Antibiotics | المضادات الحيوية

من عدة قرون والبشر يكافحون الأمراض المعدية. الكائنات الحية المسببة للأمراض حولنا طوال الوقت وأجهزتنا المناعية قوية في محاربة كثير منها. ولكن اكتشاف واستخدام المضادات الحيوية يعد من أحد أهم تطورات الطب الحديث وهذا موضوعنا اليوم

كالعادة، ساعدونا بنشر المقال على تويتر و فيسبوك ولا تنسوا أن تنضموا لقائمتنا البريدية بإضافة إيملاتكم على يمين الشاشة

Humans have been fighting infectious diseases for centuries. Pathogens are around us all the time and our immune systems are effective in fighting many of them. However, the use of antibiotics is one of the milestones of modern science and that’s what we are going to talk about today.

As always, help us by sharing this article on Twitter and Facebook and don’t forget to sign up for our mailing list on the right hand side of the screen.

Alexander Fleming Discoverer of Penicillin; the first antibiotic| ألكسندر فليمنغ مكتشف البنسلين؛ أول مضاد حيوي

Alexander Fleming Discoverer of Penicillin; the first antibiotic| ألكسندر فليمنغ مكتشف البنسلين؛ أول مضاد حيوي

Historically, Ancient Egyptians have detailed and documented methods for treatments of diseases, some of which include plant and animal extracts, but without any definitive or large scale, what we call today, clinical success. In 1895 a physician from Italy named Vincenzo Tiberio discovered that the fungus Penicillium killed bacteria in water wells. In the following years, scientists were searching for other antibacterial chemicals from fungi.

Penicillium | البنسيليوم

Penicillium | البنسيليوم

However, it wasn’t until 1928 that the Scottish biologist Alexander Fleming famously observed the growth of Penicillium on a bacteria filled petri dish stopping the bacterial growth. The story of the discovery by Alexander Fleming is romanticized; how he sneezed and the petri dish got contaminated with the mold. In another version, how he left the window open and the dish got contaminated. The true story is not well documented, but it is not as relevant as what came out of the discovery. Alexander Fleming pursued his observation, he prepared what he called “mold juice” and tested on animals and humans and published his research in 1929 where he named the bacterial killing substance Penicillin, since it came from the mold Penicillium.

But without a chemist, he could not develop the research further. He could not isolate and purify Penicillin. Furthermore, the mold was very difficult to grow and maintain. It was not until years later, 1942, that Penicillin was purified by Howard Florey and Ernst Chain and successfully produced what is now called Penicillin G in commercial quantities. Penicillin shows very effective antibacterial properties and very low human toxicity, making it a revolutionary drug against bacterial infections. Florey, Fleming, and Chain won the 1945 Nobel prize for their research.

Ernst Chain | ايرنست تشين

Ernst Chain | ايرنست تشين

From there, more antibiotics were either discovered in organisms, or synthesized in the lab. Humans thought that they won the fight against infectious diseases. It is of no surprise that since the 1940s the global human population started to grow exponentially. There are many factors that cause this sudden increase in human population from 2 billion to 7 billion in approximately just 70 years, but the main factor is increased human health as a result of lower death from bacterial infections.

Now let us be clear about something. Antibiotics are not the miracle drug that kills all infectious diseases. First of all, infectious diseases are caused by either bacteria (Tuberculosis, Meningitis, Bubonic Plague, Cholera, Syphilis etc…), or viruses (Influenza, HIV, Common Cold, Dengue Fever, Herpes etc…), or Fungus (Athlete’s Foot, Tinea Barbae, Thrush etc…), or Parasites (Malaria, Sleeping Sickness, Tapeworm etc…). Antibiotics kill bacteria only.

If you have the flu (a virus), and you take antibiotics, you will not get better because antibiotics do not kill viruses. This leaves us with this question: why do some doctors prescribe antibiotics to people who are infected by the flu virus - a practice that might prove harmful in the long run? To answer this we have to understand how the body reacts to influenza. The body’s immune system takes approximately a week to get rid of the flu virus. The process will use a lot of energy and immune cells and will damage some of the body’s tissues; especially lung tissue. We are prescribed antibiotics in order to prevent a secondary attack by bacteria that might infect this damaged tissue. Complicated with a weakened immune system, we need to protect ourselves from this secondary infection.

