентов гентамицинового комплекса ..может обладать примерно таким же терапевтическим потенциалом, как и очень эффективный гентамицин Сь
Среди недостатков у каждого из этих путей следует отметить проблему получения в достаточном количестве очищенного антибиотика для изучения его терапевтической эффективности и фармакологических свойств.
В любой лаборатории один химик способен синтезировать около 40 соединений в год, а группа в 10 человек может относительно легко получить 500 новых препаратов. Испытания препаратов необходимо проводить in vivo и in vitro, однако техника испытаний пока еще остается недостаточно совершенной, чтобы можно было обнаружить тонкие различия между исследуемыми препаратами. Первоначальная стоимость оценки этих соединений может колебаться в пределах от 200 долл.
В своем сообщении Шванновский комитет отметил соответствие цинк-бацитрацина, моеномицина и виргиниямицина этим требованиям. Можно ожидать, что со временем эти или, возможно, другие препараты заменят пенициллин, хлортетрациклин, окситетрацик-лин, эритромицин, тилозин и стрептомицин, используемые в настоящее время в разных странах в качестве добавки к корму животных. Несколько других компонентов также соответствовало требованиям Шванновского комитета, а именно: тиопептин, амфомицин и гаартрезин.
Компании, производящие антибиотики для сельского хозяйства, порой не выпускают антибиотики для медицины, и экономическим обоснованием этому, видимо, является выгодное соотношение прибыли к расходам, в то время как размеры прибылей в фармацевтической промышленности обычно выше, чем в производстве химикатов для сельского хозяйства.
Рассмотрев работы различных лабораторий, мы приходим к следующему заключению о современном состоянии и перспективах изучения антибиотиков:
1) число лабораторий, занимающихся поиском новых антибиотиков, в 1976 г.
первым предложил этим термином обозначать группу вырабатываемых микроорганизмами веществ, обладающих способностью подавлять рост других микробов.
С определением понятия синергизм все обстоит значительно сложнее. Некоторые авторы используют термин «синергизм», понимая под этим значение, данное в словаре Вебстера [135]. Но при сравнении вебстеровского определения понятия синергизма с определением из оксфордского краткого словаря английского языка выявляется ряд несоответствий.
Вслед за этой первой работой по применению пенициллина были предприняты попытки лечения рожи стрептомицином [253, 254]. В последней из указанных статей описано испытание комбинации пеницил-лин4-стрептомицин на мышах, зараженных Е. rhusiopathiae в 5%-ном муцине. Полученные результаты, выраженные в процентах выживания по дням (табл. 3.1), являются примером синергидного
Таблица 3.1. Синергизм между пенициллином и стрептомицином.
Они ведут либо к концепции «двойной блок» [96], либо к слишком упрощенному описанию [102].
При применении комбинированных препаратов шансы для возникновения варианта, который был бы одновременно резистентен
к двум антибиотикам так же, как к одному, очень малы [226]. Для появления варианта с двойной резистентностью может оказаться необходимой большая популяция клеток, что также снижает вероятность возникновения резистентности.
Кроме того, синергизм характеризуется способностью вызывать гибель значительно большего числа бактерий, чем можно было бы ожидать от простого суммирования действия лекарств, взятых в отдельности». Это определение было подвергнуто критике Дэвисом и Севагом [71], которые полагали, что оно ограничивает понятие синергизма по отношению к полностью ингибирующей концентрации и ограниченной инкубации. Определение Мантена и др.
