Фітонциди та антибіотики в природі та житті людини

 

 

 

 

 

 

 

Індивідуальне завдання на тему

«Фітонциди  та антибіотики в природі та житті  людини»

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

Вступ

1. Поняття та утворення антибіотиків
2. Відкриття антибіотиків
3. Механізм дії антибіотиків
4. Значення антибіотиків їх використання людиною
5. Приклади антибіотиків та їх дії
6. Поняття та утворення фітонцидів
7. Дія фітонцидів
8. Значення фітонцидів та їх використання людиною

Висновок

Додатки

Список літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Антибіотики та фітонциди – біологічно активні речовини, що виділяються  рослинами та грибами (антибіотики) з метою захисту від шкідливих факторів навколишнього середовища. Вони володіють здатністю гальмувати розвиток бактерій, простих мікроскопічних грибів і навіть вбивати їх, отруйні для  комах, молюсків, земноводних. Мають характерну особливість: можуть бути нейтральними для одних організмів (наприклад людина)та отруйними для інших. Їх вплив є вибірковим.  Знаючи таку їхню особливість антибіотики і фітонциди почали широко використовуватись у медицині,як дезінфікуючий засіб, проти інфекційних хвороб, які раніше приводили до смерті. Це незамінні лікувальні препарати. Антибіотики і фітонциди - дуже корисні в сільському господарстві:як лікувальні препарати для тварин,птахів,бджіл та рослин. Фітонциди – є постійним очисником повітря (наприклад сосновий ліс). Деякі з них використовуються для кращого засвоєння їжі та зберігання продуктів харчування.

Фітонциди і антибіотики  є невідємною частиною нашого життя. Оскільки немає людини, яка б ніколи не хворіла чи б чий організм не протидіяв шкідливим організмам, що знаходяться в навколишньому середовищі.

Тому є вважливим дослідження  впливу антибіотиків та фітонцидів на організм людини. Адже воно може бути як згубним так і корисним для нашого організму.

Мета: Дізнатись якомога  більше про середовищу проживання, утворення, застосування, вплив антибіотиків та фітонцидів на організм людини.

 

 

 

 

1. Поняття і утворення антибіотиків

Антибіотики – складні органічні сполуки, які утворюють в процесі

життєдіяльності клітин нижчих організмів, для захисту  від інтервенції інших видів  мікроорганізмів,  Як правило, антибіотики виділяють з живих бактерій (граміцидин) та грибів (пеніцилін, аспергілін). У перекладі з грецького означає «проти життя». Отже, антибіотики – це речовини, що володіють токсичною дією їхніх продуцентів, що володіють токсичною властивістю стосовно інших мікроорганізмів. Тому антибіотики можна вважати токсинами бактерій і інших мікроорганізмів.

Поняття антибіотиків не точно тому що відомі багато антибіотиків що володіють токсичною дією на організм людини і тварин.

Утворення антибіотиків є однієї з  форм прояву антогонізму. Антагонізм виражається в процесі боротьби за існування, як знищення чи пригнічення одних організмів іншими.

 По спектрі дії на визначені  види мікроорганізмів розрізняють  антибіотики широкого спектру  дії на грампозитивні і грамнегативні,  кислотностійкі види бактерій, міцеліальних  грибів, дріжджів, актиноміцетів, збудників захворювань людини, тварин, рослин, а так само антибіотики вірусів і кліток злоякісних пухлин. Антибіотики вузького спектра дії роблять гальмуюче чи згубна дія тільки на визначені чи види групи мікроорганізмів.

Ґрунт є не тільки резервуаром, але  і місцеперебуванням грибів. У зв'язку зі зміною сполуки грибів, у залежності від типу ґрунту, географічного положення, сполуки фаз росту рослинності і багатьох інших факторів відповідно змінюється число видів грибів і активність утворення ними антибіотиків у ґрунті. Утворення антибіотиків грибами, як і іншими організмами, має еволюційно пристосований характер і тісно зв'язаний із загальними процесами метаболізму грибів у природі і при культивуванні.

