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 μεθόδου | Τι έκανε ο Φλέμιγκ |
|---|---|
| Παρατήρηση | Σε 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 υπόθεσης | Οι μύκητες του γένους Penicillium παράγουν κάποια χημική ουσία, η οποία επηρεάζει αρνητικά την ανάπτυξη των βακτηρίων. |
| Πείραμα | Απομόνωσε διάφορα συστατικά από τον μύκητα και δοκίμασε τη δράση τους πάνω σε βακτήρια. |
| Αποτελέσματα – Δεδομένα | Βρήκε ότι ένα από τα συστατικά αναστέλλει την ανάπτυξη των βακτηρίων. |
| Συμπέρασμα | Μια συγκεκριμένη χημική ουσία του μύκητα σταματά την ανάπτυξη των βακτηρίων. Την ονόμασε πενικιλίνη, από το όνομα του μύκητα. |
| Επιβεβαίωση υπόθεσης | Τα 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.
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:
- 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.
- 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.
Τα αντιβιοτικά δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν λοιμώξεις όπως το κρυολόγημα και η γρίπη, γιατί αυτές προκαλούνται από ιούς (ιογενείς λοιμώξεις). Γι' αυτόν ακριβώς τον λόγο μια γιατρός χορηγεί αντιβιοτικά μόνο στα παιδιά που έχουν βακτηριακή λοίμωξη και όχι σε όλα όσα αρρώστησαν: η αιτία της ασθένειας καθορίζει τη θεραπεία.
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.
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:
| Βήμα | Τι συμβαίνει |
|---|---|
| 1 | Το εμβόλιο, που περιέχει νεκρά ή ανενεργά μικρόβια ή τμήματά τους, εισάγεται στον οργανισμό, π.χ. με ένεση. |
| 2 | Το ανοσοποιητικό σύστημα ενεργοποιείται σαν να δέχεται επίθεση από ζωντανούς παθογόνους μικροοργανισμούς. |
| 3 | Ειδικά λευκά αιμοσφαίρια αναγνωρίζουν τα αντιγόνα των μικροβίων που περιέχονται στο εμβόλιο και παράγουν πολλά ειδικά αντισώματα, τα οποία παραμένουν στο αίμα. |
| 4 | Αν 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. 💉
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.
Η διαφορά είναι θεμελιώδης:
- Το εμβόλιο δίνει στον οργανισμό το «εκπαιδευτικό υλικό» και τον κάνει να παράγει μόνος του αντισώματα. Χρειάζεται χρόνο, αλλά η προστασία είναι μακροχρόνια. Χορηγείται πριν την επαφή με το μικρόβιο (πρόληψη).
- Ο αντι-ορός δίνει έτοιμα αντισώματα από αλλού. Δρα αμέσως, αλλά η προστασία είναι προσωρινή, γιατί ο οργανισμός δεν έμαθε να τα παράγει μόνος του. Χορηγείται μετά την επικίνδυνη έκθεση.
🧑🔬 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:
- 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.
- Όταν κρύωσε ο ζωμός, έσπασε τον γαμψό λαιμό μόνο στη δεύτερη φιάλη, ώστε να μπορούν πλέον να μπουν μέσα και τα μικρόβια του αέρα.
- Παρακολούθησε και τις δύο φιάλες και κατέγραψε τις παρατηρήσεις του.
Τα αποτελέσματα ήταν σαφή:
| Φιάλη | Κατάσταση λαιμού | Παρατήρηση |
|---|---|---|
| 1η | Γαμψός λαιμός άθικτος (περνά αέρας, όχι μικρόβια) | Δεν παρατηρήθηκαν μικροοργανισμοί |
| 2η | Λαιμός 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.
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
| Έννοια | Τι είναι | Πού χρησιμεύει |
|---|---|---|
| Αντιβιοτικό | Φάρμακο που αναστέλλει σημαντικές αντιδράσεις του μεταβολισμού μικροοργανισμών | Θεραπεία βακτηριακών (και ορισμένων μυκητιακών/πρωτοζωικών) λοιμώξεων — ποτέ ιογενών |
| Φυσική ανοσία | Αντισώματα που παρήγαγε ο ίδιος ο οργανισμός αφού νόσησε | Μακροχρόνια προστασία μετά την ασθένεια |
| Εμβόλιο | Νεκρά ή ανενεργά μικρόβια ή τμήματά τους | Πρόληψη — τεχνητή, μακροχρόνια ανοσία |
| Αντι-ορός | Έτοιμα αντισώματα από αίμα εμβολιασμένων ζώων | Άμεση αλλά προσωρινή προστασία μετά την έκθεση |