1. Przypadkowe odkrycie

O odkryciu pierwszego antybiotyku zadecydował przypadek. W 1928 roku Sir Alexander Fleming zauważył, że zanieczyszczenie szalki z kolonią gronkowca złocistego grzybem pleśniowym spowodowało zahamowanie wzrostu bakterii. Za zjawisko to odpowiedzialna była wydzielana przez grzyb substancja – penicylina. Dziesięć lat później Ernstowi B. Chainowi i Howardowi W. Floreyowi udało się wyizolować penicylinę w czystej chemicznie postaci, a w 1945 roku trzej wspomniani naukowcy otrzymali Nagrodę Nobla.

2. Rodzaje antybiotyków

Wkrótce po przełomie związanym z penicyliną odkryto wiele kolejnych antybiotyków, zarówno naturalnych, jak i półsyntetycznych i syntetycznych. Ze względu na toksyczność i działania niepożądane z większości naturalnie występujących antybiotyków do leczenia wykorzystuje się tylko kilkadziesiąt. Antybiotyki należą do różnych grup związków organicznych. Ze względu na budowę chemiczną wyróżnia się: betalaktamy (wśród nich penicyliny), tetracykliny, makrolidy, antybiotyki peptydowe, aminoglikozydy, linkozamidy i inne.

3. Różnice między antybiotykami

Antybiotyki to szerokie spektrum substancji leczniczych, które różnią się między sobą nie tylko aktywnością, ale i np. łatwością przenikania do tkanek. Pod tym względem antybiotyki można podzielić na dobrze przenikające do tkanek – np. tetracykliny oraz słabo i średnio przenikające – np. polimyksyny. Różnice mogą wynikać z lipofilności cząsteczek czy też stopnia wiązania z białkami krwi, a słabe przenikanie antybiotyku np. w przypadku zakażenia płuc może uniemożliwić skuteczne zniszczenie mikroorganizmów. Antybiotyki różnią się też wchłanialnością z jelit. Dobrze wchłaniają się m.in. makrolidy, a w przypadku większości aminoglikozydów konieczne jest podawanie pozajelitowe.

4. Mechanizm działania

Antybiotyki wykazują różną aktywność przeciw bakteriom – zabijają je (działanie bakteriobójcze) lub hamują ich wzrost (działanie bakteriostatyczne). Terapia antybiotykowa bazuje na selektywnej toksyczności tych substancji przeciwko mikroorganizmom, ale nie przeciw orgaznimowi człowieka. Do głównych mechanizmów zalicza się zakłócenie syntezy ściany komórkowej bakterii, kwasów nukleinowych czy białek oraz zakłócenie przepuszczalności błony komórkowej bakterii.

5. Skutki uboczne

Gorsze oblicze terapii antybiotykowej to duże spektrum skutków ubocznych.  Wiele antybiotyków wywołuje reakcje uczuleniowe – od mniej groźnych wysypek do wstrząsu anafilaktycznego mogącego skutkować nawet śmiercią. Kolejnym, powszechnie znanym problemem jest szkodliwość antybiotyków na naturalną florę bakteryjną jelit. Efektem mogą być biegunki, stany zapalne jelit i problemy z wchłanianiem składników odżywczych. Terapia antybiotykowa może też spowodować pojawienie się w jamie ustnej aft, pleśniawek czy infekcji grzybiczych. Skutki uboczne przyjmowania niektórych antybiotyków obejmują również zaburzenie funkcjonowania nerek, układu nerwowego, wątroby i uszkodzenia słuchu. Wśród antybiotyków są też i takie (np. nowobiocyna), które mogą działać toksycznie na szpik kostny.

