Антибиотики немедицинского назначения

Антибиотики или антибиотические вещества - это продукты обмена микроорганизмов, способные избирательно подавлять рост или убивать бактерии, микроскопические грибы, вирусы и др., а также задерживать или полностью подавлять развитие некоторых злокачественных новообразований.

Образование антибиотиков - одна из форм проявления антагонизма. К настоящему времени известно более 3000 антибиотических веществ, однако практическое применение нашли около 150. Несмотря на большое число открытых антибиотиков, до настоящего времени нет их общепризнанной классификации. Делались попытки классифицировать антибиотические вещества по признаку происхождения, т. е. различали антибиотики, образуемые бактериями, микроскопическими грибами, актиномицетами и т. д. Однако было обнаружено, что один и тот же антибиотик может продуцироваться различными микроорганизмами. Микроорганизмы, принадлежащие к одной группе, образуют самые разнообразные по химическому строению антибиотики.

Наиболее правильной многие исследователи считают классификацию, основанную на химическом строении этих веществ. По этому признаку различают антибиотики ациклического, алициклического строения, хиноны, полипептиды и др.

По спектру биологического действия антибиотики делятся на несколько групп.

1. Антибактериальные антибиотики, обладающие сравнительно узким спектром действия, подавляют развитие различных грамположительных микробов (стафилококки, стрептококки, пневмококки и др.). К этой группе относятся пенициллин, эритромицин, грамицидин, бацитрацин и др. Антибактериальные антибиотики с широким спектром действия подавляют развитие как грамположительных, так и грамотрицательных микробов (кишечной палочки, дифтерии или брюшного тифа и др.). К этой группе относятся стрептомицин, хлоромицетин, тетрациклины, неомицин и др.

2. Противогрибковые антибиотики, действующие на микроскопические грибы, группа полиеновых антибиотиков (нистатин, гризеофульвин и ряд других).

3. Противоопухолевые антибиотики, действующие как на микроорганизмы, так и на опухолевые (раковые) клетки человека и животных, - актиномицины, митомицин С и др.

При взаимодействии с микробной клеткой антибиотик может вызывать определенные нарушения процесса ее жизнедеятельности.

Некоторые антибиотики (пенициллины, новобиоцин и некоторые другие) подавляют синтез оболочки бактериальной клетки в период размножения, другие (стрептомицин, полимиксин и др.) действуют на цитоплазматическую мембрану бактериальной клетки, изменяя ее проницаемость. Ряд антибиотиков является ингибиторами реакций обмена веществ микроорганизмов, связанных, в частности, с синтезом белка клетки (тетрациклины, эритромицины и др.).

Образование антибиотиков микроорганизмами - это процесс, обусловленный определенным характером обмена веществ, возникший и закрепленный в процессе эволюции организма.

Биосинтез антибиотиков - наследственная особенность организмов, проявляющаяся в том, что каждый вид способен образовывать один или несколько вполне определенных, строго специфичных для него антибиотических веществ. Характерной особенностью развития большинства микроорганизмов - продуцентов антибиотических веществ является двуфазность. В первой фазе развития культуры наблюдается интенсивное накопление биомассы продуцента, во второй - замедление накопления биомассы или даже ее уменьшение. В этот период происходит максимальное накопление антибиотика. В большинстве случаев максимум накопления антибиотика в среде наступает после максимума накопления биомассы.

Широко известно применение в медицине антибиотиков с бактерицидным и бактериостатическим действием, однако несмотря на интенсивное изучение механизма действия этих препаратов на бактериальную клетку для многих антибиотиков еще не установлено их влияние на обмен веществ в клетках бактерий.

В течение многих лет антибиотики используются как стимуляторы роста сельскохозяйственных животных, консерванты пищевых продуктов, средства борьбы с заболеваниями растений, а также для борьбы с посторонней микрофлорой в некоторых бродильных производствах.

Широкое использование антибиотиков в сельском хозяйстве основано на их способности подавлять развитие болезнетворных микроорганизмов и тем самым снижать заболеваемость и смертность, а также ускорять рост и развитие животных и птиц.

Применение антибиотиков в птицеводстве за период выращивания позволяет получить дополнительный привес 200-250 г на каждого цыпленка и до 350 г на каждого утенка. При добавлении антибиотиков в корм кур-несушек резко увеличивается их яйценоскость: от 1000 кур можно получить дополнительно до 15 тыс. яиц в год. От применения антибиотиков в свиноводстве дополнительный прирост массы при откорме составляет 100-120 ц от каждой тысячи животных, при этом расход кормов снижается на 5-10%.

