Самые сильные антибиотики широкого спектра действия: Healthcare

Содержание

Healthcare — Самые сильные антибиотики

Самые сильные антибиотики

Большая часть антибиотиков работает избирательно, и самыми сильными считаются препараты широкого спектра действия – антибиотики, которые оказывают разрушительное воздействие как на грамотрицательные, так и грамположительные бактерии.

Макролиды

Это тип антибиотиков узкого действия, они негативно воздействуют на грамположительные бактерии. Не угнетают иммунитет, останавливают рост бактериальной клетки. Самые сильные антибиотики из группы макролидов – джозамицин и кларитромицин. К этой же группе относятся олеандомицин, эритромицин, спирамицин, азитромицин. Используются для лечения хламидийной инфекции, синусита, отита, лечения инфекций дыхательных путей, в стоматологии.

Имеют побочные действия: флебит при инъекциях, аллергия, диспепсия, быстро понижается чувствительность.

Цефалоспорины

В этой группе антибиотики широкого спектра действия, одни из самых сильных на сегодняшний день.

Переносятся организмом хорошо, имеют бактерицидный эффект. В группе цефалоспоринов представлены антибиотики четырех поколений.

• 1 поколение: цефадроксил, цефалексин, цефазолин. Отлично действуют в борьбе со стафилококками.

• 2 поколение: цефуроксим, цефамандол, цефаклор. Эти антибиотики активны против гемофильной палочки, протея, кишечной палочки, клебсиеллы.

• 3 поколение: цефтриаксон, цефтазидим, цефоперазон, цефтибутен, цефотаксим. Чаще всего эти препараты используются при пиелонефритах, пневмонии, менингите, остеомиелите, инфекции малого таза и абдоминальной области.

• 4 поколение – антибиотики самого мощного действия. К этой группе относится цефепим (максипим). Имеют еще более широкое применение, чем все предыдущие поколения, но также характеризуются набором серьезных побочных эффектов: гематоксичность, нефротоксичность, дисбактериоз, нейротоксичность.

Фторхинолоны

Очень мощные антибиотики с широким спектром действия. Разделяются на 2 поколения – ранние и новые. Антибиотики первого поколения очень активны по отношению к грамотрицательным бактериям и синегнойной палочке, в то время как фторхинолоны второго поколения тоже активны к грамотрицательным бактериям, но не эффективны против синегнойной палочки. Фторхинолоны отлично проникают в отдельные ткани и органы, длительно циркулируют в крови.

• Норфлоксацин используется для лечения инфекций мочевыделительной системы.

• Ципрофлоксацин эффективен при мененгите, сепсисе, инфекциях мочевых путей и органов дыхания, инфекциях мягких тканей и кожи, нагноениях суставов и костей, ЗППП.

• Офлоксацин применяют при гарднерелле, хеликобактер пилори, хламидиозе.

• Ломефлоксацин используется для лечения туберкулеза и хламидиоза.

Это лишь некоторые представители фторхинолонов, перечень антибиотиков этой группы значительно шире. Могут иметь такие побочные эффекты, как диспепсия, фототоксичность, токсичное поражение печени, артротоксичность.

Пенициллины

Среди антибиотиков широкого назначения пенициллины признают самыми сильными. Они главным образом выводятся почками, малотоксичны.

Представители антибиотиков этой группы: оксациллин, ампициллин, ампиокс, амоксициллин, феноксиметилпенициллин.

Пенициллины применяют для лечения инфекций мочеполовой системы, органов дыхания, кожи, кишечника и желудка, гонореи, сифилиса, нагноений мягких тканей. Антибиотики этой группы можно пить в двух последних триместрах беременности, их также назначают с рождения, в отдельных случаях могут назначать в период лактации.

Побочные эффекты антибиотиков пенициллиновой группы: аллергия, диспепсические расстройства, токсическое воздействие на кровь.

Карбапенемы

Имеют широкий спектр действия, очень сильные. Антибиотики этой группы используют как резервные препараты при лечении инфекций, которые вызываются устойчивыми анаэробами и энтеробактериями.

К группе карбапенемов относятся: меропенем, тиенам. Возможные побочные эффекты: кандидоз, диспепсия, аллергия, флебит.

Тетрациклины

Антибиотики широкого спектра действия, с антимикробным эффектом. Тетрациклины активны в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, лептоспир, спирохет, риккетсий. Подавляют биосинтез белка микробной клетки на уровне рибосом, характеризуются полной перекрестной устойчивостью.

Представители: доксициклин, окситетрациклин, тетрациклин.

Тетрациклины противопоказаны детям до 8 лет, беременным и кормящим женщинам, людям с печеночно-почечной недостаточностью (исключение – доксициклин). Возможные побочные эффекты: головокружения, головные боли, расстройства желудочно-кишечного тракта, индивидуальная непереносимость. В большинстве случаев, при отсутствии нарушений режима приема, тетрациклины переносятся организмом хорошо.

Список новейших антибиотиков широкого спектра 2020 года

Амоксициллин

Один из самых популярных антибиотиков из группы пенициллинов, амоксициллин является антибактериальным препаратом, разрушающим компоненты клеточной стенки бактерий. Действует он на обширный список аэробных грамположительных бактерий, включая возбудителей инфекций дыхательных путей, мочеполовой системы, ЖКТ, инфекций кожи, общего сепсиса и многих других.

Авелокс

Под тривиальным названием кроется моксифлоксацин, включённый в российский перечень жизненно необходимых лекарственных средств. Разрушает структуру и механизм работы ДНК огромного списка микроорганизмов, в том числе тех, которые устойчивы к другим видам антибиотиков. В основном применяется при инфекциях дыхательных путей, кожи и мягких тканей.

Тетрациклин

Известнейший антибиотик, входящий не только в российский перечень жизненно важных лекарственных средств, но и в аналогичный список от Всемирной организации здравоохранения. Нарушает синтез белка в бактериях, действуя на широкий спектр возбудителей — от пневмонии до сибирской язвы. Входит в список пищевых добавок под кодировкой Е701.

Новые и незнакомые

Самые новые антибиотики большинству незнакомы, и это хорошо — последние разработки фармакологии используются в самых тяжёлых, крайних случаях, когда более привычные лекарственные средства уже неэффективны. Некоторые из перечисленных далее препаратов являются прорывом в классе антибиотиков, в котором не было новых открытий с восьмидесятых годов прошлого века.

Плазомицин

Препарат аминогликозидового типа, плазомицин одобрен для использования в случае сложных, резистивных инфекций мочеполовой системы, угрожающих жизни пациента. Мультирезистивные инфекции, ещё называемые суперинфекциями, являются тем самым последствием гонки вооружений. Ответ природы на препараты широкого спектра действия — бактерии широкого спектра устойчивости, способные пережить терапию большинством привычных препаратов.

Омадациклин

Наследник тетрациклина, одобренный к использованию в 2018 году, омадациклин блокирует синтез белка в бактерии, противодействуя широкому списку возбудителей вне больничной пневмонии, острой бактериальной инфекции кожи и мягких тканей.

Эравациклин

Ещё один синтетический аналог тетрациклина, новая разработка 2018 года, блокирующая синтез белка в сложных и тяжёлых случаях интраабдоминальных инфекций. Осложнённые случаи сопровождаются развитием перитонита или абсцесса в брюшной полости.

Иклаприм

Прямо сейчас проходящий клинические испытания и внутрибольничное тестирование, иклаприм по спектру действия отдалённо похож на уже привычный ванкомицин, но выгодно отличается отсутствием вредного воздействия на почки. Накапливаясь в тканях кожи и лёгких, этот препарат применяется при угрожающих жизни пациента инфекциях мягких тканей и пневмонии.

Цефидерокол

Уникальный по своему механизму действия, новый антибиотик использует создаваемый организмом дефицит железа вокруг бактерии — связываясь с желанным бактерией железом, он проникает в возбудителей болезней мочеполовой системы и почек, разрушая их изнутри. Новейшая разработка японской компании, цефидерокол является препаратом «последнего рубежа» при терапии мультирезистивных суперинфекций.

Делафлоксацин

Полностью синтетический антибиотик, не имеющий аналогов в природе, делафлоксацин является потомком уже упомянутого Авелокса — моксифлоксацина. Как и его предок, разрушает структуру ДНК, применяясь в терапии осложнённых бактериальных инфекций кожи и мягких тканей.

Меропенем/ваборбактам

Уже появившийся на прилавках, этот комбинированный препарат применяется в случае сложных случаев инфекций мочеполовой системы, связанных с мультирезистивными бактериями. Интересен тем, что эффективен только в фиксированной комбинации — ещё одно новое слово в гонке вооружений между учёными и микроорганизмами.

