Численними роботами дослідників установлено, що актиноміцети-антагоністи зустрічаються в різних природних субстратах, але більше всього їх у ґрунті (до декількох мільйонів у 1 г). У деяких ґрунтах можна знайти порівняно невелику кількість актиноміцетів, але майже усі вони виявляються антагоністами. Установлено, що в окультурених, добре угноєних ґрунтах зустрічається більше актиноміцетів-антагоністів, ніж у ґрунтах цілинною, бідних органічною речовиною, малородючих ґрунтах. Багато антагоністів було виявлено Н. А. Красильниковим у ґрунтах південних посушливих районів. Крім кліматичних і географічних умов, на вміст актиноміцетів-антагоністів у ґрунтах впливають також сезонність, рослинний покрив, мікробне населення, вологість, кислотність і тип ґрунту, забезпечення її киснем і багато інших факторів.

1.4 Механізм мікробного антагонізму

Механізми мікробного антагонізму різні. Механізм антагонізму різний і в багатьох випадках не зрозумілий. Найчастіше антагоністи діють на конкурентів продуктами обміну речовин, у тому числі антибіотиків, або витісняють їх унаслідок більш інтенсивного розмноження або переважно споживання їжі. Ще в 19 ст. неодноразово намагалися використовувати явище антагонізму для лікування хвороб, викликаних бактеріями, але не мали успіху, тому що працювали з неочищеними препаратами. Мікроби-антагоністи широко використовуються у виробництві антибіотиків.

Вони можуть бути зв'язані з конкуренцією за кисень і поживні речовини, зі зміною рН середовища убік, несприятливий для конкурента, і т.д. Одним з універсальних механізмів мікробного антагонізму є синтез хімічних речовин-антибіотиків, що пригнічують ріст і розмноження інших видів мікроорганізмів (бактеріостатична дія), або вбивають їх (бактерицидна дія).

Розділ 2 Антибіотики та їх використання

2.1 Роль антибіотиків у біоценозах

Однієї з характерних рис антибіотиків є вибірковість дії - кожен антибіотик діє на визначений набір видів мікроорганізмів, тобто має свій специфічний антимікробний спектр дії. Наприклад, актиноміцети, що належать до виду Act і nomyces streptomyc і n , пригнічують ріст грампозитивних і грамнегативних бактерій, мікобактерій, деяких видів дріжджів і грибів. Act і nomyces levor і s не пригнічує ріст бактерій, але пригнічує розвиток дріжджів, деяких дріжжоподібних організмів, міцеліальних грибів і т.д. Антимікробний спектр дії - один з таксономічних ознак у систематику актиноміцетів, що служать для розмежування видів. Вироблювані актиноміцетом антибіотики не пригнічують розвитку власної культури навіть у концентраціях, що у багато разів перевищують мінімальну концентрацію, яка пригнічує ріст інших мікроорганізмів.

Багато учених вважають, що здатність синтезувати антибіотики - корисне для виду пристосування, що виробилося і закріплене в процесі еволюції організмів. Продукування антибіотиків - один з факторів, що дає певні переваги мікроорганізму-антагоністу в боротьбі за існування в складних природних мікробних асоціаціях. Відповідно до іншої точки зору, антибіотики являють собою "елементи" обміну речовин у мікроорганізму, які не відіграють пристосувальної, еволюційної ролі. Ця точка зору розділяється З. Ваксманом, X. Лешевалье і деякими іншими закордонними дослідниками. Своє трактування вони обґрунтовують головним чином так, що, по-перше, антибіотики утворюються не всіма широко розповсюдженими мікробами; по-друге, антибіотики швидко інактивуються в ґрунті. Але продукування антибіотиків - лише одне з пристосувань, вироблене мікробами в боротьбі за існування. Антагонізм мікробів може обумовлюватися і рядом інших речовин, крім антибіотиків, а також пристосувальними механізмами, не зв'язаними з утворенням хімічних сполук. Усе це також може сприяти широкому поширенню мікробів, у яких не виявлена здатність синтезувати антибіотики. До цього ж варто додати, що в лабораторних умовах, коли той або інший актиноміцет вирощують ізольованно (поза природним мікробним співтовариством) на штучних поживних середовищах не завжди вдається виявити здатність до синтезу антибіотика. Тобто неактивні в лабораторних умовах штами актиноміцетів здатні до біосинтезу антибіотиків.