Taking too many antibiotics is also dangerous, again they protect against bacterial infections. But in our bodies we have beneficial bacteria. Our digestive system contains 2 kg of “good” bacteria called the gut micro-flora. Micro-flora helps digest some food we cannot digest ourselves, gives us some vitamins, and occupies our guts’ surfaces and prevents dangerous bacteria from infecting us. Taking too many antibiotics would kill this beneficial bacteria and would make us vulnerable to serious gut bacterial infections.

So antibiotics do have some limitations, their success is why today fewer people with access to medical support die from bacterial infections. However, our fight against bacteria goes thousands of years, and they have not given up the fight yet.

Bacteria are smart, and they are fighting back by developing antibiotic resistance. First of all, they have a unique communication system called Bacterial Conjugation. It is a very complex mechanism, but simply put, they can communicate together by exchanging genes through a small piece of DNA called the plasmid; it includes some part of their genes. These plasmids can be exchanged between any type of bacteria, whether they are related or not. Meaning, if one type of bacteria out in the wild has resistance to an antibiotic, it can transmit that resistance to other bacteria that do not have it. In effect, the new bacteria will learn from the older ones how to resist antibiotics. It is like having a computer with an old program and updating this program by copying it from another computer.

Mycobacterium tuberculosis | متفطرة سلية

Mycobacterium tuberculosis | متفطرة سلية

Second, they reproduce very quickly, thus they are capable of evolving in a short period of time. Fighting an infection, you might kill 99.99% of the infecting bacteria. The surviving 0.01% bacteria evolve to resist the used antibiotic. Eventually, they will grow and re-infect you. The problem is that this time that same antibiotic will not affect them. Moreover, you could infect others and they will not be able to treat the infection. This has happened on several diseases - most notably multi-drug-resistant tuberculosis (MDR-TB) and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA).

That is why when a doctor prescribes an antibiotic to a patient, a patient has to complete the therapy course, usually finish the entire antibiotic packet. It is designed to kill all the bacteria and make sure non are left to develop resistance. patients who do not follow good doctors’ instructions end up harming themselves and other around them, including their families.

Today, bacteria are developing antibiotic resistance faster than we can discover or invent new antibiotics, and if we do not control this resistance, we might be at risk that one day our antibiotics might no longer be effective against them, and we return back to dying from bacterial infections.  Finally, each type antibiotic is effective against a certain type of bacteria but completely ineffective against another type. Hence, people should not take these antibiotics without a proper medical advice.

Follow us on Twitter and Facebook for more articles like this. Also, don’t forget to sign up for our mailing list.

References:

المصادر

1) http://www.bbc.co.uk/news/health-25654112

2) http://en.wikipedia.org/wiki/Antibacterial

3) http://en.wikipedia.org/wiki/Antibiotic_resistance

4) http://en.wikipedia.org/wiki/Bacterial_conjugation

6) http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs194/en/

7) http://www.sciencedaily.com/articles/a/antibiotic_resistance.htm

من ناحية تاريخية، الفراعنة اكتشفوا ودونوا أساليب لعلاج الأمراض، التي تشمل بعض من المستخلصات النباتية والحيوانية، ولكن من دون أي نطاق مؤكد أو واسع،أو ما نسميه اليوم، نجاح طبي. في عام 1895 طبيب من إيطاليا يدعى فينتشنزو تيبيريو اكتشف أن فطر البنسليوم يقتل البكتيريا في مياه الآبار.في السنوات اللاحقة، بحث العلماء عن مواد كيميائية مضادة للجراثيم من فطريات

Ebers Papyrus | مخطوطة ايبرس الفرعونية

Ebers Papyrus | مخطوطة ايبرس الفرعونية

لم يتم العثور علي هذه المواد حتى عام1928. حيث استطاع عالم الأحياء الاسكتلندي الكسندر فليمنغ ملاحظة نمو البنسليوم على طبق مخبري مما أوقف نمو البكتيريا. قصة اكتشاف الكسندر فليمنغ أصبحت نادرة يتندر بها المؤرخين؛ كيف انه عطست على الطبق فتلوث بالفطر، أو كيف انه ترك النافذة مفتوحة فتلوث الطبق. لم يتم توثيق القصة جيداً. ليست مهمة القصة لكن المهم هو ناتج الاكتشاف. الكسندر فليمنغ سعى رواء ملاحظته، وحضر ما أسماه عصير العفنواختبره على الحيوانات والبشر، ونشر أبحاثه في عام 1929 حيث سمى المادة الكيميائية اللتي تقتل البكتيرية مادة البنسلين، لأنها جاءة من فطر البنسليوم.