Антибиотики

Вопреки своему грозному названию (anti — «против», bios — «жизнь»), антибиотики являются лекарственными средствами, с момента своего изобретения непрерывно спасающими жизни людей. Заболевания, или даже простые ранения, когда-то означавшие смертельный приговор, теперь излечиваются простым курсом приёма таблеток.

Столь угрожающее название этих лекарств вызывает непонимание у публики — возникают мифы, что антибиотики это панацея, способная лечить вирусы, или наоборот, что подобные препараты являются ядом, угрожающим здоровью самого пациента. Поэтому медиками используется более точное и понятное название антибиотиков — противомикробные препараты. Микробом является вредоносный микроорганизм, и, хотя вирус тоже технически является вредоносным микроорганизмом, микробом его не называют.

Широкий спектр действия

Как и любое оружие, антибиотики бьют прицельно по своей мишени — микробам — используя самые различные механизмы биологического воздействия. К примеру:

разрушение клеточной стенки бактерии;
нарушение работы клеточных мембран;
угнетение работы клеточного дыхания и дыхательных ферментов;
препятствование синтезу белка и нуклеиновых кислот в клетке.

Многие из этих биологических систем являются общими и одинаковыми для всех микроорганизмов, поэтому антибиотики, способные воздействовать на такие системы, являются универсальными. Такие препараты называют антибиотиками широкого спектра действия. Их применяют, когда возбудителей инфекции сразу несколько. Или установить точного возбудителя инфекции нет времени или возможности, или в этом нет необходимости, например, если болезнь является распространённой и уже знакомой врачу.

К сожалению, противомикробные препараты широкого спектра могут оказаться неэффективными, когда случай заболевания требует более индивидуального подхода. К примеру, если антибиотик действует через нарушение синтеза клеточной стенки, то он не будет работать на те бактерии, у которых просто нет этой клеточной стенки. В таких случаях требуются анализы для уточнения диагноза, и последующее назначение более специфических антибиотиков узкого спектра действия.

Гонка вооружений

И всё было бы хорошо, если бы микроорганизмы сами не являлись живыми существами. Антибиотики широко распространились по миру, и сейчас их применяют практически бесконтрольно — многие больные принимают их без назначения врача, а в животноводстве, например, на свинофермах, их и вовсе применяют в целях профилактики болезней у скота.

Постоянное воздействие антибиотиков на микроорганизмы привело к ответной реакции — вследствие отбора и мутаций остаются только те бактерии, которые имеют устойчивость к воздействию противомикробных препаратов. Со временем старые антибиотики утратили свою эффективность. Поэтому учёным приходится разрабатывать всё больше и больше новых лекарственных средств, использующих те механизмы или химические соединения, к которым микробы ещё не привыкли.

Когда-нибудь, когда у людей кончится пространство для манёвра, эта гонка вооружений может привести к катастрофе, но сейчас непрерывный поток новых антибиотиков широкого спектра продолжает защищать здоровье людей от разнообразных микроорганизмов по всему миру. Каждый год появляются новые и новые названия, но это не рекламный трюк, это жизненная необходимость.

Новые, но знакомые

Уже существующие на прилавках препараты сложно назвать новыми, ведь они прошли годы испытаний в лабораториях и тестов перед началом массового выпуска. Но всё же стоит перечислить самые популярные.

Антибиотики широкого спектра действия нового поколения: список лучших

Многочисленные заболевания человеческого организма могут устраняться после применения разных групп препаратов, но самыми эффективными и быстродейственными считаются антибиотики. Но назначать такие медикаментозные средства может только лечащий врач, так как они предполагают перечень противопоказаний и риски развития побочных эффектов. К тому же нерациональное использование может привести к ряду других расстройств в организме.

Самыми востребованными сегодня считаются антибиотики широкого спектра действия нового поколения, так как эти препараты усовершенствованы, они менее токсичны в силу претерпевших видоизменений.

Но самым главным их достоинством считается то, что к ним проявляют резистентность большое количество возбудителей заболеваний. Принимать антибиотики нужно строго по назначению врача и расписанной им схеме.

Принцип действия таких препаратов

Новые антибиотики имеют усовершенствованную формулу и принцип действия, благодаря чему их активные компоненты затрагивают исключительно на клеточном уровне патогенного агента, не нарушая полезной микрофлоры организма человека. И если раньше такие средства использовались в борьбе с ограниченным количеством патогенных агентов, сегодня они будут эффективны сразу против целой группы возбудителей.

ВАЖНО ЗНАТЬ! Реальный способ увеличить член на +7 сантиметров! Читать далее >>>

Для справки! Последние антибиотики широкого спектра (АБШС) имеют одно преимущественное отличие от предыдущих антибиотиков — минимальные риски нанесения ущерба организму пациента.

Одни из таких средств угнетающе действуют на синтез внешней клеточной мембраны, при этом не предполагается негативного влияния на него (пенициллиновый ряд или цефалоспорины).

Другие из них разрушают белковый синтез на клеточном уровне у бактерий, такие как тетрациклины или макролиды.

Назначать современные антибиотики обширного спектра действия можно в нескольких случаях:

возбудитель не восприимчив к активному веществу антибиотика узкого профиля;
при суперинфекции, спровоцированной несколькими инфекционными или бактериальными агентами;
если нужна профилактика инфицирования после перенесенной операции;
при наличии определенных клинических симптомов, но без возможности определения типа возбудителя.

Антибиотики такого плана сильные препараты, поэтому они могут применяться врачами в комплексной терапии отитов, лимфаденитов, простудных заболеваний и других недугов, вызванных патогенными микробами и микроорганизмами.

Названия АБ последнего поколения

Прежде чем выбирать нужный АБШС в том или ином случае, нужно знать классификацию таких препаратов согласно группам по действующему веществу. Все они могут выпускаться в разных формах — таблетки или капсулы, растворы для уколов или средства местного применения.

Итак, существует несколько групп АБШС:

тетрациклиновая группа — Тетрациклин;
группа аминогликозидов — Стрептомицин;
амфениколы антибиотики — Хлорамфеникол;
пенициллиновый ряд препаратов — Амоксициллин, Ампициллин, Билмицин или же Тикарциклин;
антибиотики группы карбапенемов — Имипенем, Меропенем или Эртапенем.

Каждый из указанных препаратов могут использоваться только после определения типа патогенного агента, спровоцировавшего заболевание у человека. Поэтому пациент проходит комплексную диагностику, после чего лечащий врач выбирать антибиотик нового поколения, отталкиваясь от полученных данных. АБШС менее токсичны, они воздействуют глубоко и только на условно-патогенную флору, не подавляя иммунную систему и полезную микрофлору человеческого организма.

Лечение бронхита

Названия бактерицидных средств от заболевания бронхит разнообразны, но чаще всего специалисты отдают предпочтение именно АБШС нового поколения, но обязательно после исследования в лаборатории мокроты пациента. Если времени не хватает для изучения бактерии бронхита, врачи могут назначать следующие АБШС:

в случае непереносимости пенициллинов назначают макролиды — Эритромицин или Кларитромицин;
пенициллиновые средства — Амоксиклав, Аугментин, а также Панклав;
хронический бронхит на стадии обострения лечат фторхинолоновыми препаратами — Левофлоксацин, Ципрофлоксацин или Моксифлоксацин;

эффективны также цефалоспорины (если бронхит обструктивный) — Цефтриаксон и Цефуроксим.

Вышеуказанные препараты проникают глубоко в организм человека, выявляя патогенного агента. Как показала практика, большинство из них не вызывают побочных эффектов, если используются строго по инструкции врача.

Антибиотики при гайморите

В медицинской практике самыми действенными при инфекции такого плана являются антибиотики двух групп — макролиды или же цефалоспорины. И если раньше использовались пенициллиновые средства, сегодня многочисленные патогенные микроорганизмы выработали иммунитет к ним.

Лечение гайморита уместно в случае применения следующих АБШС:

Цефуроксин;
Цефексим;
Цецефокситин;
Цефотаксим;
Цефахлор;
Азитромицин;
Макропен.

Причем макролиды назначаются даже в самых запущенных случаях, так как они демонстрируют самый высокий процент эффективности против такого заболевания. Важно лишь соблюдать прописанную врачом схему лечения.

Это прорыв! Изобретен препарат — аналог хирургической коррекции размера мужского члена! Читайте здесь >>>

Ангина и антибиотики

Если раньше в медицинской практике ангину лечили при помощи пенициллинов, с годами возбудитель заболевания выработал иммунитет к ним. К тому же последние исследования подтвердили, наибольшей эффективностью против такого возбудителя обладают цефалоспорины и макролиды. Сегодня они чаще всего используются в терапии бактериальных инфекций носоглотки.

