Исследовательский проект по теме: «Влияние антибиотиков на живые организмы».

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с.Хватовка Базарно – Карабулакского муниципального района Саратовской области»

Исследовательский проект по теме:

«Влияние антибиотиков на живые организмы».

Автор проекта: Федотова Екатерина, Обучающаяся 9 класса Руководитель: Галкина Нина Васильевна, учитель биологии

С.Хватовка, 2021г.

Оглавление

1. Введение 3

1.1. Актуальность темы 3

1.2.Цель: 3

1.3.Задачи исследования: 3

1.4. Гипотеза исследования. 4

1.5.Методы исследования: 4

1.6.Практическая направленность: 4

2.Теоретическая часть 5

2.1 История открытия антибиотиков в мире 5

2.2.История открытия антибиотиков в России 6

2.3. Классификация антибиотиков 6

2.4.Побочные действия антибиотиков на организм человека 8

3.Практическая часть 9

3.1. Влияние антибиотиков на прорастание семян фасоли и рост проростков 9

3.2. Анкетирование 9

4.Правила приема антибиотиков 10

Заключение 11

Список литературы и интернет - ресурсов 12

Приложение 1 13

Приложение 2 13

Приложение 3 14

Приложение 4 14

Приложение 5 15

Приложение 6 16

1. Введение 1.1. Актуальность темы

В современном мире приём антибиотиков стал настоящей эпидемией. Количество их, производимое фармацевтической промышленностью с каждым годом увеличивается. Бесконтрольный прием антибиотиков приводит к ряду побочных эффектов: разрушают микрофлору кишечника, вызывают заболевания печени и почек, неблагоприятно воздействуют на костный мозг. При разведении животных человек часто использует антибиотики для лучшего роста и развития. Употребляя в пищу такое мясо в организм поступают и антибиотики. В результате организм человека очень быстро к ним привыкает и поэтому при заболеваниях с применением антибиотиков врачу очень трудно подобрать нужное лекарство и его дозу. Несмотря на многообразие синтетических антибиотиков, бактерии быстро к ним приспосабливаются, и антибиотики утрачивают своё действие. В мире появились штаммы супербактерий, которые не восприимчивы ни к одному из существующих антибиотиков, поэтому изучение данной темы считаю актуальным.

1.2.Цель: изучить природные и искусственные антибиотики и выявить их влияние на живые организмы.

1.3.Задачи исследования:

1. Изучить литературу и ресурсы сети Интернет по данной теме.

2. Познакомимся с историей открытия антибиотиков в мире и России.

3. Познакомиться с классификацией антибиотиков и спектром их воздействия на организмы.
2. Исследовать действие природных и синтетических антибиотиков на живые организмы: растения, плесневые грибы.

3. Сравнить эффективность действия на живые организмы природных и синтетических антибиотиков.
4. Разработать принципы правильного применения антибиотиков

1.4. Гипотеза исследования.

Если мы получим положительные результаты нашего исследования, то эффективность природных антибиотиков будет доказана. Это заставит задуматься об их более широком применении их в медицине и сельском хозяйстве.

1.5.Методы исследования:

Анализ,синтез, анкетирование.

1.6.Практическая направленность:

Работу можно использовать на факультативах по биологии, классных часах.

2.Теоретическая часть

2.1 История открытия антибиотиков в мире

В 1928 году английский врач Александр Флеминг сделал открытие, которое положило начало новой эпохе в медицинской науке( Приложение 1). Он обратил внимание на то, что до него наблюдали многие микробиологи, но они не придавали значения обнаруженному явлению. На плотной питательной среде в чашке Петри исследователь выращивал колонии бактерий. Во время эксперимента случайно попавшая из воздуха спора гриба положила начало росту грибной колонии среди бактерий. Но самое важное заключалось в том, что вокруг грибковых микроорганизмов бактерии вдруг перестали размножаться. Флеминг предположил, что колония гриба выделяет в питательную среду вещество, препятствующее росту бактерий. Его догадка полностью подтвердилась. Позднее сотрудникам Оксфордского университета британцу ГовардуФлори и выходцу из Германии Эрнсту Чейну удалось выделить и определить структуру первого в мире антибактериального вещества, названного пенициллином по имени гриба-продуцента, относящегося к роду пенициллов. Так человечество приобрело орудие борьбы со многими смертельно опасными бактериальными инфекциями. Флеминг, Флори и Чейн в 1945 году получили за свое открытие Нобелевскую премию(Приложение 2). За пенициллином последовали открытия других антибактериальных веществ.

Термин «антибиотик» (в переводе с греческого – «против жизни») предложил в 1942 году американский микробиолог, уроженец России, специалист по микробиологии почвы ЗельманВаксман (Приложение 3). С его именем связано также открытие другого широко известного антибактериального вещества - стрептомицина, по сей день применяемого для лечения туберкулеза. И пенициллин, и стрептомицин вырабатываются почвенными микроорганизмами. Но существуют и другие организмы - продуценты антибактериальных веществ. В настоящее время известно около 30 000 антибиотиков природного происхождения, синтезируемых живыми существами различных таксономических групп.

