Антибиотикорезистентность - феномен устойчивости штамма возбудителей инфекции к действию одного или нескольких антибактериальных препаратов. К формированию антибиотикорезистентности приводят различные генетические, молекулярные и физиологические механизмы у бактерий. Классическими считаются пять типов механизмов устойчивости бактерий к антибиотикам: модификация мишени, инактивация антибиотика, активное выведение антибиотика из микробной клетки (эффлюкс), нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки, формирование метаболического «шунта».
Случайные мутации
В 1952 г. микробиологами из Висконсинского университета Джошуа и Эстер Леденбергами опубликована работа, в которой было доказано, что феномен антибиотикорезистентности развился у микробов благодаря случайным мутациям, а не постепенно приобретаемой невосприимчивости. Частота таких мутаций составляет 1-2 клетки на миллион или десяток миллионов. Леденберги продемонстрировали, что устойчивость (или резистентность) к антибиотикам может развиваться в результате естественного отбора посредством случайных мутаций под воздействием антибиотиков. К настоящему времени накоплено немало фактов, свидетельствующих, что мутации действительно служат причиной формирования антибиотикорезистентности, однако механизм их возникновения неслучаен.
Существуют убедительные доказательства, что мутагенез у бактерий (как у любой живой клетки) - управляемый процесс. Конечно, бактерии не могут заранее спланировать и скомбинировать свои гены по заранее намеченному плану. Однако, если условия существования становятся невыносимыми (например, под воздействием антибиотиков), включаются механизмы, увеличивающие частоту возникновения случайных мутаций во всем геноме или в отдельных его участках. Например, у кишечной палочки E. coli обнаружены так называемые SOS-гены, включающиеся в экстренных случаях. Один из них - ген din B - кодирует склонную к ошибкам ДНК-полимеразу, и его активация приводит к резкому увеличению частоты мутаций. Формируются мутанты бактерий, часть из которых могут стать более жизнеспособными в сложившихся условиях (например, путем инактивации антибиотика или путем активного выведения антибиотика из клетки).
Конечно, склонные к ошибкам ДНК-полимеразы лишь увеличивают частоту мутаций, не влияя на их характер, который остается случайным. Тем не менее существование механизма «адаптивного мутирования» заставляет признать, что для живых организмов мутагенез не является не зависящей от них внешней силой, как полагали биологи еще пару десятков лет назад.