Самые популярные препараты при ангине следующие:

Цефалексин;
Спирамицин;
Эритромицин;
Лейкомицин;
Азиромицин;
Азитрал;
Кларитромицин;
Диритромицин.

Макролиды часто назначаются для пациентов в терапии тонзиллярных патологий, к тому же они не затрагивают органов пищеварения, не вызывают реакций от нервной системы в силу минимальной токсичности.

Лечение простудных заболеваний и гриппа

Такие частые заболевания, как простуда или грипп занимают лидирующие позиции по своей распространенности и частоте случаев. В лечении используют следующие АБШС нового поколения:

Сумамед — препарат группы макролидов, несмотря на широкое антибактериальное действие, он не затрагивает работу ЖКТ, после окончания лечения действует еще неделю. Не допустим в лечении детей.
Цефаклор – средство второго поколения, демонстрирующее высокую эффективность к многочисленных респираторных болезням человека.
Цефамандол — группа цефалоспоринов второго поколения, форма выпуска представлена в виде растворов для инъекций. Лучший антибиотик с бактерицидным эффектом для внутримышечного введения.
Рулид — медикамент из группы макролидов узкой направленности только против агентов респираторных заболеваний или воспалений ЛОР-органов.
Авелокс — сильный препарат в форме таблеток, относящийся к антибиотикам фторхинолонам последнего поколения, что проявляет выраженный бактерицидный эффект.
Кларитромицин — макролид полусинтетического состава, что производится в форме капсул. Его антибактериальный эффект касается многочисленных патогенных микроорганизмов.

Для справки! Все указанные препараты проверены временем, исследованиями фармакологов и научных специалистов. Ни в коем случае нельзя назначать такие препараты самостоятельно без консультации врача. Несмотря на широкий спектр влияния, исключительно медицинский специалист может подобрать правильную группу препаратов от конкретного возбудителя болезни.

Инфекции мочеполовой системы

Подбирать АБШС нового поколения сложнее, так как разновидностей таких заболеваний намного больше, во многих из них предполагаются разные возбудители заболеваний и этиология.

При цистите — Монурал, Палин, Ноцилин или Левомецитин, Экофомурал.
При уретрите — цефалоспорины Супракс или Цефтриаксон в случае гонококкового происхождения, если же заболевание спровоцированного трихомонозом, применяют Метронидазол вместе с Азитромицином.
При пиелонефрите — комбинированные антибиотики Амоксицилин или Амоксил, если наблюдается острая инфильтрация почек — Цефаклор, Цефалексин или Офлоксацин.
При простатите — Амоксиклав, Офлоксацин, Ципрофлоксацин, Цефтриаксон, Амоксициллин.

Большинство из перечисленных средств помогают справиться с неприятными симптомами воспаления мочеполовой системы уже в первые сутки применения.

Узнать о других препаратах, применяемых при заболеваниях мочеполовой системы, можно из отдельных материалов:

Противогрибковые антибиотики

Данные заболевания нуждаются в тщательной комплексной диагностике, только после точного определения патогенного микроорганизма можно выбрать нужный препарат. Врачи выделяют следующие АБШС последнего поколения против грибков:

АБ полиеновые первого поколения от кандидоза или дерматомикозов — Амфотерицин В, Леворин, Нистатин;
второе поколение от грибков мочеполовой системы — Клотримазол, Кетоконазол, Миконазол;
АБ третьего поколения — Флуконазол, Тербинафин, Нафтифин или же Антраконазол от грибков;
препараты четвертого поколения от разных штаммов грибов — Каспофунгин, Позаконазол, Вориконазол или Равуконазол.

Самолечение такими медикаментами недопустимо, так как грибковые инфекции имеют свойство быстро распространяться по организму, размножаясь в массовом порядке.

Лечение глазных заболеваний

Офтальмология за последние годы внедрила в практику применение многочисленных АБШС последнего поколения для местной терапии самых разных заболеваний. Самым последним медикаментом и наиболее действенным считается Максаквин, эффективный в борьбе против бактериального кератита или конъюнктивита хламидийной этиологии. Также не мене популярны такие средства, как Окацин, Торбекс, Эубетал, Витабакт или Колбиоцин.

Пневмония

Лечение такого заболевания требует внимательного подхода специалиста и точной диагностики, так как возбудителями пневмонии могут быть многочисленные патогенные микроорганизмы — микоплазмы, стафилококки, стрептококки, хламидии или бактерии кишечной палочки.

АБ от пневмонии следующие:

грамотрицательные бактерии — цефалоспорины Цефтриаксон, Цефотаксим или Цефтазидим;
грамположительные кокки — цефалоспорины Цефазолин, Цефуроксим, а также Цефоксин;
пневмоцистная форма — Котримоксазол или АБ макролидной группы;
атипичная форма течения — Цефтриаксон, Цефтазидим, Азитромицин или Мидекамицин;
инфекции анаэробная — Метронидазол, Линкомицин, Клиндамицин;
пневмония цитомегаловирусная — Цитотект, Ацикловир или Ганцикловир.

За последние годы в медицине было разработано более 7000 веществ противомикробного и бактерицидного действия, на фоне чего регулярно выпускаются новые усовершенствованные антибиотики.

Подсчеты последнего десятилетия установили более 160 таких препаратов, причем 20 из них относятся к препаратам нового поколения. Одни из них дешевые, другие стоят на порядок больше, но фактором выбора препаратов должны быть исключительно рекомендации специалиста.

Самые сильные антибиотики в мире, которые не требуют рецепта

Истина идеального состояния здоровья скрыта в этом простом секрете, которым доктор Мэгги Лютер, Н.Д. решил поделиться с нами.

В настоящее время антибиотики стали решением номер один практически для любой инфекции или болезни, но они, похоже, работают все меньше и меньше в последнее время.

Переизбыток антибиотиков привел нас к сопротивлению, согласно которому почти 2 миллиона человек в Америке были затронуты только антибиотикорезистентными бактериями, тогда как в результате почти 23 000 человек пострадали от летальных последствий.

В результате резистентности к антибиотикам мы в настоящее время являемся свидетелями туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью и других нарушений, которые обычно помогают бороться с ВИЧ и малярией.

Как мы это решаем? Во-первых, антибиотики не могут решить многие проблемы и особенно не будут, если вы их смешиваете одновременно. Вам нужно внимательно их взять, и это действительно так.

Чтобы справиться с такими проблемами, как вирусные инфекции, простуда, грипп, боли в ушах, скопление грудной клетки и многое другое, вы всегда можете пойти на природные варианты, которые не будут приносить побочные эффекты любого рода.

5 самых сильных антибиотиков в мире, которые не требуют рецепта

Необработанный мед
Мед входит в число самых полезных натуральных продуктов, которые вы можете потреблять. Еще лучше, когда он является сырым, это означает, что он обладает аминокислотами, В-витаминами, минералами, ферментами, антиоксидантами и противомикробными соединениями.

Кроме того, мед насыщен пчелиной пыльцой и прополисом, которые укрепляют иммунитет и помогают правильному исцелению. Сырой мед был особенно полезен при лечении кашля у детей. То же самое можно сказать и о случаях диабета и язв.

Сырой мед используется в форме профилактики для лечения людей, которые планируются для хирургии катаракты или других видов послеоперационных проблем.

Сырой мед также работает удивительно, как болеутоляющее средство, и очень выгодно использовать после удаления миндалин, а также во время диеты и в случае бессонницы.

Масло орегано
Орегано чрезвычайно полезен для нашего благополучия. Это особенно рекомендуется при лечении простуды и гриппа. Так как он обладает сильными антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами, он может справиться с «ошибкой в зимнем желудке» и может также использоваться для очистки дома вместе с ним.

Масло орегано может легко уничтожить паразитов тела, и, как показывают исследования, всего 600 мг достаточно для потребления в течение 6 недель.

Если вы имеете дело с простудой или гриппом, вы можете принимать капсулу по 1 500 мг в день. Для более серьезных проблем потребляйте 3, 500 мг капсул в день в отдельных дозах.

Кокосовое масло
В последнее время кокосовое масло стало еще более популярным, и теперь люди начинают изучать его истинные качества.

Помимо того, что они насыщены полезными жирами, кокосовое масло является превосходным антибиотиком и может действовать как антимикробное средство.
Это масло может быстро справляться с проблемами, такими как атопический дерматит (экзема), золотистый стафилококк и покраснение любого вида. Интересно, что все это происходит в основном из-за чрезмерного использования антибиотиков.