Що стосується другого доводу, то в літературі є численні дані, що свідчать про наявність антагонізму між мікробами в ґрунті, обумовленого виділенням антибіотиків. Ці дані підтверджені лабораторними досвідами на чистих культурах мікроорганізмів і перевірені в польових умовах. У мікрозонах, де є присутнім антибіотик (у ґрунті), він безумовно впливає на мікроби, що контактують з ним. Дійсно, у ґрунті відбувається процес руйнування антибіотиків як під впливом різних фізико-хімічних факторів (рН, наявність колоїдів і ін.), так і в результаті інактивації специфічними речовинами (ферментами), утвореними мікробами. Однак це не може бути доказом відсутності дії антибіотиків на мікроби в ґрунті. Інактивація антибіотиків мікроорганізмами - природна реакція живого організму на шкідливий вплив середовища.

У відповідь на вплив антибіотиків мікроорганізми виробляють різні форми захисту. У будь-якому випадку остаточний результат цієї взаємодії буде визначатися цілим рядом і таких факторів, як швидкість розмноження, інтенсивність утворення антибіотиків і інактивуючих речовин, здатність повніше використовувати речовини навколишнього середовища для життєдіяльності, ступінь стійкості до несприятливих фізико-хімічних умов існування і т.д.

Рис. 3. Колонії актиноміцетів, що утворюють антибіотики, на поверхні агаризованих поживних середовищ

Таким чином, антибіотики не можуть вважатися випадковими елементами обміну речовин мікробної клітини, не граючої пристосувальної ролі в боротьбі за існування.

2.2 Поняття про антибіотики

Антибіотики (лат. anti — проти і bios — життя) — це речовини мікробного, рослинного й тваринного походження, котрі мають високу протимікробну активність, в основі якої лежить принцип антагонізму. Антибіотики широко застосовують у медицині, а також у різних галузях народного господарства.

Ще в давні часи індіанці племені майя застосовували плісняву для лікування при ранах і захворюваннях кишок. У середні віки Ібн-Сіпа використовував плісняву при гнійних ранах. У 187t-p. терапевт В. О. Манассеїн відкрив пригнічення зеленою пліснявою мікроорганізмів у живильному середовищі Пастера, а дерматолог О. Г. Полотебнов застосував емульсію цієї плісняви для лікування при виразках та гнійних ранах. У 1877 р. у дисертації Н. В. Лебединськин вказав, що продукти, які запліснявіли, зменшу ють кількість мікроорганізмів у кишках. В 1877 р. Луї Пастер та Жубер відкрили принцип антагонізму мікроорганізмів, установивши загибель бацили сибірки в суміші з гноєтворною флорою. На основі вчення Л. Пастера про антагонізм мікроорганізмів 1. І. Мечніков показав, що культура молочнокислих бактерій гальмує розвиток гноєтворної флори кишок. У 1928 р. англійський вчений О. Флемінг відкрив антибіотик пеніцилін із плісняви Penicillium nodosum , очищений препарат якого було отримано у 1940 р. американськими вченими X. В. Флорі та Е. Б. Чейном. У Росії в 1942 р. пеніцилін було отримано із плісняви Penicillium crustosum З. В. Єрмольєвою, яка також налагодила його промисловий випуск. Виділення стрептоміцину із променистого гриба у 1944 р. пов'язано з ім'ям американського вченого З. Ваксмана.

Починаючи від зоолога Б. П. Токіна (1928), вчені займаються також речовинами рослинного походження — фітонцидами, які мають антибактеріальну дію. Сьогодні відомо понад 2000 препаратів антибіотиків.

Антибіотики класифікують за різними ознаками. За походженням:

1. Плісняві гриби (пеніциліни, цефалоридини та ін.).

2. Променисті гриби (стрептоміцин, левоміцетин, тетрациклін).

3. Бактерії (граміцидин).

4. Рослини (новоіманін).

За хімічним складом:

1. релактамні (група пеніциліну, цефалоспорину, монобактами, карбапенеми).

2. Антибіотики-макроліди і азаліди (еритроміцин, олеандоміцину фосфат, спіраміцин, рокситроміцин, азитроміцин, клари-троміцин).

3. Група тетрацикліну (тетрацикліну гідрохлорид, метацикліну гідрохлорид, доксицикліну гідрохлорид).

4. Група левоміцетину (левоміцетин, левоміцетину стеарат, левоміцетину сукцинат).

5. Аміноглікозиди (стрептоміцину, нео-міцину, гентаміцину сульфат, канаміцин, мономіцин, амікоцину сульфат, тобраміцин, сизоміцину сульфат).

6. Поліпептиди (граміцидин С, полімік-сини,бацитрацин).

7. Глікопептиди (ванкоміцин, ристомі-цин).

8. Полієни (амфотерицин, амфоглюка-мін, ністатин, леворин).

9. Анзаміцини (рифампіцин, рифаміцин).

10. Похідні кислоти аурелової (олівоміцин, мітоміцин).