Penicillium Under a Microscope | البنسيليوم تحت المجهر

Penicillium Under a Microscope | البنسيليوم تحت المجهر

ولكن من دون عالم كيميائي مختص، لم يستطع تطوير البحث. لم يتمكن من عزل وتنقية البنسلين. علاوة على ذلك، كان من الصعب جداً أن ينمّي الفطر والحافظ عليه. لم يكن حتى بعد سنوات، في عام 1942، أن البنسلين نُقي من قبل العالمان هوارد فلوري وإرنست تشين بنجاح وأنتجوا ما يسمى الآن البنسلين ج بكميات تجارية. يظهر البنسلين خصائص مضادة للجراثيم فعالة جداً وسميته منخفضة ضد الإنسان، مما يجعله دواء ثوري ضد الأمراض البكتيرية. فاز فلوري وفلمينغ وتشين جائزة نوبل لعام 1945 لأبحاثهم.

Howard Florey | هوارد فلوري

Howard Florey | هوارد فلوري

ومنذ ذلك الوقت، تم اكتشاف مضادات الحيوية أخرى. هذه المضادات استخلصت من كائنات الحية أو تم توليفها في المختبر. نجاح هذه المضادات باهر لدرجة أنه بدا أن البشر قد انتصروا في المعركة ضد الأمراض المعدية. لدرجة أنه لم يكن من المفاجئ أنه منذ أربعينات القرن السابق بدأ عدد سكان العالم ينموا بسرعة، من 2 بليون إلى 7بليون خلال السبعين سنة الماضية. هناك العديد من العوامل التي تسببت بهذا النمو المفاجئ، ولكن العامل الرئيسي هو زيادة صحة الإنسان نتيجة لانخفاض الوفيات الناجمة عن الأمراض البكتيرية.

قبل أن نكمل موضوعنا يجب أن نوضح شيئا ما. هذه المضادات الحيوية ليست الأدوية الفتاكة التي تقتل جميع الأمراض المعدية. أولاً، الأمراض المعدية تكون إما عن طريق البكتيريا (السل، الحمى الشوكية، الطاعون، الكوليرا، الزهري إلخ …)، أو الفيروسات (الأنفلونزا، فيروس نقص المناعة البشرية، نزلات البرد، حمى الضنك، حلأ بسيط إلخ …)، أو فطر (سعفة القدم، سعفة اللحية، داء المبيضات إلخ …)، أو الطفيليات (الملاريا، داء المثقبيات الأفريقي، الدودة الشريطية إلخ …). من بين كل هذه الأمراض، المضادات الحيوية نافعة ضد الأمراض البكتيرية لأنها قادرة على قتل البكتيريا فقط.

Influenza Virus | فيروس الانفلوينزا

Influenza Virus | فيروس الانفلوينزا

إذا كان لديك انفلونزا (مرض فيروسي)، وأخذت مضادات الحيوية، لن تتعافى بشكل أسرع، لأن المضادات الحيوية لا تقتل الفيروسات. فلماذا يصف بعض الأطباء المضادات الحيوية للأشخاص الذين يعانون من الأنفلونزا؛ مع العلم أن هذا الفعل قد يضر البشر على الممدى البعيد؟ ذلك لأن جهاز المناعة في الجسم يستغرق حوالي أسبوع للتخلص من فيروس الانفلونزا، وفي العملية يستنزف الكثير من الطاقة، وخلايا المناعة، وينتج أضرار في بعض أنسجة الجسم (وخاصة أنسجة الرئة) حتى يدمر الفيروس. هذا يضعف جهاز المناعة وفيصبح غير قادر على المقاومة في حال عدوى ثانوية أخرى.فتصبح أية بكتيريا أقوى من العادة فتصيب الرئتين مستغلة ضعف الجهاز المناعي وأنسجة الرئة التالفة، فلحماية أنفسنا من هذه العدوى الثانوية نأخذ المضادات الحيوية خلال بعض الأمراض الفيروسية

أخذ الكثير من المضادات الحيوية أيضاً مضر لنا، صحيح أنها تحمينا ضد الأمراض البكتيرية، لكن في أجسامنا لدينا بكتيريا مفيدة. في الواقع يحتوي الجهاز الهضمي 2 كم من البكتيريا “النافعة” تدعا النبيت المعوي، التي تساعد على هضم بعض المواد الغذائية التي لا يمكننا هضمها وتعطينا بعض الفيتامينات وتحتل سطح الأمعاء فتمنع البكتيريا الضارة من الالتصاق بها. وبالتالي تحمينا من البكتيريا الضارة في جهازنا الهضمي. أخذ الكثير من المضادات الحيوية يقتل البكتيريا المفيدة وهذا يجعلنا معرضين للعدوى البكتيرية الخطيرة في الأمعاء

