Изучение мембранотропности стрептомицина

Министерство  образования Республики Беларусь

 

Учреждение  образования

Международный государственный экологический  университет

имени А.Д.Сахарова

 

 

 

Факультет экологической  медицины

Кафедра экологической  и молекулярной генетики

 

 

 

 

Изучение мембранотропности стрептомицина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа 32 страницы, 2 рисунка, 3 таблицы, 18 источников.

АНТИБИОТИКИ, АМИНОГЛИКОЗИДЫ, СТРЕПТОМИЦИН, МЕМБРАНОТРОПНОСТЬ.

Предметом исследования являются физико-химические свойства антибиотика стрептомицина.

Объект исследования – реакция растительных организмов на действие антибиотика стрептомицина.

Цель работы - исследовать мембранотропные свойства антибиотика стрептомицина в условиях биотестирования.

В данной работе исследованы физико-химические свойства стрептомицина; трансмембранная токсикокинетика стрептомицина с помощью биотеста по физико-химическим свойствам цитоплазмы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсавая работа 32 старонкi, 2 малюнка, 3 таблiцы, 18 крынiц.

АНТЫБІЁТЫКI, АМІНАГЛІКАЗІДЫ, СТРЭПТАМІЦЫН, МЕМБРАНАТРОПНАСЦЬ.

Прадметам даследавання з'яўляюцца фізіка-хімічныя ўласцівасці  антыбіётыка стрэптаміцына.

Аб'ект даследавання - рэакцыя раслінных арганізмаў на дзеянне антыбіётыка стрэптаміцына.

Мэта работы – даследаваць мембранатропныя ўласцівасці антыбіётыка стрэптаміцына ва ўмовах бiятэсцiравання.

У дадзенай працы даследаваны фізіка-хімічныя ўласцівасці стрэптаміцына; трансмембранная токсiкакiнетыка стрэптаміцына з дапамогай бiятэста па фізіка-хімічных уласцівасцях цытаплазмы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………......7

1. Мембранотропные эффекты.  Типы мембранотропности………………….......8

2. Аминогликозиды…………………………………………………………….......11

2.1 Строение.................................................................................................11

2.2 Химическое название. Брутто-формула……………………………..11

2.3 Исторические сведения………………………………………………12

2.4 Классификация аминогликозидов…………………………………...13

3. Общие свойства……………………………………………………………….....14

3.1 Физико-химические свойства стрептомицина...................................14

4. Механизм действия………………………………………………………….......17

4.1 Воздействие на бактериальные клетки...............................................17

4.2 Фармакологическое действие………………………………………..18

4.3 Антибиотические свойства стрептомицина………………………....18

4.4 Снижение проницаемости внешних структур………………………19

5. Токсикологические аспекты……………………………………………….........20

5.1 Токсические и лечебные  свойства стрептомицина............................20

5.2 Побочные действия …………………………………………………..21

6. Материалы и методы исследований....................................................................22

6.1 Исследование  липофильности стрептомицина в  модельных опытах.........................................................................................................................22

6.2 Исследование трансмембранной  токсикокинетики стрептомицина  с помощью биотеста по физико-химическим  свойствам цитоплазмы....................24

7. Экспериментальная  часть.....................................................................................26

7.1 Исследование  липофильности стрептомицина в  модельных опытах.........................................................................................................................26

7.2 Исследование трансмембранной  токсикокинетики стрептомицина  с помощью биотеста по физико-химическим  свойствам цитоплазмы....................29

Заключение……………………………………………………………………….....31

Список использованной литературы………………………………………….......32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОКРАЩЕНИЯ

 

АГ - аминогликозиды

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

НР - нефротоксичность

РНК - рибонуклеиновая  кислота

ЦНС - центральная нервная  система

ЧМН - черепно-мозговой нерв

dTDP - дезокситимидин-5-дифосфат

АМП - антимикробные препараты

MRSA - метициллинорезистентный S. Aureus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Антибиотики радикально изменили возможности медицины, которую  нельзя сегодня представить без  этого класса препаратов.

Антибиотики − вещества, избирательно угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Под избирательным действием понимают активность только в отношении микроорганизмов при сохранении жизнеспособности клеток хозяина и действие не на все, а на определенные роды и виды микроорганизмов.

Антибиотики используются в качестве цитостатических (противоопухолевых) препаратов при лечении онкологических заболеваний.

Антибиотики представляют собой самую многочисленную группу лекарственных средств. Все антибиотики, несмотря на различия химической структуры и механизма действия, объединяет ряд уникальных качеств:

 Во-первых, уникальность антибиотиков заключается в том, что, в отличие от большинства других лекарственных средств, их мишень-рецептор находится не в тканях человека, а в клетке микроорганизма.

Во-вторых, активность антибиотиков не является постоянной, а снижается со временем, что обусловлено  формированием лекарственной устойчивости (резистентности). Антибиотикорезистентность  является неизбежным биологическим  явлением.

В-третьих, антибиотико-резистентные микроорганизмы представляют опасность не только для пациента, у которого они были выделены, но и для многих других людей, даже разделенных временем и пространством. Поэтому борьба с антибиотикорезистентностью в настоящее время приобрела глобальные масштабы.