Чеснок
Одним из самых мощных природных антибиотиков является чеснок.

Чтобы правильно использовать и применять чеснок, вы должны дать ему 10-15 минут, прежде чем использовать его.

Эхинацея
Трава эхинацеи является одним из самых удивительных антибактериальных и противовоспалительных средств, которые являются полностью подлинными.

В прошлом эта трава использовалась для излечения змеиных укусов, поскольку она обладает антибактериальными, противовирусными и антисептическими свойствами. Эхинацея содержит полисахариды, которые активируют иммунитет и оживляют организм.

Однако эта трава не рекомендуется для лечения простуды или гриппа. Тем не менее, в случае респираторных заболеваний вы всегда можете свободно использовать его столько, сколько хотите.

В следующий раз, прежде чем пытаться противостоять антибиотикам, подумайте об этих естественных средствах и попросите их попробовать — это будет стоить того!

Новый антибиотик широкого спектра действия на основе мышьяка — ScienceDaily

Устойчивость к антибиотикам была названа одной из самых серьезных угроз общественному здоровью нашего времени. Существует острая потребность в новых и новых антибиотиках для борьбы с ростом числа устойчивых к антибиотикам бактерий во всем мире.

Исследователи из Медицинского колледжа Герберта Вертхайма при Международном университете Флориды являются частью международной команды, которая открыла новый антибиотик широкого спектра действия, содержащий мышьяк. Исследование, опубликованное в журнале Nature’s Communication Biology , является результатом сотрудничества Барри П. Розена, Масафуми Йошинага, Венкадеша Саркараи Надара и других сотрудников отдела клеточной биологии и фармакологии, а также Сатору Исикавы и Масато Кураматы из Института агроэкологии Наук, НАРО в Японии.

«Антибиотик арсинотрицин или АСТ — это натуральный продукт, вырабатываемый почвенными бактериями, и он эффективен против многих типов бактерий, что означает широкий спектр», — сказал Розен, соавтор исследования, опубликованного в журнале Nature. , Биология коммуникации.«Арсинотрицин — первый и единственный известный природный антибиотик, содержащий мышьяк, и мы возлагаем на него большие надежды».

Хотя он содержит мышьяк, исследователи заявляют, что они протестировали токсичность AST на клетках крови человека и сообщили, что «он не убивает человеческие клетки в культуре ткани».

«Люди пугаются, когда слышат слово« мышьяк », потому что это может быть токсин и канцероген, но использование мышьяков в качестве противомикробных и противораковых средств хорошо известно», — говорит Розен. В 1908 году Пауль Эрлих получил Нобелевскую премию по медицине после открытия лекарства от сифилиса на основе мышьяка.Мышьяки по-прежнему используются для лечения тропических болезней, профилактики инфекционных заболеваний у домашней птицы и в качестве химиотерапевтического лечения лейкемии.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, около двух миллионов человек в Соединенных Штатах ежегодно заражаются лекарственно-устойчивыми бактериями, что приводит к гибели более 23000 человек. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предупредила, что «растущее число инфекций, таких как пневмония, туберкулез, гонорея и сальмонеллез, становится все труднее лечить, поскольку антибиотики, используемые для их лечения, становятся менее эффективными.»ВОЗ недавно опубликовала глобальный приоритетный список устойчивых к антибиотикам патогенов, которые представляют наибольшую угрозу для здоровья человека.

«У нас заканчиваются инструменты для борьбы с этими заболеваниями. Нам нужен новый мощный антибиотик, чтобы решить эту проблему», — говорит Йошинага, другой соавтор. «Мы показали, что это новое новое соединение мышьяка может быть мощным антибиотиком»,

Группа ученых проверила новый антибиотик и обнаружила, что он «очень эффективен» против некоторых из самых известных бактерий, влияющих на здоровье населения, включая E.coli, способная вызвать тяжелые кишечные инфекции; и «последний антибиотик», устойчивый к карбапенемам Enterobacter cloacae, виновник увеличения числа инфекций в отделениях неонатальной и интенсивной терапии и один из приоритетных патогенов ВОЗ. Он также работал против Mycobacterium bovis, вызывающей туберкулез крупного рогатого скота. Это говорит о потенциале лечения туберкулеза человека. Для определения эффективности и токсичности антибиотика для животных и людей потребуются дальнейшие испытания.

Команда сейчас находится в процессе патентования своего открытия и надеется сотрудничать с фармацевтической промышленностью, чтобы превратить соединение в лекарство — долгий и дорогостоящий процесс, который легко может занять 10 лет. Успех не гарантирован, но работа этих ученых остается чрезвычайно важной.

«Более 90% потенциальных лекарств не проходят клинические испытания», — говорит Розен. «Но если вы не начнете выпускать новые лекарства, вы не найдете те, которые работают».

История Источник:

Материалы предоставлены Международным университетом Флориды . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Что такое антибиотики широкого спектра действия? | HowStuffWorks

Иногда, когда вы больны, ваш врач бросает на вас один взгляд и точно знает, что не так и какое лекарство прописать. Но в других случаях у вас могут быть симптомы, которые могут быть вызваны несколькими различными бактериальными инфекциями, и может быть сложно определить разницу между ними.

К счастью, в таких ситуациях есть варианты.Вместо того, чтобы прописывать антибиотик, который действует только против избранной группы бактерий, ваш врач может лечить вас курсом антибиотика широкого спектра действия, который эффективен против широкого спектра инфекционных агентов [источник: Tufts]. Вместо лекарств узкого спектра действия, таких как пенициллин или рифамицин, например, ваш врач может обратиться к антибиотикам широкого спектра действия, таким как хлорамфеникол, один из тетрациклинов или фторхинолоны третьего поколения [источники: MSU, Chopra and Roberts].

Антибиотики широкого спектра действия особенно полезны, когда пациент приходит в отделение неотложной помощи больницы в тяжелом состоянии, и врачи должны действовать быстро [источник: Williams]. И они могут быть столь же эффективны при лечении болезней, как и антибиотики узкого спектра действия. В исследовании, опубликованном в 2005 году в медицинском журнале Thorax, например, исследователи сообщили, что пациенты с типом пневмонии, принимавшие антибиотики широкого спектра действия, имели те же результаты, что и те, кто лечился антибиотиками узкого спектра действия, специфичными для болезнь, хотя они действительно испытали больше побочных эффектов [источник: van der Eerden et al.].

В некотором смысле антибиотики широкого спектра действия — это швейцарские армейские ножи медицинской помощи. Исследование, проведенное Центрами по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) в 2014 году, показало, что антибиотики широкого спектра действия являются наиболее часто используемыми антибиотиками в больницах на всей территории США, но это имеет существенный недостаток. Поскольку они убивают микробы без разбора в атаке выжженной земли, они также уничтожают и полезные.

Что еще хуже, антибиотики широкого спектра действия также увеличивают вероятность того, что у некоторых микробов разовьется устойчивость к антибиотикам, опасаются эксперты в области здравоохранения [источник: HealthDay News].По этой причине врачи обычно стараются как можно быстрее «снизить эскалацию» лечения широкого спектра действия и переключиться на антибиотики узкого спектра действия [источник: Уильямс]. В будущем они надеются, что более качественные диагностические тесты позволят им быстрее определять точное лечение [источник: HealthDay News].

Frontiers | Нарушение микробиоты кишечника, вызванное антибиотиками, изменяет локальные метаболомы и иммунные ответы

Введение

Микробиом кишечника играет важную роль в здоровье и болезнях хозяина.Хорошо известно, что микробиом кишечника помогает хозяину модулировать иммунные ответы и защищать от патогенов (Holmes et al., 2011). Он также обеспечивает полезные биологические функции за счет производства витаминов и короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) (Kasubuchi et al., 2015). Нарушение баланса между хозяином и микробным сообществом может нарушить этот гомеостаз и в конечном итоге привести к ряду заболеваний. Следовательно, лучшее понимание механистических ролей, которые микробиота кишечника играет в регуляции метаболических и иммунологических функций хозяина, предоставит полезную информацию о сложных взаимоотношениях между хозяином и кишечником.