لذلك المضادات الحيوية لديها بعض القيود، نجاحها هو سبب قلة الوفيات من الأمراض البكتيرية للذين يحصلون على الدعم الطبي. ولكن تذكر، حربنا ضد البكتيريا بدأت من آلاف السنين، ولم يستسلموا بعد

Bacterial Conjugation | اقتران بكتيري

Bacterial Conjugation | اقتران بكتيري

البكتيريا ذكية، والآن يقاومونا من خلال تطوير أنفسهم لمقاومة المضادات الحيوية. في المقام الأول، لديهم نظام اتصال فريد من نوعه يسمى الاقتران البكتيري، هي آلية معقدة جداً لكن ببساطة يمكنهم التواصل مع بعضهم البعض من خلال تبادل الجينات عن طريق قطعة صغيرة من الحمض النووي تسمى البلازميد؛ يحتوي هذا البلازميد على بعض الجينات. يمكن للبكتيريا تبادل البلازميد، وما فيها من جينات، بينها وبين أي نوع من البكتيريا، سواء كانت الببكتريا الأخرى ذو صلة لها تصنيفياً ام لا. فهذا يعني أنه إذا وجد نوع واحد من البكتيريا في الطبيعة لديها مقاومة لمضاد حيوي معين، فإنها تستطيع اعطاء هذه المقاومة إلى بكتيريا أخرى ليس لديها مقاومة لمضادات حيوية معينة، فتمنحهم المقاومة. مثل وجود جهاز كمبيوتر ببرنامج قديم وتأخذ برنامج جديد من كمبيوتر آخر ، وتثبته في كمبيوتر

MRSA | العنقوديات الذهبية المقاومة للمثسلين

MRSA | العنقوديات الذهبية المقاومة للمثسلين

في المقام الثاني، البكتيريا تتكاثر بسرعة كبيرة، فبالتالي هي قادرة على التطور في فترة قصيرة. إذااستطعت قتل 99.99٪ من البكتيريا اللتي أتصابتك، تستطيع0.01٪ من البكتيريا الباقية على قيد الحياة أن تتطور لمقاومة المضاد الحيوي. نتيجة لذلك، عند نمو البكتيريا مرة أخرى وتعيد اصابتك بالعدوى ستنافس المضاد الحيوي الذي قد لا يؤثر عليها، وقد تعدي أشخاص آخرون ولن يستطيعوا معالجة المرض. وحدث هذا في عدة أمراض متعددة كالسل المقاوم للأدوية والـبكتيريا العنقودية التي استطاعت تطوير نفسها لمقاومة أنواع كثيرة من المضادات الحيوية

ولذلك عندما يصف طبيب مضادات حيوية لمريض، على المريض إكمال العلاج لنهايته، عادة بأخذ الدواء حتى نتنهي علبة المضاد الحيوي. فهي مصممة لقتل جميع البكتيريا في نهاية العلاج وتتأكد من عدم ترك بعض البكتيديا لتطوير مقاومة. المرضى الذين لا يتبعون تعليمات الأطباء الجيدين قد يعرضوا أنفسهم والآخرين من حولهم للإيذاء.

اليوم البكتيريا تتطور وتقاوم المضادات الحيوية أسرع مما يمكننا اكتشاف أو ابتكار مضادات حيوية جديدة، وإذا لم نتحكم في هذه المقاومة قد نصل الى يوم من الأيام أن جميع المضادات الحيوية لدينا لا تكون فعالة ضد البكتيريا، ونعود مرة أخرى إلى الوفاة من الأمراض البكتيرية. أخيرا، نحب أن ننوه أن المضادات الحيوية لها أنواع مختلفة وكل نوع له تأثير على نوع معين من البكتيريا وقد لا يؤثر بتاتا على نوع آخر. فلا يجدر بالناس أن يتناولوها إلا بعد استشارة الطبيب المختص

تابعنونا على تويتر و فيسبوك للمزيد من المقالات. ولا تنسوا أن تشتركوا بقائمتنا البريدية

 

  • Tabun Tabun

    معلومات قيمة
    شكرا لكم