1. Βασική Θεωρία
ΔΙΑΒΑΣΕ ΤΟ
Κάτι δεν κατάλαβες; Επίλεξε το κομμάτι και πάτα «Ρώτα τον Ευκλείδη». Σου το εξηγεί αμέσως.

Μολυσματικές ασθένειες, θεραπεία και πρόληψη

Κάθε μέρα, χωρίς να το αντιλαμβανόμαστε, το σώμα μας δουλεύει σκληρά καταπολεμώντας τους παθογόνους μικροοργανισμούς που προσπαθούν να το προσβάλουν. Τις περισσότερες φορές τα καταφέρνει μόνο του και ούτε καν αρρωσταίνουμε. Υπάρχουν όμως περιπτώσεις όπου ο οργανισμός χρειάζεται τη βοήθεια ειδικών φαρμάκων, ώστε να καταπολεμηθεί μια λοίμωξη 🦠

Δύο είναι λοιπόν τα βασικά ερωτήματα αυτής της υποενότητας:

  • Θεραπεία: Τι είναι τα αντιβιοτικά και γιατί δεν χορηγούνται σε κάθε άρρωστο;
  • Πρόληψη: Τι μπορούμε να κάνουμε ώστε να μην αρρωστήσουμε καθόλου από ορισμένες λοιμώξεις;

🔬 Η ανακάλυψη της πενικιλίνης — επιστημονική μέθοδος στην πράξη

Στις μέρες μας η αντιμετώπιση των μικροβιακών λοιμώξεων στηρίζεται σε μεγάλο βαθμό στα αντιβιοτικά. Το πρώτο αντιβιοτικό, η πενικιλίνη, ανακαλύφθηκε από τον Αλεξάντερ Φλέμιγκ το 1929. Ο τρόπος με τον οποίο εργάστηκε ο Φλέμιγκ αποτελεί υποδειγματικό παράδειγμα εφαρμογής των βημάτων της επιστημονικής μεθόδου.

Βήμα επιστημονικής μεθόδουΤι έκανε ο Φλέμιγκ
ΠαρατήρησηΣε μια σειρά πειραμάτων παρατήρησε ότι η ανάπτυξη των βακτηριακών κυττάρων είχε σταματήσει σε καλλιέργειες στις οποίες αναπτύχθηκε τυχαία μια αποικία μυκήτων του γένους Penicillium. Γύρω από την αποικία υπήρχε περιοχή με μειωμένη ανάπτυξη βακτηρίων, ενώ πιο μακριά η ανάπτυξη ήταν κανονική.
Ερώτημα«Γιατί σταμάτησε η ανάπτυξη των βακτηρίων γύρω από την αποικία του μύκητα;»
Διατύπωση υπόθεσηςΟι μύκητες του γένους Penicillium παράγουν κάποια χημική ουσία, η οποία επηρεάζει αρνητικά την ανάπτυξη των βακτηρίων.
ΠείραμαΑπομόνωσε διάφορα συστατικά από τον μύκητα και δοκίμασε τη δράση τους πάνω σε βακτήρια.
Αποτελέσματα – ΔεδομέναΒρήκε ότι ένα από τα συστατικά αναστέλλει την ανάπτυξη των βακτηρίων.
ΣυμπέρασμαΜια συγκεκριμένη χημική ουσία του μύκητα σταματά την ανάπτυξη των βακτηρίων. Την ονόμασε πενικιλίνη, από το όνομα του μύκητα.
Επιβεβαίωση υπόθεσηςΤα δεδομένα συμφωνούσαν με την αρχική υπόθεση, επομένως η υπόθεση επιβεβαιώθηκε.

Η πενικιλίνη ήταν το πρώτο αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε. Σήμερα κυκλοφορούν πολλά και διαφορετικά είδη αντιβιοτικών, που αναστέλλουν τη δράση πολλών μικροβίων.

Το ήξερες;

Η αποικία του μύκητα εμφανίστηκε τυχαία στην καλλιέργεια του Φλέμιγκ. Η μεγάλη ανακάλυψη όμως δεν έγινε επειδή έτυχε η μόλυνση, αλλά επειδή ο Φλέμιγκ παρατήρησε προσεκτικά κάτι που πολλοί άλλοι θα πετούσαν στα σκουπίδια και το ερεύνησε συστηματικά. Στην επιστήμη, η τύχη ευνοεί το προετοιμασμένο μυαλό.