Антибиотики для кормовых целей используют в рецептуре премиксов, в виде неочищенных препаратов, представляющих собой высушенную биомассу продуцента, которая помимо самого антибиотика содержит различные аминокислоты, ферменты, витамины группы В и другие ценные биологически активные вещества.

В различных странах вырабатывается несколько видов кормовых антибиотических добавок. Это препараты, содержащие либо собственно антибиотик, либо антибиотик с витамином В12. В качестве наполнителей для кормовых добавок используются, как правило, отруби, жмых и другие органические или неорганические вещества.

Антибиотики, используемые в качестве кормовых добавок, как правило, отвечают следующим требованиям:

не используются в терапевтических целях и не вызывают перекрестной резистенции бактерий к антибиотикам, применяемым в медицине;
не всасываются или всасываются в очень незначительных количествах из пищевого тракта;
не изменяют своей структуры в организме;
не обладают антигенной природой, способствующей возникновению аллергии.

Одна из проблем, возникающих при длительном использовании антибиотиков в качестве кормовой добавки, - непостоянство получаемого положительного результата. От длительного применения одного и того же антибиотика эффективность его использования резко снижается. Для поддержания первоначального высокого эффекта действия от применения антибиотиков необходимо менять их или использовать смесь антибиотиков, по отношению к которой чувствительность микробов не изменяется или изменяется в меньшей степени. В настоящее время уже созданы антибиотические препараты, которые добавляют исключительно в корм животным. Предполагается, что использование таких препаратов позволит сохранять и поддерживать высокий ростовой эффект, а также устранит или уменьшит возможность возникновения антибиотикоустойчивых микроорганизмов.

В Советском Союзе в течение многих лет в животноводстве используются кормовые препараты на основе хлортетрациклина - биовит, с различным содержанием антибиотика. В настоящее время производство антибиотиков для животноводства базируется на препаратах немедицинского назначения, таких, как бацитрацин, гризин, гигромицин Б и др.

В последнее десятилетие антибиотики применяются как средство для борьбы с фитопатогенными болезнями, наносящими большой ущерб сельскому хозяйству. Источниками заражения фитопатогенными организмами растений, находящихся в полевых условиях, в садах или в теплицах и оранжереях, могут быть семена, посадочный материал, растительные остатки, почва.

Методы применения антибиотических веществ основаны на том, что вещество, нанесенное на поверхность листьев, ствола, семян или внесенное в почву, задерживает рост или убивает фитопатогенные микроорганизмы, находящиеся как на поверхности, так и внутри органов и тканей растений.

Препараты, применяемые для борьбы с фитопатогенными организмами, должны отвечать следующим требованиям: антибиотик должен быть активен против возбудителя заболевания, легко проникать в ткани растений, в применяемых дозах должен быть безвредным для растения, длительное время не инактивироваться, не терять антибиотической активности внутри тканей.

По литературным данным, более 30 различных антибиотиков были испытаны в качестве препаратов для борьбы с заболеваниями растений, вызываемыми фитопатогенными бактериями и микроскопическими грибами. Наиболее эффективным оказались препараты стрептомицина, гризеофульвина, тетрациклина и др.

Антибиотические вещества нашли широкое применение в консервной промышленности при сохранении свежего мяса, рыбы, птицы, при хранении сыров и молочных продуктов, фруктов и овощей. Применение антибиотиков при консервировании продуктов питания позволяет значительно снижать длительность термообработки последних, что дает возможность предотвращать разрушение витаминов, изменение вкусовых качеств, консистенции продукта и т. п., а также обеспечивать гибель клостридиальных и термофильных бактерий, устойчивых к нагреванию.

Наиболее эффективным антибиотиком при консервировании овощей зарекомендовал себя низин. Он подавляет развитие ряда термофильных бактерий, не токсичен для человека и позволяет уменьшить продолжительность термообработки продуктов в 2 раза.

Применение антибиотиков в животноводстве, растениеводстве, в пищевой и консервной промышленности тщательно контролируется соответствующими государственными организациями, чтобы предотвратить попадание незначительных концентраций антибиотиков с продуктами питания в организм человека и вызвать у него появление резистентных форм микроорганизмов.