Антибиотики используются в качестве полезного инструмента для управления микробиомом кишечника, поскольку они не только изменяют структуру микробных сообществ хозяина, но и их функцию в кишечнике (Ferrer et al., 2017). Следовательно, антибиотики дают хорошее представление о потенциальной причине изменений, зависящих от микробиоты, и помогают нам лучше понять перекрестные помехи между хозяином и микробиомом. Чтобы изучить роль антибиотика на микробной функции кишечника хозяина, в предыдущих исследованиях использовались различные антибиотики, в том числе антибиотики широкого спектра действия или коктейли антибиотиков, которые нацелены как на грамотрицательные, так и на грамположительные бактерии (Rodrigues et al., 2017; Strzepa et al., 2017), моноантибиоз, специфичный для грамположительных (Mikkelsen et al., 2015) или грамотрицательных бактерий (Oh et al., 2014). Кроме того, было подтверждено, что вызванные антибиотиками изменения микробиоты кишечника связаны с толерантностью к глюкозе (Rodrigues et al., 2017), массой тела и ростом костей (Mikkelsen et al., 2015) и разнообразием микробиома кишечника (Nobel и др., 2015). Однако меньше внимания уделяется влиянию различных видов использования антибиотиков на микробную функцию кишечника хозяина.

Антибиотики, обычно назначаемые при инфекциях, также могут воздействовать на комменсальную микробиоту. Из-за различных механизмов уничтожения или подавления роста бактерий антибиотики могут по-разному влиять на состав и численность кишечных бактерий. Например, постоянное использование ампициллина в терапевтических дозах вызывает микробный дисбактериоз и вызывает усиленное производство NF-κB в тканях толстой кишки модели мышей (Shi et al., 2018). Коктейли с антибиотиками, состоящие из ванкомицина, неомицина, ампициллина и метронидазола, могут вызывать огромные изменения разнообразия кишечной микробиоты и уменьшать тяжесть аутоиммунного увеита за счет увеличения Treg, а также снижения эффекторных Т-клеток и цитокинов в кишечнике и внекишечных тканях (Nakamura et al. al., 2016).

Микробиота кишечника и связанные с ней метаболиты имеют решающее значение для иммунного ответа хозяина (Kim et al., 2016). Однако мало что известно о взаимодействии микробиоты, их метаболитов и соответствующих воспалительных реакциях в кишечнике. Более того, еще предстоит изучить, как микробиота и их метаболиты влияют на иммунитет хозяина. Таким образом, в текущем исследовании, обрабатывая мышей тремя различными антибиотиками, включая антибиотик широкого спектра действия, анти-грамположительный и анти-грамотрицательный бактериальный антибиотик, мы стремились: (i) изучить изменения в микробиоте кишечника, вызванные различными антибиотиками, (ii) обнаруживать следующие метаболические сдвиги микробиоты кишечника, (iii) исследовать чередование воспалительных реакций, особенно экспрессию ключевых цитокинов в толстой кишке, (iv) определять аналогичные или специфические изменения, вызванные разными антибиотиками на трех вышеперечисленных уровнях и (v), что наиболее важно, точно определить основные взаимодействия между микробиотой, их метаболитами и иммунитетом хозяина.Полученные результаты обеспечат важную основу для клинической значимости микробиома для здоровья и болезней человека.

Материалы и методы

Заявление об этике

Эксперименты на животных были одобрены и проведены в соответствии с руководящими принципами, установленными Организацией по уходу за животными и комитетами по этике животных Столичного медицинского университета.

Мыши и лечение антибиотиками

Трехнедельные самки мышей C57BL / 6, приобретенные в Академии военных медицинских наук, Пекин, Китай, были помещены в помещение для животных Столичного медицинского университета на 1 неделю для акклиматизации окружающей среды.Мышей случайным образом разделили на четыре группы ( n = 5 на группу лечения), и им давали один антибиотик или не давали никакого антибиотика в течение 3 недель для создания измененного микробиома. Антибиотики вводили с питьевой водой в следующих концентрациях: энрофлоксацин (0,27 мг / мл) (Strzepa et al., 2017), ванкомицин (0,5 мг / мл) и сульфат полимиксина B (0,1 мг / мл) (Oh et al. , 2014). Контрольные мыши получали только стерилизованную воду. Емкости для воды меняли один раз в день для подачи свежих антибиотиков. Во время лечения еженедельно контролировали массу тела каждого животного.Фекальные гранулы от отдельной мыши собирали на исходном уровне и через 3 недели. В конце эксперимента (3 неделя) всех мышей из четырех групп умерщвляли и вырезали толстую кишку. Все образцы либо фиксировали в формалине, либо мгновенно замораживали и хранили при -80 ° C до обработки. Дизайн исследования показан на рисунке 1А.

Рисунок 1 . Хронология и результаты веса тела экспериментальной процедуры. (A) График экспериментальной процедуры на мышах C57BL / 6, которым вводили различные антибиотики. (B) Изменения отношения массы тела по отношению к соответствующим значениям в предварительно обработанные моменты времени. (C) Скорости роста в группах, получавших антибиотики, выражены как процентное отличие от контроля. Значения выражены как среднее ± стандартная ошибка. ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

Окрашивание гематоксилином-эозином толстой кишки

Мышей умерщвляли на третьей неделе после лечения антибиотиками. Удален дистальный отдел толстой кишки и промыт 0.9% физиологический раствор. Ткань толстой кишки на 1 см проксимальнее слепой кишки вырезали, а затем часть ее фиксировали в 4% формалине и заливали парафином для окрашивания гематоксилином и эозином (HE). Окрашенные срезы наблюдали и фотографировали под световым микроскопом (с увеличением 200х).

Экспрессия генов цитокинов в толстой кишке

Остальные части ткани толстой кишки хранили в сухом виде при -80 ° C. Тотальную РНК экстрагировали с использованием набора RNAprep Pure Tissue Kit (Tiangen) в соответствии с инструкциями производителя.Суммарную РНК количественно оценивали с помощью Nanodrop 2000 (Thermo Fisher Scientific Inc) и 1 мкг общей РНК подвергали обратной транскрипции в кДНК с использованием EasyScript First-Strand cDNA Synthesis SuperMix (Transgen Biotech). qRT-PCR выполняли с использованием TransStart Top Green qPCR SuperMix (Transgen Biotech). Ген провоспалительных цитокинов ( IFN- γ, TNF- α, IL-1 β и IL-6 ), противовоспалительных ( IL-4, IL-10 ) и Были проанализированы эффекторные цитокины клетки Th27 ( IL-17, и IL-23, ).Были сконструированы праймеры, и их последовательности показаны в дополнительной таблице 1. Все результаты для генов-мишеней были нормализованы для гена домашнего хозяйства GAPDH в качестве эндогенного контроля. Реакции проводили на Applied Biosystems 7,500, используя следующий протокол: 94 ° C в течение 30 с, 40 циклов по 5 с при 94 ° C, 15 с при 58 ° C, 10 с при 72 ° C. Результаты были проанализированы с использованием 2 методов ^−ΔΔCt.

Экстракция ДНК фекальных бактерий и секвенирование гена 16S рРНК

ДНК фекальных бактерий от отдельной мыши экстрагировали с использованием мини-набора QIAamp DNA Stool Mini, следуя инструкциям производителя (Qiagen).ДНК определяли количественно, и 1 нг очищенной ДНК использовали в качестве матрицы для амплификации ПЦР. Область V4 гена 16S рРНК амплифицировали с использованием универсальных праймеров (515 F и 806 R). Ампликоны со штрих-кодом из всех образцов были нормализованы, объединены для создания библиотеки секвенирования, а затем секвенированы с помощью Illumina Miseq для генерации парных считываний 250 нт.

Необработанные спаренные файлы последовательностей гена 16S рРНК сначала были обрезаны для удаления оснований с высокой вероятностью ошибки (> 0,01) и объединены с использованием FLASH (версия 1.2.7). Затем предварительно обработанные данные были проанализированы с использованием программного пакета QIIME (версия 1.9.1) (Caporaso et al., 2010). Операционные таксономические единицы (OTU) были сгруппированы с 97% сходством последовательностей с использованием UPARSE (версия 7.0.1001). Нормализованные таблицы OUT использовались для анализа разнообразия и статистического анализа. Биоразнообразие образцов (альфа-разнообразие) рассчитывалось с помощью индексов Чао 1 и Шеннона. Сходство между образцами (бета-разнообразие) рассчитывалось с помощью взвешенного UniFrac. Кластерный анализ подобия Кертиса был использован для выполнения анализа главных координат (PCoA).