Согласно наиболее распространенному в научном сообществе определению, антибиотиками называются вырабатываемые различными живыми организмами вещества, которые способны уничтожать бактерии, грибы, вирусы, обычные и опухолевые клетки или подавлять их рост. Но это не означает, что все существующие ныне антибиотики произведены живыми клетками. Химики давно научились улучшать, усиливать антибактериальные свойства природных веществ, модифицируя их с помощью химических методов. Полученные таким образом соединения относятся к полусинтетическим антибиотикам. Из огромного количества природных и полусинтетических антибиотиков в медицинских целях используют всего лишь около ста.

2.2.История открытия антибиотиков в России

Зинаида Ермольева- создала качественный отечественный антибиотик, оказавшийся в 1,4 раза действеннее англо-американского, она работала по двум направлениям: занималась изучением возбудителя холеры и разработкой отечественного препарата пенициллина. В годы Великой Отечественной войны основное количество смертей раненых бойцов приходилось на гнойно-асептические осложнения. Бороться с ними тогда не умели. Препараты зарубежного пенициллина союзники нам не продавали. Возглавлявшей тогда Всесоюзный институт экспериментальной медицины Ермольевой правительство поручило создать отечественный аналог антибиотика. И она это сделала. Так, в 1942 году появился первый советский антибактериальный препарат под названием «Крустозин», а уже в 1943-м его запустили в массовое производство. «Использование этого лекарства в армии резко снизило смертность и заболеваемость, связанную с гнойной инфекцией. Практически до 80% раненых стали возвращаться в строй. Изобретённый Ермольевой препарат в конце 40-х годов исследовали зарубежные учёные и пришли к выводу, что по своей эффективности он превосходит заокеанский пенициллин. Тогда Зинаида Ермольева и получила почётное имя - "Мадам Пенициллин". (Приложение 4)

2.3. Классификация антибиотиков

В зависимости от происхождения:

- Природные (натуральные). (Приложение 5)

- Полусинтетические- на начальное стадии производства вещество получают из натурального сырья, а затем продолжают искусственно синтезировать препарат.

- Синтетические. (Приложение 6)

Антибиотиками являются только препараты, полученные из натурального сырья. Все остальные медикаменты носят название «антибиотик» подразумевает все виды препаратов, способных бороться с живыми возбудителями болезни.

Из чего производят природные антибиотики?

- из плесневых грибов;

- из актиномицетов;

- из бактерий;

- из растений (фитонцидов)

- из тканей рыб и животных.

В зависимости от воздействия:

- антибактериальные.

- Противоопухолевые.

- Противогрибковые.

По спектру воздействия на то или иное количество различных микроорганизмов. (Приложение 8)

- Антибиотики с узким спектром действия.

Данные препараты предпочтительны для лечения, поскольку воздействуют целенаправленно на определенно вид (или группу) микроорганизмов и не подавляют здоровую микрофлору организма больного.

- Антибиотики с широким спектром воздействия.

По характеру воздействия на клетку бактерии.

- Бактерицидные препараты – уничтожают возбудителей болезни.

- Бактериостатики – приостанавливают рост и размножение клеток. Впоследствии иммунная система должна самостоятельно справиться с оставшимися внутри бактериями.

По химической структуре.

Для тех, уто изучает антибиотики, классификация по химическому строению является определяющей, поскольку структура препарата определяет его роль в лечении различных заболеваний.

Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы.

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на три группы

Бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться)

Бактерициды (бактерии умертвляются, но физически продолжают присутствовать в среде)

Бактериолитические (бактерии умертвляются, и бактериальные клеточные стенки разрушаются)

Классификация по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, состоит из следующих групп:

Макролиды - антибиотики со сложной циклической структурой. Действие – бактериостатическое. (Приложение 9)

Тетрациклины - используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза. Действие – бактериостатическое.

Аминогликозиды - обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов. (Приложение 11)

Левомицетины - Использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных осложнений - поражении костного мозга,

вырабатывающего клетки крови. Действие – бактерицидное. (Приложение 12)

2.4.Побочные действия антибиотиков на организм человека

Дисбактериоз кишечника. Антибиотики уничтожают не только болезнетворные, но и полезные бактерии (молочнокислые, бифидобактерии) , живущие в кишечнике. У здоровых людей в кишечнике живет более 500 видов микроорганизмов. Общая масса микрофлоры кишечника составляет от 1 до 3 кг. Больше всего микроорганизмов в толстой кишке, из них более 80 % биоценоза занимают анаэробные бактерии: лактобациллы, эубактерии, пептококки, пропионобактерии и др.

Бактерии симбионты стимулируют иммунную систему и местный иммунитет, производят разнообразные биологически активные соединения, подавляют рост патогенной микрофлоры. В результате нарушается пищеварение, развиваются диарея или запоры, опасные кишечные инфекции, нарушается синтез витаминов.

Авитаминоз– состояние развивающееся на фоне дисбактериоза. Микроорганизмы участвуют в синтезе витамина К, B12, B9 (фолиевой кислоты). Поэтому, после курса лечения антибиотиками рекомендуется прием витаминов и употребление кисломолочных продуктов, которые восстанавливают полезную микрофлору.