6. Antybiogram

Mając na uwadze skutki uboczne antybiotyków, podejście do leczenia z pomocą tych substancji powinno być bardzo ostrożne. Najczęściej stosowaną metodą leczenia zakażeń jest terapia empiryczna opierająca się na doborze leku na podstawie udowodniej skuteczności w danych przypadkach klinicznych. Drugim, rzadziej stosowanym podejściem jest terapia celowana, czyli dobór leku na podstawie badania mikrobiologicznego – antybiogramu określającego gatunek bakterii chorobotwórczej. Do badań pobiera się próbki wydzieliny pacjenta, przygotowuje posiew i hoduje bakterie w specjalnych pożywkach. Następnym etapem jest badanie wzrostu bakterii w obecności różnych antybiotyków. W tym celu stosuje się nasączone antybiotykiem krążki bawełniane. Bakterie hoduje się w obecności od kilku do kilkunastu krążków, dookoła których może powstawać strefa zahamowania wzrostu bakterii. W ten sposób uzyskuje się informacje, które antybiotyki są skuteczne w przypadku danych bakterii. Antybiogram pozwala zatem uniknąć podawania pacjentowi niewłaściwego antybiotyku.

7. Organizmy syntezujące antybiotyki

W naturze, oprócz mikroorganizmów, występuje wiele innych orgaznimów potrafiących syntezować antybiotyki. Jako przykłady syntezowanych przez zwierzęta antybiotyków można wymienić: megainę, znajdującą się w skórze żaby Xenopus laevis, świńskie protegryny,  β-defensyny krowie i występujące u owadów cekropiny.

8. Naturalne antybiotyki

Warto być świadomym tego, że wiele substancji bakteriobójczych i bakteriostatycznych występuje naturalnie, a wiele z nich w produktach, które bez problemu znajdziemy w kuchni. Przykładem jest czosnek z wytwarzającą się podczas wyciskania allicyną, cebula i jej bakteriostatyczne związki siarki, propolis czyli kit pszczeli oraz olejki eteryczne (np. tymiankowe, eukaliptusowe, szałwiowe) z aktywnymi bakteriostatycznie związkami fenolowymi.

9. Oporność bakterii na antybiotyki

Zjawisko rosnącej oporności bakterii na antybiotyki przewidział już sam odkrywca penicyliny – Alexander Fleming. Oporność bakterii na pewne antybiotyki może być pochodzenia naturalnego bądź nabyta. Oporność naturalna wynika z przystosowanej do ochrony budowy bakterii, a nabyta pojawia się wskutek różnych mutacji w komórce bakterii pod wpływem kontaktu bakteria-antybiotyk czy też nabywania obcego DNA z genami oporności. Zdobyta przez bakterię oporność jest trwała i dziedziczna. To co sprzyja obserwowanemu w ostatnich latach bardzo dużemu wzrostowi oporności to nadużywanie i niewłaściwe stosowanie antybiotyków – np. pozbawione sensu leczenie infekcji wirusowych z użyciem antybiotyków, stosowanie za małych stężeń substancji czy przerywanie terapii. Ogromne znaczenie ma też nadużywanie antybiotyków w rolnictwie i przemyśle spożywczym. W wielu krajach stosuje się np. niewielkie dawki antybiotyków w celu podniesienia masy trzody chlewnej. Stężenia są za małe, by zabić wszystkie bakterie i tym samym stymulują nabywanie przez nie antybiotykooporności. Problem antybiotykooporności jest bardzo poważny, a jego nagłaśnianie jest niezwykle istotne. Komisja Europejska w celu wzrostu świadomości społeczeństwa ustanowiła dzień 18 listopada Dniem Wiedzy o Antybiotykach.

10. Nowe antybiotyki

Niestety, ostatnie 20 lat nie owocowało w odkrycia nowych antybiotyków – pojawiły się tylko 2 nowe grupy, podczas gdy dla porównania w latach 1945-1965 wprowadzono 14 nowych grup antybiotyków. Wynalezienie i wprowadzenie nowego antybiotyku wymaga czasochłonnych i kosztownych badań, dlatego zdecydowanie lepiej jest chronić istniejące i działające antybiotyki niż tworzyć nowe. Nową strategią staje się fagoterapia, a więc leczenie bakteriofagami, jednak obecnie jest to jeszcze raczej terapia eksperymentalna.