Метаболі́зм - обмін речовин — полягає в біологічному окисненні, аеробному чи анаеробному, органічних енерговмісних речовин з використанням виділеної при цьому енергії для життєвих процесів.

Здатністю виробляти  антибіотики мають не всі мікроорганізми, а лише деякі штами окремих  видів. Так, пеніцилін утворюють  деякі штами Penicillium notatum і P. chrysogenum, а стрептоміцин - певний штам Streptomyces griseus, тоді як інші штами тих же видів або взагалі не виробляють антибіотики, або виробляють, але інші. Існують також відмінності між штамами-продуцентами антибіотиків, причому ці відмінності можуть бути кількісними або якісними. Один штам, наприклад, дає максимальний вихід даного антибіотика, коли культура росте на поверхні середовища і знаходиться в стаціонарних умовах, а інший - лише коли його культура занурена в середу і постійно струшується. Деякі мікроорганізми виділяють не один, а декілька антибіотиків. Так, Pseudomonas aeruginosa утворює піоціаназу, піоціанін, піоліпоевую кислоту; Bacillus brevis виробляє граміцидин і тіроцідін (суміш, відому під назвою тіротріцін); P. notatum - пеніцилін і пенатін; Aspergillus flavus - пеніцилін і аспергілловую кислоту; Aspergillus fumigatus - фумігатін, спінулозін, фумігацін (гельволевую кислоту) і гліотоксін; Streptomyces griseus - стрептоміцин, маннозідострептоміцін, ціклогексімід і стрептоцін; Streptomyces rimosus -- окситетрациклін і рімоцідін; Streptomyces aureofaciens - Хлортетрациклін і тетрациклін. Один і той самий антибіотик може продукуватися мікроорганізмами різного роду. Так, гліотоксін утворюють види Gliocladium і Trichoderma, а також Aspergillus fumigatus та ін Різні мікрорганізми або їх штами можуть виробляти різні хімічні форми одного й того ж антибіотика, наприклад різні пеніциліни або різні форми стрептоміцину.

В останні роки виділено і описано величезне число  антибіотиків, що продукуються різними  організмами. Здатністю виробляти антибіотики мають як спороутворюючі, так і не утворюють спор бактерії, а крім того, більш половини вивчених на цей предмет пологів грибів.

2. Відкриття антибіотиків

В народній медицині для  обробки ран і лікування туберкульозу здавна застосовували екстракти лишайників. Пізніше до складу мазей для обробки поверхневих ран стали включати екстракти бактерій Pseudomonas aeruginosa, хоча чому вони допомагають, ніхто не знав, і феномен антібіоза був невідомий.

Однак деякі з перших учених-мікробіологів зуміли виявити і описати антібіоз (пригнічення одними організмами зростання інших). Справа в тому, що антагоністичні відносини між різними мікроорганізмами виявляються при їх зростанні в змішаній культурі. Луї Пастер ще в 1877 описав антібіоз між бактеріями грунту і патогенними бактеріями - збудниками сибірської виразки. Він навіть припустив, що антібіоз може стати основою методів лікування.

Перші антибіотики були виділені ще до того, як стала відомою  їх здатність пригнічувати ріст мікроорганізмів. Так, в 1860 був отриманий у кристалічній формі синій пігмент піоціанін, що виробляється невеликими рухомими паличкоподібними бактеріями роду Pseudomonas, але його антибіотичні властивості були виявлені лише через багато років. У 1896 з культури цвілі вдалося кристалізувати ще одне хімічна речовина такого роду, що одержало назву мікофеноловая кислота.

Поступово з'ясувалося, що антібіоз має хімічну природу  і обумовлений виробленням специфічних  хімічних сполук. У 1929 Олександр Флемінг, спостерігаючи антагонізм Penicillium notatum і стафілокока в змішаній культурі, відкрив пеніцилін і припустив можливість його застосування в лікувальних цілях. Антагоністичні відносини між хвороботворними мікробами і для рослин непатогенних мікроорганізмами грунту, виявлені в змішаних культурах, зацікавили фітопатології, і вони спробували використовувати цей феномен для боротьби з хворобами рослин. Було відомо, що в грунті присутній певний грибок, який зменшує випрівання паростків; в 1936 з культури цього грибка був виділений антибіотик, що отримав назву гліотоксін. Це відкриття підтвердило значення антибіотиків як засобів профілактики захворювань.