💊 Τι είναι τα αντιβιοτικά και πώς δρουν

Τα αντιβιοτικά είναι ειδικά φάρμακα, τα οποία χορηγούνται από τους γιατρούς για να εξουδετερώσουν κυρίως παθογόνα βακτήρια, αλλά και παθογόνους μύκητες και πρωτόζωα.

Τις περισσότερες φορές το ανοσοποιητικό σύστημα από μόνο του μπορεί να εξουδετερώσει τους παθογόνους μικροοργανισμούς που μπαίνουν στον οργανισμό μας. Σε μερικές όμως περιπτώσεις ο οργανισμός χρειάζεται βοήθεια, μέχρι το ανοσοποιητικό σύστημα να μπορέσει να δράσει. Εκεί ακριβώς επεμβαίνουν τα αντιβιοτικά.

Ο μηχανισμός δράσης

Τα αντιβιοτικά δρουν αναστέλλοντας σημαντικές αντιδράσεις του μεταβολισμού των μικροοργανισμών. Έτσι παρεμποδίζονται σημαντικές λειτουργίες τους, με αποτέλεσμα οι μικροοργανισμοί να πεθαίνουν.

Από αυτόν ακριβώς τον μηχανισμό προκύπτουν δύο πολύ σημαντικές συνέπειες:

  1. Τα αντιβιοτικά δεν καταπολεμούν τους ιούς. Οι ιοί δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό — αξιοποιούν τον μεταβολισμό του κυττάρου που μολύνουν. Επομένως δεν υπάρχει μεταβολική αντίδραση του ιού για να ανασταλεί.
  2. Τα αντιβιοτικά συνήθως δεν βλάπτουν τα κύτταρα του ανθρώπου. Τα ανθρώπινα κύτταρα έχουν διαφορετικό μεταβολισμό από τα βακτήρια, οπότε το φάρμακο πλήττει επιλεκτικά τον μικροοργανισμό.

Παραδείγματα και προέλευση

Παραδείγματα γνωστών αντιβιοτικών είναι η πενικιλίνη, η ερυθρομυκίνη και η τετρακυκλίνη.

Τα αντιβιοτικά παράγονται συνήθως από μύκητες, αλλά και από ορισμένα βακτήρια και φυτά — κυρίως για τη δική τους άμυνα έναντι άλλων μικροοργανισμών. Σήμερα παράγονται και συνθετικά αντιβιοτικά, με σύγχρονες μεθόδους της βιοτεχνολογίας.

Γιατί οι μύκητες παράγουν αντιβιοτικά; 🍄

Στη φύση, μύκητες και βακτήρια ζουν στα ίδια περιβάλλοντα και ανταγωνίζονται για τροφή και χώρο. Παράγοντας ουσίες που σταματούν την ανάπτυξη των βακτηρίων, ο μύκητας κρατά «καθαρή» τη γειτονιά του. Ο άνθρωπος ουσιαστικά δανείστηκε ένα όπλο που υπήρχε ήδη στη φύση εκατομμύρια χρόνια.

🛡️ Πώς αποκτάμε ανοσία στις επιθέσεις των μικροβίων

Ανοσία σημαίνει ότι ο οργανισμός είναι προστατευμένος από ένα συγκεκριμένο μικρόβιο, επειδή διαθέτει ήδη τα κατάλληλα αντισώματα και μπορεί να το εξουδετερώσει γρήγορα, πριν αυτό προλάβει να προκαλέσει ασθένεια.

Η ανοσία διακρίνεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες:

  • Φυσική ανοσία: αποκτάται όταν ο οργανισμός προσβληθεί από το μικρόβιο, νοσήσει και το αντιμετωπίσει με τις δικές του δυνάμεις, διατηρώντας στη συνέχεια αντισώματα στο αίμα του.
  • Τεχνητή ανοσία: επιτυγχάνεται με εμβόλια και αντι-ορούς.