Метаболомический анализ

Метаболические соединения в образцах фекалий были выделены с использованием ранее описанного метода с небольшими модификациями (Ng et al., 2012). Вкратце, 40 мг фекалий встряхивали с 1 мл холодного метанола в течение 1 мин с последующей обработкой ультразвуком в ледяной воде в течение 10 мин. Супернатанты переносили во флаконы для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и сушили в течение 2 часов в SpeedVac с последующей дериватизацией метоксиамин-HCl и N, O-бис (триметилсилил) трифторацетамидом (BSTFA).После инкубирования при 37 ° C в течение 90 минут дериватизированные образцы центрифугировали при 12000 об / мин в течение 10 минут. Затем супернатанты вводили (1 мкл) в ГХ-МС Agilent, работавшую в режиме полного сканирования. Инжектор был установлен на 280 ° C, линия передачи на 150 ° C и источник ионов на 230 ° C. Первоначальная температура печи была установлена на 60 ° C, увеличиваясь со скоростью 60 ° C / мин в течение 2 минут, а затем повышая со скоростью 10 ° C / мин до 300 ° C. Масс-спектрометр был настроен на сканирование в диапазоне м / z 35–750.

XCMS использовался для сбора пиков, выравнивания и извлечения интенсивностей пиков. Одномерный статистический анализ был проведен с использованием SPSS v.17, где был проведен парный t -тест для сравнения интенсивностей метаболитов между инфицированными и неинфицированными группами, и p ≤ 0,05 считали статистически значимым. Дискриминантный анализ методом частичных наименьших квадратов (PLS-DA) использовался для сравнения профилей метаболомики между контрольной и обработанной свинцом группами. Молекулярные особенности со значительными изменениями ( p <0.05 и кратное изменение> 1,5 или <0,667) были идентифицированы с использованием стандартной справочной базы данных Национального института стандартов и технологий (NIST) и произведены поиск в базе данных KEGG для получения информации о путях.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился с тестами с использованием программного пакета SPSS. Двусторонний тест Стьюдента t и непараметрический тест Краскела-Уоллиса использовали, соответственно, для сравнения данных нормального или аномального распределения между контрольными мышами и мышами, обработанными антибиотиками.Коэффициенты ранговой корреляции Спирмена (двусторонний критерий) были рассчитаны для анализа совместной встречаемости. Значение p 0,05 или меньше считалось статистически значимым.

Результаты

Влияние лечения антибиотиками на показатели роста и фенотип кишечника

Лечение антибиотиками не повлияло на среднюю массу тела мышей по сравнению с контрольными мышами (все p > 0,05 в каждый момент времени (рисунки 1B, C). Через 3 недели у мышей, получавших ванкомицин, наблюдалось выраженное увеличение слепой кишки. объем (рис. 2А).Гистопатологические результаты показали, что никаких изменений структуры толстой кишки у мышей, леченных антибиотиками, обнаружено не было (рис. 2В).

Рисунок 2 . Влияние лечения антибиотиками на объем слепой кишки и гистологические срезы толстой кишки. (A) Объем слепой кишки мышей после лечения антибиотиками в течение 3 недель. (B) Патология тканей толстой кишки (окраска HE, × 200). ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

Влияние антибиотиков на медиаторы воспаления в толстой кишке мыши

Чтобы изучить влияние микробиоты кишечника на воспаление кишечника у мышей, мы проанализировали экспрессию ассоциированных с воспалением цитокинов на уровне мРНК (рис. 3).Примечательно, что лечение всеми тремя антибиотиками значительно усиливало экспрессию генов провоспалительного IFN- γ, TNF- α, IL-1 β и IL-6 (все p <0,05) , особенно после лечения энрофлоксацином. Сходные тенденции были обнаружены в противовоспалительном IL-4 и эффекторных цитокинах Th27 клеточной субпопуляции IL-17 и IL-23 ( P <0,05). Экспрессия гена противовоспалительного IL-10 также была повышена в группе лечения тремя антибиотиками ( P <0.05), тогда как сульфат полимиксина B, по-видимому, имел более сильное воздействие. Когда сравнивали экспрессию IFN- γ / IL-4 , соотношение оказалось выше в группе, обработанной энрофлоксацином, чем в контрольной группе (2,39 против 1,00), что свидетельствует о повышенном ответе клеток Th2, чем Th3. Однако такой разницы не было обнаружено в группах, получавших ванкомицин и сульфат полимиксина B (дополнительный рисунок 1).

Рисунок 3 . Изменения экспрессии генов различных воспалительных цитокинов, определяемые на уровне мРНК толстой кишки.ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

Микробные изменения после лечения антибиотиками

Состав микробиоты исследовали путем секвенирования гена 16S рРНК из фекальных гранул. Всего 1750381 считывание последовательности 16S рРНК V4 из 20 образцов после лечения антибиотиками, при этом для последующего анализа использовалось в среднем 87 519 считываний (в диапазоне от 69 542 до 99 694 считывания на образец). Микробиом кишечника мышей в разных группах был сходным до лечения антибиотиками (дополнительный рисунок 2).Тем не менее, ванкомицин снизил показатели видового богатства и разнообразия по сравнению с контрольной группой, что отражено статистическими различиями в индексах Чао 1 и Шеннона. У мышей, получавших энрофлоксацин, было обнаружено снижение видового разнообразия кишечной микробиоты. Однако по сравнению с контролем сульфат полимиксина B не влиял ни на показатели видового богатства, ни на показатели разнообразия (рисунки 4A, B). Результат PCoA показал, что мыши, получавшие ванкомицин и энрофлоксацин, показали разделение по составу микробиоты как из группы, получавшей сульфат полимиксина B, так и из контрольной группы (фиг. 4C).

Рисунок 4 . Влияние лечения антибиотиками на разнообразие состава кишечной микробиоты. (A, B) Индексы Чао 1 и Шеннона образцов кала в контрольной и трех группах лечения антибиотиками. (C) Анализ основных координат образцов кала в контрольной и трех группах лечения антибиотиками с помощью кластерного анализа сходства Curtis. * p <0,05 по сравнению с контролем и группами PMB; **** p <0,0001 по сравнению с другими тремя группами.ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

На уровне филума Bacteroidetes и Firmicutes были наиболее преобладающим филумом у мышей без лечения антибиотиками, составляя 59,3 и 37,1% от общего числа последовательностей соответственно. После 3 недель лечения ванкомицином, по сравнению с контрольной группой, значительно увеличилось количество бактерий, принадлежащих к типу Proteobacteria (52,1 против 1.7%, P = 0,0002), а также филум Tenericutes (12,2 против 0,4%, P = 0,0009), при одновременном снижении на Bacteroidetes (5,5 против 59,3%, P <0,0001), Firmicutes (10,4 против 37,1%, P = 0,0009), Melainabacteria (0,06 против 0,2%, P = 0,03). Обработка энрофлоксацином и сульфатом полимиксина B не вызвала заметных изменений в составе фекальной микробиоты на уровне филума, и не было обнаружено значительных различий в численности бактерий между обработанными группами и контрольной группой (все P > 0.05) (Рисунки 5A, C).

Рисунок 5 . Таксономические графики, показывающие относительную численность в различных группах после 3 недель лечения. (A) Средний таксономический состав на уровне филума в каждой группе. (B) Средний таксономический состав на уровне семьи в каждой группе. (C) Таксономический состав на уровне филумов у каждой мыши. (D) Таксономический состав на уровне семьи у каждой мыши. ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

Когда анализ проводился на более низких таксономических рангах, более значительные изменения были выявлены в некоторых других таксонах. На семейном уровне после 3 недель лечения ванкомицином увеличение численности бактерий было выявлено у Enterobacteriaceae (45,7 против 0,6%, P <0,0001), Akkermansiaceae (19,1 против 0,7%, P = 0,06), Anaeroplasmataceae (12,2 против 0,2%, P = 0,0008), Burkholderiaceae (4.1 по сравнению с 0,6%, P = 0,0004), и снижение численности у Muribaculaceae (3,5 против 43,8%, P = 0,0001), Lachnospiraceae (3,6 против 25,3%, P = 0,002), Ruminococcaceae (4,8 против 10,4%, P = 0,0001), Prevotellaceae (0,9 против 9,1%, P = 0,004), Rikenellaceae (0,7 против 4,6%, P = 0,003) и Bacteroidaceae (0,3 против 1,0%, P = 0,01). Относительно более слабая модификация была индуцирована энрофлоксацином у трех членов семейства с низкой численностью, включая Prevotellaceae (3.4 против 9,1%, P = 0,04), Rikenellaceae (0,9 против 4,6%, P = 0,005) и Bacteroidaceae (3,6 против 1,0%, P = 0,04). Однако не было обнаружено значительных различий в численности бактерий между группами, получавшими сульфат полимиксина B, и контрольной группой ( P > 0,05) (Фигуры 5B, D). Значительное изменение численности бактерий также было обнаружено в группе, получавшей ванкомицин, на уровне рода (дополнительный рисунок 3).