Серед перших дослідників, які зайнялися цілеспрямованим  пошуком антибіотиків, був Р. Дюбо. Проведені ним та його співробітниками експерименти привели до відкриття антибіотиків, що виробляються деякими грунтовими бактеріями, їх виділення в чистому вигляді та використання в клінічній практиці. У 1939 Дюбо отримав тіротріцін - комплекс антибіотиків, що складається з граміцидину і тіроцідіна; це стало стимулом для інших вчених, які виявили ще більш важливі для клініки антибіотики. У 1942 Х. Флорі зі своїми колегами по Оксфордському університету повторно досліджував пеніцилін і довів можливість його клінічного використання в якості нетоксичного засоби лікування багатьох гострих інфекцій. Тоді ж ці речовини почали називати антибіотиками. З. Ваксман зі своїми студентами в Університеті Ратджерса, США, займався актиноміцети (такими, як Streptomyces) і в 1944 відкрив стрептоміцин, ефективний засіб лікування туберкульозу та інших захворювань. Після 1940 було отримано безліч клінічно важливих антибіотиків, в їх числі бацитрацин, хлорамфенікол (левоміцетин), Хлортетрациклін, окситетрациклін, амфотерицин В, циклосерином, еритроміцин, гризеофульвін, канаміцин, неоміцин, ністатин, поліміксин, ванкоміцин, віоміцін, цефалоспорини, ампіцилін, карбеніцилін, аміноглікозиди, стрептоміцин, гентаміцин. В даний час відкривають все нові й нові антибіотики. У середині 1980-х років у США антибіотики прописувалися частіше, ніж будь-які інші ліки, за винятком седативних засобів і транквілізаторів.

 

 

3. Механізм дії антибіотиків

Антибіотики в залежності від концентрації можуть затримувати  ріст чуттєвих мікроорганізмів (бактеріостатична дія), викликати їх загибель (бактерицидна дія) чи розчиняти їх (літична дія). Різні антибіотики специфічно інгібують визначені метаболічні процеси мікробної клітки – синтез ланок клітинної стінки (пеніцилін, цефалороспорин), порушують функцію клітинної мембрани (ністатин, граміцидин), обмін РНК (актиноміцин, стрептоміцин), обмін ДНК (актидіон, гризеофульвін), синтез білка (оксистрептоміцин), дихання (патулин), окисного фосфорування і багатьох інших біохімічних процесів в організмі.

Характерною властивістю антибіотиків є вибірковість їхньої дії щодо мікробів: кожен впливає тільки на певні види, тобто характеризується специфічним антимікробним спектром дії. Одні антибіотики зумовлюють бактеріостатичну або фунгістатичну дію (затримка розмноження, пригнічення життєдіяльності), інші, виявляючи бактерицидний і фунгіцидний вплив, спричинюють загибель певних видів бактерій і грибів. Особливо ефективними є беталактамні антибіотики.

Механізм дії антибіотиків ще недостатньо  вивчено. Вважають, що пеніциліни гальмують  певні етапи синтезу пептидоглікану клітинної стінки прокаріотів. Тільки мікоплазми і архебактерії не чутливі до пеніциліну, оскільки у них немає муреїну. Дуже важливою особливістю антибіотиків є те, що вони можуть бути токсичними відносно чутливих до них мікробів і водночас малотоксичними для організму людини і тварин.