Τα εμβόλια

Τα εμβόλια περιέχουν νεκρά ή ανενεργά μικρόβια, ή ακόμη και τμήματα των μικροβίων από τα οποία θέλουμε να προστατευτούμε. Όταν ένας οργανισμός εμβολιαστεί, αρχίζει να παράγει ειδικά αντισώματα που τον προστατεύουν από μελλοντικές επιθέσεις αυτών των μικροβίων. Τα εμβόλια γίνονται συνήθως στην παιδική ηλικία.

Η σειρά των γεγονότων που ακολουθούν τον εμβολιασμό είναι η εξής:

ΒήμαΤι συμβαίνει
1Το εμβόλιο, που περιέχει νεκρά ή ανενεργά μικρόβια ή τμήματά τους, εισάγεται στον οργανισμό, π.χ. με ένεση.
2Το ανοσοποιητικό σύστημα ενεργοποιείται σαν να δέχεται επίθεση από ζωντανούς παθογόνους μικροοργανισμούς.
3Ειδικά λευκά αιμοσφαίρια αναγνωρίζουν τα αντιγόνα των μικροβίων που περιέχονται στο εμβόλιο και παράγουν πολλά ειδικά αντισώματα, τα οποία παραμένουν στο αίμα.
4Αν στο μέλλον ο οργανισμός εκτεθεί στον ίδιο παθογόνο μικροοργανισμό, τα αντισώματα που ήδη κυκλοφορούν στο αίμα αντιδρούν γρήγορα και βοηθούν τον οργανισμό να καταστρέψει τα μικρόβια, πριν αυτά προλάβουν να πολλαπλασιαστούν και να προκαλέσουν ασθένεια. Ο οργανισμός έχει αποκτήσει τεχνητή ανοσία.

Το κρίσιμο σημείο είναι ότι ο εμβολιασμός δίνει στο σώμα την «προπόνηση» χωρίς τον κίνδυνο: επειδή τα μικρόβια του εμβολίου είναι νεκρά ή ανενεργά, δεν μπορούν να προκαλέσουν την ασθένεια, είναι όμως αρκετά για να μάθει το ανοσοποιητικό σύστημα πώς μοιάζει ο εχθρός. 💉

Το ήξερες;

Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), τα εμβόλια σώζουν κάθε χρόνο περισσότερες από τρία (3) εκατομμύρια ζωές.

Οι αντι-οροί

Οι αντι-οροί περιέχουν έτοιμα αντισώματα, τα οποία έχουν απομονωθεί από το αίμα ζώων που εμβολιάστηκαν με συγκεκριμένα μικρόβια. Χορηγούνται για άμεση αλλά προσωρινή άμυνα του οργανισμού, εφόσον αυτός έχει ήδη προσβληθεί από επικίνδυνο μικρόβιο για το οποίο δεν προηγήθηκε εμβολιασμός — για παράδειγμα, η χορήγηση αντι-τετανικού ορού για το μικρόβιο του τετάνου.

🧑‍🔬 Πρωτοπόροι στη Βιολογία: Λουί Παστέρ

Ο Λουί Ζαν Παστέρ (Louis Jean Pasteur, 1822 – 1895) ήταν Γάλλος χημικός που έγινε διάσημος για τις ανακαλύψεις του στη Μικροβιολογία και είναι γνωστός ως ο «Πατέρας της Μικροβιολογίας».

Η προσφορά του υπήρξε τεράστια:

  • Διατύπωσε τη θεωρία ότι οι μεταδοτικές ασθένειες προκαλούνται από μικρόβια.
  • Ανέπτυξε την τεχνική της καλλιέργειας των μικροβίων στο εργαστήριο.
  • Δημιούργησε το πρώτο εμβόλιο για την ασθένεια του άνθρακα (ασθένεια που προκαλείται από το βακτήριο του άνθρακα).
  • Ανακάλυψε τη μέθοδο που αποτρέπει το ξίνισμα του γάλακτος· η μέθοδος πήρε το όνομά του και ονομάζεται παστερίωση.
  • Απέδειξε ότι η διαδικασία που είναι γνωστή ως ζύμωση οφείλεται στη δράση μικροοργανισμών.