Метаболические изменения после лечения антибиотиками

Жирные кислоты и другие метаболиты были исследованы с помощью нецелевого анализа GC-MS.По сравнению с контрольной группой, значительная тенденция разделения наблюдалась в группе, получавшей ванкомицин ( R ² = 0,86, Q ² = 0,48), а также в группе, получавшей энрофлоксацин ( R ² = 0,95, Q ² = 0,75). Относительно более слабая тенденция разделения наблюдалась между группой, обработанной сульфатом полимиксина B, и контрольной группой ( R ² = 0,86, Q ² = 0.2) (Рисунки 6A – C). Как показано на Фигуре 6D, в общей сложности 54 различительных метаболита было обнаружено между группами лечения антибиотиками и контрольной группой, и 39 из них были активированы. Подробная информация об идентифицированных метаболитах показана в дополнительной таблице 2. Среди них пять метаболитов были классифицированы как длинноцепочечные жирные кислоты (LCFA). Кроме того, в группе, обработанной ванкомицином, наблюдался более высокий уровень гексановой кислоты, относящейся к SCFA, по сравнению с контролем (24.82 ± 5,51 против 12,37 ± 3,14, P = 0,08) (рисунок 7).

Рисунок 6 . Профиль метаболизма антибиотиков на мышах. (A – C) Графики оценки PLS-DA образцов фекалий мышей, соответственно, для энрофлоксацина (ENR), ванкомицина (VAN) и сульфата полимиксина B (PMB). (D) Различные метаболиты, выбранные с помощью анализа ГХ-МС.

Рисунок 7 . Влияние антибиотиков на микробные метаболиты в образцах фекалий мышей.Значения выражены как среднее ± стандартная ошибка. ENR, энрофлоксацин; ВАН, ванкомицин; PMB, сульфат полимиксина B; КОН, контрольная группа.

Различные химические метаболиты были дополнительно проведены с анализом путей с использованием базы данных KEGG PATHWAY. Используя пороговое значение p , равное <0,05, и порог импакт-фактора> 0, мы заметили, что метаболические изменения, вызванные энрофлоксацином, были в основном обогащены путем метаболизма валина, лейцина и изолейцина, а также метаболизма бета-аланина. факторы 0.67 и 0,44 соответственно (рис. 8А). Метаболические изменения, вызванные ванкомицином, были в основном обогащены метаболизмом бета-аланина и метаболизмом аланина, аспартата и глутамата с импакт-факторами 0,44 и 0,31, соответственно (рис. 8B). 3 различительных метаболита, обнаруженные в группе, получавшей сульфат полимиксина B, были в основном обогащены метаболизмом глицеролипидов и метаболизмом глицерофосфолипидов с импакт-факторами 0,03 и 0,07 соответственно (фиг. 8C).

Рисунок 8 .Факторы воздействия путей, рассчитанные с помощью анализа путей KEGG. Основные метаболические пути, по которым измененные метаболиты между группой, получавшей антибиотики, и контрольной группой обогащались, были показаны на основе значения p- и импакт-фактора. (A) Основные метаболические пути обогащения измененных метаболитов между группой энрофлоксацина (ENR) и контрольной группой. (B) Основные метаболические пути обогащения измененных метаболитов между группой ванкомицина (VAN) и контрольной группой. (C) Основные метаболические пути обогащения измененных метаболитов между группой сульфата полимиксина B (PMB) и контрольной группой.

Корреляции между кишечным микробиомом и метаболомом

Оценка сосуществования таксонов показала, что в кишечном микробиоме контрольных мышей существовало одновременное появление / совместное исключение микробных таксонов. Как показано на рисунке 9A, отрицательная корреляция присутствовала в контрольной группе между семейством Muribaculaceae и Ruminococcaceae , а также между Rikenellaceae и Lachnospiraceae (все p <0.05). Rikenellaceae показал положительную корреляцию с семейством Bacteroidaceae . Однако после лечения мышей антибиотиками наблюдаемая выше корреляция нарушилась. Изменения в совместной встречаемости / совместном исключении микробных таксонов различались в трех группах антибиотиков (Рисунки 9B – D).

Рисунок 9 . Ковариация между членами фекальной микробиоты. Индивидуальное значение P было показано внутри каждого квадрата, и было указано только существенное различие.Красный цвет значения P указывает на отрицательную корреляцию, тогда как зеленый цвет на положительную корреляцию. (A-D) Ковариация между членами фекальной микробиоты, соответственно, для контрольной группы, группы энрофлоксацина, ванкомицина и полимиксина B сульфата.

Чтобы подтвердить взаимосвязь между составом микробиоты кишечника и концентрацией метаболитов, был проведен корреляционный анализ (рис. 10). Среди 21 перекрывающегося метаболита, который был идентифицирован в группах, получавших лечение антибиотиками, большинство отличительных метаболитов связаны с численностью микробиоты.Например, как сообщалось выше, численность Rikenellaceae и Prevotellaceae была снижена как энрофлоксацином, так и ванкомицином, и, следовательно, сокращение этих семейств может, в свою очередь, привести к снижению продукции 13 метаболитов. Мы также обнаружили, что один LCFA, пентадекановая кислота, отрицательно коррелировал с Enterobacteriaceae , а положительно коррелировал с Rikenellaceae и Prevotellaceae .

Рисунок 10 .Ковариация между количеством видов бактерий и количеством метаболитов. Индивидуальное значение P было показано внутри каждого квадрата, и было указано только существенное различие. Красный цвет значения P указывает на отрицательную корреляцию, тогда как зеленый цвет на положительную корреляцию.

Обсуждения

Бактериальная колонизация кишечника при рождении, а также эволюция и развитие после рождения имеют решающее значение для правильного развития иммунной системы хозяина.Микробиота кишечника постоянно подает соответствующие сигналы иммунным клеткам, которые помогают поддерживать устойчивый иммунологический статус и служат барьером против патогенов (Zárate-Bladés et al., 2016). Хорошо известно, что разнообразие, функциональная способность и возрастная динамика микробиома кишечника связаны с различными заболеваниями, от локализованных гастроэнтерологических нарушений до системных заболеваний, таких как аутоиммунные заболевания (Vatanen et al., 2016) и диабет (Qin et al. др., 2012). Однако в настоящее время очень мало усилий сосредоточено на изучении основных механизмов изменения микробиома кишечника на метаболом кишечных бактерий.Поэтому в этом исследовании мы создали модели мышей, леченных антибиотиками, и провели исследовательское исследование того, как эти антибиотики изменяют кишечное микробное сообщество и метаболизм, а также их влияние на иммунный статус хозяина и барьерную функцию кишечника.

Предыдущие исследования показали, что нарушение микробиоты, вызванное антибиотиками, сопровождалось модуляцией воспалительного состояния организма-хозяина. Например, у мышей с дисбактериозом, индуцированным ампициллином в терапевтических дозах, наблюдалась повышенная продукция IFN-γ и снижение секреторного IgA в толстой кишке (Shi et al., 2018). Модификации микробиоты при лечении ванкомицином могут сильно повлиять на иммунные клетки собственной пластинки (Candon et al., 2015). В соответствии с этим мы обнаружили в настоящем исследовании, что после лечения энрофлоксацином, ванкомицином или сульфатом полимиксина B у всех мышей наблюдалось изменение экспрессии цитокинов в толстой кишке. Но степень и тип изменений в трех вариантах лечения различались. Мыши, получавшие энрофлоксацин, по-видимому, имели повышенный ответ Th2 в толстой кишке. Однако такой разницы не наблюдалось у мышей, получавших ванкомицин или сульфат полимиксина B.Однако эти различные виды лечения антибиотиками не влияли на массу тела животного, что позволяет предположить, что наблюдаемая модуляция иммунологического ответа не является результатом побочных эффектов, связанных с лечением антибиотиками. Чтобы изучить основные механизмы измененных иммунологических ответов в кишечнике, были дополнительно проанализированы состав микробиоты и метаболизм.

В этом исследовании для создания моделей мышей использовали три вида антибиотиков, включая антибиотик широкого спектра действия энрофлоксацин, грамположительный бактерицидный антибиотик ванкомицин и грамотрицательный бактерицидный антибиотик полимиксин B сульфат.Эти антибиотики по-разному действуют на мышей. Согласно нашим результатам результатов 16S, у мышей, получавших энрофлоксацин, было обнаружено снижение видового разнообразия кишечной микробиоты, снижение численности Prevotellaceae и Rikenellaceae и увеличение численности Bacteroidaceae . В соответствии с предыдущими исследованиями, лечение ванкомицином вызывало значительные изменения бактериального состава и богатства. Относительная численность десяти семейств с наибольшей численностью изменилась после 3 недель обработки.Однако между группами, получавшими сульфат полимиксина B, и группой, получавшей воду, не было обнаружено значительных различий. В соответствии с обнаружением бактериального состава и богатства, метаболический статус микробиоты у мышей, получавших энрофлоксацин или ванкомицин, значительно отличался от контрольных мышей, тогда как большинство метаболитов, обнаруженных у мышей, получавших сульфат полимиксина B, было сходным с контрольной группой. Что касается профилей экспрессии цитокинов, значительно более сильный ответ Th2 наблюдался только у мышей, получавших энрофлоксацин, но не у мышей, получавших ванкомицин.Однако баланс Th2 / Th3, как показывают профили экспрессии цитокинов, оставался стабильным у мышей, получавших сульфат полимиксина B.