4. Значення антибіотиків їх використання людиною

Багато антибіотиків-це незамінні лікувальні препарати.Вони широко використовуються при лікуванні  інфекційних хвороб,які раніше,до відкриття антибіотиків,вважались  не виліковними та призводили до  смерті. Антибіотики-дуже корисні в сільському господарстві:як лікувальні препарати для тварин,птахів,бджіл та рослин,а деякі антибіотики-і як стимулятори рісту тварин. При широкому використанні антибіотиків в якості ліків,з’являються резистентні  до цих препаратів мікроорганізми. 
Проблема резистентності (здатність мікроорганізмів витримувати ефекти антибіотиків.) вимагає від вчених створення нових і нових антибіотиків.Для боротьби з резистентними мікроорганізмами потрібно заміняти одні антибіотики іншими. Деякі  антибіотики використовують у консервній промисловості в якості консервантів продуктів,які швидко псуються(свіжої риби,м’яса,сира,різних овочей). Антибіотики - нові, раніше невідомі за своєю хімічною будовою з’єднання.Детальне вивчення антибіотиків призвело до бурхливого розвитку одного з напрямків у хімії та самої науки про антибіотики. 
Антибіотики широко використовуються в різних наукових дослідженнях. Вивчення шляхів одержання антибіотиків сприяє глибокому проникненню у механізми синтетичної діяльності продуцентів цих біологічно активних з’єднань ,відкриттю основних етапів їх метаболізму. Таким чином,всі ці фактори сприяли та продовжують сприяти тому,що до проблеми антибіотиків звернено увагу величезних груп вчених різних напрямків: мікробіологів,мікологів,біохіміків,хіміків,генетиків,цитологів,фармацевтів, лікарів ,технологів та інших.    

5. Приклади антибіотиків та їх дія.

Цитрин – одноосновна кислота, що є кисневмісним гетероциклічною сполукою, має вид золотавих кристалів. Він затримує ріст головним чином грампозитивних і кислотостійких бактерій. Згубно діє на Staph. Aureus, Basillus anthracis, Vibro cholerae, Mycobacterium tuberculosis, затримує ріст Streptococcus pyogenes, малочутливі до нього Salmonela entiritides, E. Coli, Shig dusenteriae, Salm. Thyphimurinum.

Пеніциліни – сильні одноосновні  карбоксильні кислоти, які містять  гамма-лактамтитіазолідинові кільце з різними бічними радикалами. До пеніциліну чуттєві головним чином  грампозитивні гнійні бактерії Стафілококи, Стрептококи, деякі спороутворюючі Бацили. Стійкі до пеніциліну грамозаперечувальні і кислотостійкі бактерії, гриби, риккетсии, віруси.

Нотаин. Нотаин має широкий спектр дії як на грампозитивні так і  на грамзаперечувальні бактерії, роблячи  бактерицидну дію. Антибактеріальна дія його виявляється при значно більшій щільності бактерій у середовищі, ніж в інших антибіотиків.

Гризеофульвін. Гризеофульвін  володіє характерною фізіологічною  дією на гриби, клітинні оболонки в  який міститься хітин, викликає їхнє скручування і зупинку росту, має антигрибні властивості, роблячи фунгістатичну дію на численні види зигоміцетів, сумчастих (крім дріжджів), базидіальних і недосконалих грибів при низьких концентраціях. Вважається практично нетоксичним для рослинних і живих тканин. Швидко всмоктується коренями рослин, акумулюючи в тканинах.

6. Поняття та утворення фітонцидів

Фітонци́ди (від грецької phytón — рослина і лат. caedo — вбиваю) — біологічно активні речовини, що утворюються рослинами Володіють здатністю гальмувати розвиток бактерій, простих мікроскопічних грибів і навіть вбивати їх, отруйні для комах, молюсків, земноводних і не отруйні для людини. Термін запропоновано Б. П. Токіним в 1928 році. Характерними представниками фітонцидів є ефірні олії, що їх видобувають з рослинної сировини за допомогою промислових технологій 
Про роль фітонцидів в природі Б. П. Токін говорив дуже образно: «Барвистий і різноманітний рослинний мир. Нам відомі сотні тисяч видів, різновидів, сортів рослин, і всі вони володіють фітонцидною властивістю. Це явище властиве всьому рослинному світу». 

Фітонциди притаманні лише насінним рослинам і проявляють вибіркову дію.

Леткі Фітонциди  мають велике значення при озелененні міст. Повітря яких

наповнене не хвороботворними  бактеріями. Фітонциди застосовують для

лікування гнійних  запальних процесів шкіри, карбункулів, стоматитів,

опіків, використовують проти стафілококів, патогенних грибів, кишкової