Το πείραμα που κατέρριψε τη θεωρία της αυτόματης γένεσης

Στην εποχή του Παστέρ πολλοί πίστευαν στη θεωρία της αυτόματης γένεσης: ότι δηλαδή οι μικροοργανισμοί δημιουργούνται από μόνοι τους μέσα από τη μη ζωντανή ύλη. Ο Παστέρ σχεδίασε ένα κομψό πείραμα για να ελέγξει αυτή την ιδέα.

Χρησιμοποίησε δύο φιάλες με μακρύ λαιμό, γαμψό στα δύο άκρα. Το σχήμα αυτό ήταν το κλειδί: άφηνε τον αέρα να περνά μέσα, όχι όμως και τη σκόνη και τα μικρόβια, τα οποία παγιδεύονταν στις καμπύλες του λαιμού.

Στη συνέχεια:

  1. Έβρασε ζωμό και στις δύο φιάλες. Ο βρασμός ήταν απαραίτητος για να σκοτωθούν όλοι οι μικροοργανισμοί που τυχόν υπήρχαν ήδη μέσα στον ζωμό. Έτσι, ό,τι εμφανιζόταν αργότερα θα ήταν σίγουρα καινούριο.
  2. Όταν κρύωσε ο ζωμός, έσπασε τον γαμψό λαιμό μόνο στη δεύτερη φιάλη, ώστε να μπορούν πλέον να μπουν μέσα και τα μικρόβια του αέρα.
  3. Παρακολούθησε και τις δύο φιάλες και κατέγραψε τις παρατηρήσεις του.

Τα αποτελέσματα ήταν σαφή:

ΦιάληΚατάσταση λαιμούΠαρατήρηση
1ηΓαμψός λαιμός άθικτος
(περνά αέρας, όχι μικρόβια)
Δεν παρατηρήθηκαν μικροοργανισμοί
2ηΛαιμός σπασμένος
(περνούν αέρας και μικρόβια)
Παρατηρήθηκαν μικροοργανισμοί

Συμπέρασμα: Οι μικροοργανισμοί δεν γεννιούνται αυτόματα από τη μη ζωή, αλλά προέρχονται από άλλους μικροοργανισμούς, οι οποίοι μπαίνουν από το περιβάλλον και στη συνέχεια αναπαράγονται (πολλαπλασιάζονται). Αν η αυτόματη γένεση ίσχυε, θα έπρεπε να είχαν εμφανιστεί μικρόβια και στην πρώτη φιάλη, αφού και εκεί υπήρχε αέρας και θρεπτικός ζωμός.

Γιατί ήταν τόσο έξυπνο αυτό το πείραμα; 🧪

Ο γαμψός λαιμός επέτρεπε στον αέρα να μπαίνει, αλλά κρατούσε έξω τη σκόνη με τα μικρόβια. Έτσι ο Παστέρ απομόνωσε μία μόνο μεταβλητή: την είσοδο των μικροβίων. Οι υποστηρικτές της αυτόματης γένεσης δεν μπορούσαν πια να ισχυριστούν ότι «έλειπε ο αέρας» — ο αέρας υπήρχε, τα μικρόβια όχι, και ζωή δεν εμφανίστηκε.

📌 Σύνοψη

ΈννοιαΤι είναιΠού χρησιμεύει
ΑντιβιοτικόΦάρμακο που αναστέλλει σημαντικές αντιδράσεις του μεταβολισμού μικροοργανισμώνΘεραπεία βακτηριακών (και ορισμένων μυκητιακών/πρωτοζωικών) λοιμώξεων — ποτέ ιογενών
Φυσική ανοσίαΑντισώματα που παρήγαγε ο ίδιος ο οργανισμός αφού νόσησεΜακροχρόνια προστασία μετά την ασθένεια
ΕμβόλιοΝεκρά ή ανενεργά μικρόβια ή τμήματά τουςΠρόληψη — τεχνητή, μακροχρόνια ανοσία
Αντι-ορόςΈτοιμα αντισώματα από αίμα εμβολιασμένων ζώωνΆμεση αλλά προσωρινή προστασία μετά την έκθεση