Некоторые изменения, обнаруженные в наших исследованиях, согласуются с предыдущими исследованиями. После лечения энрофлоксацином были обнаружены значительные изменения в экспрессии цитокинов, в том числе более высокие уровни IFN-γ и IL-17A у мышей модели артрита (Dorozynska et al., 2014) и более высокие уровни TNF-α, IL-1β в моделях цыплят ( Wisselink et al., 2017). У мышей, получавших ванкомицин, наблюдались измененные профили воспалительных цитокинов в подвздошной кишке и печени (Jena et al., 2017), а также повышение уровня Treg-клеток в собственной пластинке подвздошной и толстой кишки (Candon et al., 2015). Аналогичным образом, более тяжелая слепая кишка и резкое изменение бактериального сообщества были обнаружены в кале мышей, получавших ванкомицин (Tulstrup et al., 2015). Примечательно, что анаэробная бактериальная нагрузка увеличилась с меньшим разнообразием и видовым богатством, что характеризовалось уменьшением филума Firmicutes и увеличением Proteobacteria (Tulstrup et al., 2015). В модели мышей, обработанной полимиксином B, экспрессия в печени и подвздошной кишке гена IL-1 β и IL-6 была снижена (Jena et al., 2017).

Основываясь на результатах нашего исследования и ранее опубликованных исследований, мы можем сделать вывод, что различия в составе и функции кишечных микробных сообществ могут вносить вклад в индивидуальные вариации цитокиновых ответов на микробные стимуляции у хозяина. Компоненты кишечных бактерий взаимодействуют со слизистой оболочкой и системной иммунной системой через специфический путь и цитокины. Например, одно исследование выявило паттерны взаимодействия микробиом-цитокин между Odoribacter splanchnicus и родом Bilophila и продукцию TNF-α (Schirmer et al., 2016). Кроме того, распознавание бактериями зависит от рецепторов распознавания трансмембранного паттерна, включая структурно гомологичные toll-подобные рецепторы (TLR) и семейство внутриклеточных NOD-подобных рецепторов (NLR). Взаимодействие между IL-10 и TLR2 играет важную роль в поддержании нормального гомеостаза эпителиальных клеток во взаимодействии с комменсальными кишечными бактериями (Ruiz et al., 2006).

Один механизм, лежащий в основе взаимодействия микробиом-цитокин, может быть опосредован метаболитами, происходящими из кишечной микробиоты.Сообщалось, что микробные метаболические процессы оказали сильное влияние на продукцию цитокинов (Moffett and Namboodiri, 2003; Nowak et al., 2012). Schirmer et al. подтвердили, что производство TNF-α и IFN-γ в крови связано со специфическими микробными метаболическими путями, включая метаболизм пальмитолеиновой кислоты и разложение триптофана до триптофола (Schirmer et al., 2016). Известно, что жирные кислоты также играют важную роль в иммунитете хозяина, включая поддержание целостности эпителиальных клеток, функций врожденного иммунитета, Schauber et al.(2003). В этом исследовании продукция трех ЖКДК, включая пентадекановую кислоту, гексадекановую кислоту и тетрадекановую кислоту, была значительно снижена в группах, получавших антибиотики. Среди них пентадекановая кислота и тетрадекановая кислота были связаны с обилием кишечной микробиоты. Как правило, LCFAs, обнаруживаемые в кишечнике, происходят либо в результате липолиза пищевых жиров, либо в результате синтеза жирных кислот хозяина / бактерий (Niot et al., 2009). Некоторые LCFA с нечетным числом атомов углерода, такие как пентадекановая кислота и гептадекановая кислота, могут продуцироваться только бактериями (Kumagai et al., 2012). Похоже, что гиперактивный бактериальный синтез LCFA и высокий уровень внутрипросветной LCFA был обусловлен увеличением численности родов Prevotella, Lactobacillus и Alistipes (Zhao et al., 2018). В нашем исследовании пентадекановая кислота положительно коррелирует с семейством Prevotellaceae и Rikenellaceae . Более того, у мышей, получавших энрофлоксацин, наблюдалось снижение численности Prevotellaceae и Rikenellaceae , снижение концентрации пентадекановых кислот и повышение продукции TNF-α.Этот вывод согласуется с результатом, полученным Debierre-Grockiego et al. в котором четыре LCFAs, включая пентадекановую, миристиновую, пальмитиновую и пальмитолеиновую кислоты, могут ингибировать гликозилфосфатидилинозитол-индуцированную продукцию TNF-α макрофагами (Debierre-Grockiego et al., 2006). Однако мы не обнаружили такой корреляции в концентрациях миристиновой, пальмитиновой или пальмитолеиновой кислот с производством TNF-α в нашем исследовании, что позволяет предположить, что эти четыре LCFAs могут не выполнять ту же функцию в модели на животных и необходимы дальнейшие проверки.

Результаты, полученные в этом исследовании, подтверждают гипотезу о том, что вызванные антибиотиками изменения в микробиоте кишечника могут вносить вклад в воспалительные реакции через изменения метаболического статуса. Однако следует иметь в виду, что микробиом кишечника представлен функцией совместного возникновения / совместного исключения в виде сети.

В исследовании были некоторые ограничения. Во-первых, количество мышей, включенных в каждую группу, было ограничено, поэтому результаты следует интерпретировать с осторожностью.Во-вторых, мыши, использованные в этом исследовании, были четырехнедельными, а не взрослыми мышами, поэтому могут быть некоторые индивидуальные различия в микробиоме, изученном между мышами. Однако средняя относительная численность в разных группах мышей до лечения антибиотиками была сходной на уровне филумов. В-третьих, изменение состава и функции микробиоты кишечника зависит от классов и доз используемых антибиотиков, а также от пути и продолжительности введения антибиотиков (Lange et al., 2016).В этом исследовании мы использовали пероральный прием антибиотиков в течение 3 недель. Последующий анализ не проводился для проверки восстановления измененной микробиоты. В-четвертых, основной механизм взаимодействия хозяина и микробиоты не исследуется в настоящем исследовании. Для раскрытия механизма (ов) необходимы дальнейшие исследования.

В заключение, наше исследование показало, что трехнедельное введение антибиотика индуцировало повышенную экспрессию многих цитокинов в толстой кишке мышей, предполагая, что может иметь место прямое взаимодействие между антибиотиками и тканью хозяина.Кроме того, разные используемые антибиотики могут оказывать различное воздействие на модели мышей. Антибиотик широкого спектра действия энрофлоксацин оказывал более сильное влияние на цитокиновый ответ в толстой кишке. Ванкомицин может вызывать значительные изменения в составе и метаболическом профиле микробиоты кишечника. По сравнению с энрофлоксацином и ванкомицином, сульфат полимиксина B оказывал самое слабое действие. Наблюдаемые различия в составе и функции кишечных микробных сообществ могут вносить вклад в индивидуальные вариации цитокиновых ответов на микробные стимуляции у хозяина.Наше исследование дает новое понимание сложной сети, которая объединяет различные взаимодействия между кишечной микробиотой, метаболическими функциями и иммунитетом хозяина.

Заявление об этике

Авторские взносы

LS и QH задумали и разработали исследование. LS, XZ, YZ, KZ, QX, NC, ZC, NZ и JZ проводили эксперименты.LS и QH проанализировали данные и написали рукопись. Все авторы просмотрели и одобрили окончательную рукопись.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа частично поддержана Национальной программой НИОКР по ключевым технологиям на 13-ю пятилетку (2017ZX10202101-004).

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2019.00099/full#supplementary-material

Список литературы

Candon, S., Perez-Arroyo, A., Marquet, C., Valette, F., Foray, A.P, Pelletier, B., et al. (2015). Антибиотики в раннем возрасте изменяют микробиом кишечника и увеличивают заболеваемость в спонтанной мышиной модели аутоиммунного инсулинозависимого диабета. PLoS ONE 10: e0125448. DOI: 10.1371 / journal.pone.0125448