Инфекционно – токсический шок. Антибиотики разрушают клеточную стенку бактерий, при этом организм получает содержимое разлагающихся бактериальных клеток. Там содержатся ферменты, радикалы, белки бактерий, которые могут вызвать токсикоз.

Поражение тканей печени и почек из-за токсического действия антибиотиков.

Нейротоксический эффект характеризуется поражением нервной системы. В легкой форме – это головные боли, головокружение, повышенная возбудимость нервной системы. В тяжелом случае необратимые изменения слухового и глазного нерва, вестибулярного аппарата.

Аллергические реакции часто сопровождают прием антибиотиков, особенно в детском возрасте.

3.Практическая часть

3.1. Влияние антибиотиков на прорастание семян фасоли и рост проростков

Для опыта взяли семена фасоли. 3семя положили на влажную вату смоченную раствором бициллина, цефтриаксона, фитомицина в емкость (Проложение). Вели наблюдение в течение  7 дней. Результаты наблюдений представлены в таблице.(Приложение 13. Таблица 1)

На основании опыта мы выяснили, что антибиотики повышают всхожесть семян, ускоряют прорастание семян, проростки крупные, с  хорошо развитой корневой системой. Антибиотики  проникают в растения через корни и листья и распространяются по тканям, значительно повышая устойчивость растений к грибным и бактериальным болезням. В определённой концентрации антибиотики способны увеличивать всхожесть семян, ускорять развитие растения, стимулировать корнеобразование. Цефтриаксон

Бициллин

Фитомицин

3.2. Анкетирование

В опросе принимало участие 36 респондентов: обучающиеся 8-10 классов. Вопросы анкеты:

1. Что такое антибиотики?

2. При каких заболеваниях применяют антибиотики?

3. Применялись ли в вашем лечении антибиотики?

Результаты анкетирования (кол-во человек)

1. Да –26, нет – 10.

2. Да – 16, нет – 15

3. Да – 20, нет -14.

(Приложение 14)

4.Правила приема антибиотиков

-Любые антибиотики следует принимать только по назначению врача.

-Строго соблюдать время и кратность приема

-Четко следуйте инструкции по правильному приему конкретного лекарственного препарата, поскольку у различных антибиотиков различная зависимость от приема пищи: одни - следует принимать во время еды другие - выпивать за час до еды или спустя 1-2 часа после еды рекомендуется запивать любые лекарства только водой, чистой, негазированной не рекомендуется запивать антибиотики молоком и кисломолочными продуктами, а также чаем, кофе и соками (но есть исключения).

-Поскольку антибактериальные средства уничтожают полезные бактерии в организме  во время лечения стоит принимать препараты, которые восстанавливают естественную микрофлору кишечника. (, надо принимать пробиотики, употреблять кисломолочные продукты (отдельно от приема антибиотиков). Лучше эти препараты принимать в перерывах между приемом антимикробных средств.

-При лечении антибиотиками соблюдайте специальную диету. Стоит отказаться от жирных продуктов, жареных, копченостей и консервированных продуктов, исключить алкоголь и кислые фрукты. Прием антибиотиков угнетают работу печени, следовательно, пища не должна слишком нагружать печень. В рацион включайте больше овощей, сладких фруктов, белый хлеб.

Заключение

Антибиотики широко используются в современном сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Они  не разрушаются при тепловой обработке и способны накапливаться в живых организмах и продуктах питания. Большинство современных антибиотиков негативно влияет на живые организмы, нарушает их нормальную жизнедеятельность. Неправильное и чрезмерное использование антибиотиков приводит к их попаданию в природные экосистемы с током воды, навозом, почвой и т.д. и способно нарушать цепи питания в них. Бесконтрольное употребление антибиотиков человеком и животными может привести к мутациям у бактерий и возникновению стойкой резистентности к медицинским препаратам, что в свою очередь приведет к вспышке различного рода  инфекций.

Список литературы и интернет - ресурсов

1.Дьяков С.И., Чижов Н.П., Сидоренко С.В. Современные антибиотики и противовирусные препараты. Минск, Беларусь, 1988.

2.Желудова Т.П. Антибиотики. М.:АСТ; СПб.: Сова, 2006.

3.Михайлов И.Б., Маркова И.В. Чем можно заменить антибиотики. СПб, Изд-во «Диля», 2005.

4.Навашин С.М. Отечественному пенициллину 50 лет: история и прогнозы//Антибиотики и химиотерапия. 1994. Т.39, №1.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

№пробы	29.03	30.03	31.03	1.04	2.04	3.04	4.04
№1 - раствор бициллина	-	Семена набухли	Появление проростков	Проросло 2 семя	Проросло 3 семя	3 проростка	Проростки крупные, с хорошо развитой корневой системой
№2 – раствор цефтриаксона	-	Семена набухли	Появление проростков	Проросло 1 семя	Проросло 3 семя	2 проростка
№3 – раствор фитомицина	-	Семена набухли	Появление проростков	Проросло 3 семя	Проросло 3 семя	3 проростка

Приложение 6

18