Основное требование к антибиотикам, как к лекарственным средствам, состоит в том, чтобы они оказывали сильное подавляющее действие на рост и размножение болезнетворных бактерий и при этом были относительно безвредны для организма человека.

Проблема антибиотиков очень сложна и многогранна. Она включает такие важные аспекты, как фармакокинетика (всасывание, распределение, метаболизм и выведение препарата из организма), исходя из параметров которой строится режим применения антибиотика. Важное значение придается также побочным эффектам, а их немало, и взаимодействию антибиотика с другими лекарствами.

Цель нашей работы состоит в исследовании мембранотропных свойств антибиотика стрептомицина в условиях биотестирования.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1.Исследование  физико-химических свойств стрептомицина в модельных опытах.

2.Исследование трансмембранной токсикокинетики стрептомицина с помошью биотеста по физико-химическим свойствам цитоплазмы.

 

 

1 Мембранотропные эффекты. Типы мембранотропности ксенобиотиков

 

В связи с тем, что  первичной мишенью взаимодействия химического агента с клеткой является плазматическая мембрана, сформулируем определение мембранотропности (мембранотропного эффекта).

Можно попытаться свести это понятие к экспериментально установленной способности веществ первично (непосредственно) взаимодействовать с биологическими мембранами. Однако это, по-видимому, не совсем оправданное сужение термина. Вторичное (опосредованное) влияние на мембранные функции, определяющие характер биологической активности, во многих случаях может быть существенным.

В этой связи, говоря о  мембранотропном действии какого-либо вещества, имеют в виду прямую или косвенную (опосредованную) модификацию мембранных структур, вызываемую соответствующими соединениями, и наступающие в результате этого изменения свойств биологической мембраны, прежде всего транспортных характеристик[1].

Очевидно, круг относящихся  сюда явлений очень широк, и одна из первоначальных задач - построение некоторой рациональной системы  описания и классификация на этой основе мембранотропных эффектов.

Часто при обсуждении биологической активности химических соединений используется термин «специфическое» или «неспецифическое» действие. Смысл, вкладываемый в это определение различными исследователями, неодинаков. Ясно, что все мыслимые химические соединения можно подразделить на присущие данному организму эндогенные продукты (а также имитирующие их в функциональном смысле соединения) и на «посторонние» по своей химической природе вещества. Такая классификация не предполагает, очевидно, существования вполне четкой границы между двумя группами веществ, однако она прочно укоренилась в сознании большинства физиологов, токсикологов, фармакологов.

Отнесение каждого вещества к той или иной группе основано в этом случае на «функциональной» аналогии, а не на сходстве структуры молекул эндогенного соединения и аналога, часто далеко не очевидном (белковые нейротоксины змеиного яда — аналоги ацетилхолина, CN - аналог О₂ и т. д.).

Основой проявления действия биологически активных соединений может  служить также локализация центров связывания.

Соединения, вызывающие изменение каких-либо характеристик биологических мембран, можно разделить на вещества прямого мембранотропного действия и агенты, действующие опосредованно через вмешательство в цитоплазматический метаболизм или иным косвенным путем. Однако и это разделение весьма условно, поскольку очень часто регистрируемый мембранотропный эффект оказывается результатом и прямого, и косвенного действия химического агента на мембрану.

Аналогичное замечание  может быть сделано в адрес  любой схемы, группирующей мембранотропные агенты по характеру вызываемых ими функциональных сдвигов. Например, соединения, влияющие на транспорт веществ через мембрану, обычно разделяют по их влиянию на пассивный или активный перенос. Поскольку часто оба процесса зависимы, нарушение одного из них сказывается также и на другом.

Только немногие соединения действуют строго избирательно лишь на один «чувствительный» центр связывания; но если даже это и имеет место, то наступающая за этим реакция мембраны почти всегда носит сложный характер, обнаруживая сдвиги, характерные для различных типов мембранотропных эффектов по любой принятой классификации.

Поэтому влияние агента на мембрану редко ограничивается изменением какого-то одного структурного элемента, функции или одной регистрируемой характеристики. В общем случае реакция мембраны должна рассматриваться как некий многомерный показатель. Таким образом, рациональный способ параметризации этой реакции не может быть определен однозначно. Например, степень деструкции мембраны под действием детергента может быть охарактеризована количеством молекул детергента, связанных единицей поверхности мембраны, сдвигом осмотических отношений в системе «клетка-наружная среда», изменениями электрических параметров мембраны и т. д.

Использование каждой из этих характеристик для той или иной цели диктуется зачастую некими субъективными или случайными обстоятельствами, например, экспериментальными возможностями, целями исследования и т. д.

Схематически выделяют следующие типы мембранотропности  ксенобиотиков.

Во-первых, мембранная рецепция. Она может считаться доказанной, если установлено, что вещество не проникает внутрь клетки, избирательно накапливается в мембранах или специфически связывается, а также если эффекты отсутствуют в бесклеточных системах, по крайней мере в таких, которые не содержат мембранной фракции. Во всех этих случаях можно говорить о прямой (непосредственной) мембранотропности.

Во-вторых, стимуляция или  угнетение биосинтетических процессов, протекающих в мембранах. Под этим подразумевается изменение активности мембранных ферментов, скорости синтеза мембранных белков, липидов и т. д. Первичность или опосредованность эффекта оценивается в каждом случае отдельно.