Исследовательская работа: «Антибиотики»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия № 1 имени Героя Советского Союза В.Н. Тимонова Карасукского района Новосибирской области

Исследовательская работа

по теме: «Антибиотики: за и против»

Выполнила:Гейджаева Лейла,

ученица 10-б класса, 23.09.2001

Руководитель: Кривцова О.В.,

учитель химии

Карасук –2018

Содержание

Введение……………………………………………………………………….3

Глава I Общая характеристика антибиотиков

1.История изучения…………………………………………………………….4

2.Свойства антибиотиков…………………………………………………...…5

3.Классификация ……………………………………………………………....5

Глава II Применение антибиотиков

1.В медицине……………………………………………………………………6

2.В пищевой промышленности и в сельском хозяйстве ……………………6.

3.Вредное воздействие антибиотиков ………………………………………..7

Глава III Практическая часть

1.Качественные реакции на антибиотики…………………………………….8

2.Наличие антибиотиков в продуктах питания………………………………8

3. Исследование сока чеснока на наличие природного антибиотика……….8

4. Действие антибиотиков на живые организмы……………………………..9

ГлаваIVПриродные антибиотики………………………………………….10

Заключение………………………………………………………………..…13

Список литературы..............……………………………………………….…14

Приложение………………………………………………………………..….15

Введение

На протяжении многих веков человечество атаковали многочисленныеинфекции, унося миллионы жизней. И после того, как было доказано, чтоинфекционные заболевания вызываются болезнетворными бактериями, ещепочти сто лет не существовало хороших антибактериальных средств. Спасениепришло лишь в двадцатом веке с появлением антибиотиков. Появление этихпрепаратов произвело настоящую революцию в медицине, так как врачивпервые получили возможность эффективно лечить инфекционные заболевания[2]. Однако, спустя некоторое время об антибиотиках заговориликак о враге, убивающем все живое. И до сих пор ученые умы не могут прийти коднозначному мнению, что же такое антибиотики - добро или зло.

Цель работы – Изучить влияние антибиотиков на живые организмы

Задачи исследования.

1.Познакомиться с историей открытия антибиотиков

2.Рассмотреть принцип классификации антибиотиков

3. Изучить свойства антибиотиков и их применение человеком

4.Определить влияние антибиотиков на биологические объекты

Объект исследования: антибиотики

Предмет исследования: воздействие антибиотиков на живые организмы.

Актуальность:в современных средствах массовой информации тема

вредного воздействия антибиотиков на организм поднимается постоянно, нонеобходимость применения их в лечении заболеваний неоспорима, междутем использование антибиотиков в пищевой промышленности вызываетстойкий иммунитет у бактерий к антибиотикам, что затрудняет лечение многихзаболеваний.

Официально с января 2018 года антибиотики возможно приобрести в аптечных киосках только по рецепту врача. Бесконтрольнаяпродажа препаратов наказывается законом.Мы решили в этом разобраться.

Гипотеза:Антибиотики с одной стороны - приносят пользу, так как

уничтожают вредные бактерии, но с другой стороны - чрезмерное

использование антибиотиков негативно влияет на биологические объекты.

Необходимо соблюдать определённые правила и меры предосторожности виспользовании антибиотиков.

Методы исследования:

1. Изучение и анализ литературы

2. Эксперимент

3. Наблюдение

Глава I Общая характеристика антибиотиков

1. История изучения

В 1928 году Александр Флеминг проводил рядовой эксперимент в ходеисследования болезнетворных бактерий. Вырастив колонии стафилококков, онобнаружил, что некоторые из них заражены обыкновеннойплесенью Penicillium, которая растёт на лежалом хлебе, делая его зелёным.Вокруг каждой колонии плесени была область, в которой бактерий не было.Флеминг сделал вывод, что плесень вырабатывает вещество, убивающеебактерии, которое он назвал «пенициллин». Это и был первыйсовременныйантибиотик, о котором Флеминг доложил 13 сентября 1929 года на заседанииМедицинского исследовательского клуба при Лондонском университете.Однако даже после опубликования статьи сообщение не вызвало у медиковэнтузиазма. Дело в том, что пенициллин оказался очень нестойким веществом,он разрушался даже при кратковременном хранении[2].Термин «антибиотик» был предложен в 1942 г. С. А. Ваксманом дляобозначения веществ, образуемых микроорганизмами и обладающихантимикробным действием.

Антибио́тики (от др.-греч. анти — против +биос — жизнь) — вещества природного или полусинтетическогопроисхождения, подавляющие рост живых клеток, чаще всегопрокариотических или простейших. [2]

Зинаида Виссарионовна Ермольева — руководитель лаборатории, в

которой был впервые получен первый отечественный антибиотик. Это было в1943 год. Шла Великая Отечественная Война. Тысячи раненых в госпиталях.Не просто повальная нехватка медикаментов, но и отсутствие элементарныхсанитарных условий для оказания помощи раненым. Многие погибают не отран, а от заражения крови. После серии успешных опытов на мышах, свинках ижеребятах начались срочные клинические испытания в столичных госпиталях.Ободренное положительными результатами, в 1943 году правительстворазрешает организацию производства пенициллина на одном из московскихзаводов.

С получением пенициллина как препарата (1940 год) возникло новоенаправление в науке – учение об антибиотиках. К настоящему времени их

описано почти 7000 (образуемых лишь микроорганизмами); при этом толькооколо 160 используется в медицинской практике. [3]

Антибиотики природного происхождения чаще всего продуцируются

актиномицетами, реже — немицелиальными бактериями.

2.Свойства антибиотиков

Все антибиотики обладают совершенно уникальными свойствами.

Одно из таких свойств - избирательность действия против болезнетворных

микроорганизмов в условиях макроорганизма. Например, пенициллин -

губителен для гонококков, стрептококков, но безопасен для дизентерийной икишечной палочки. Полимиксин - безвреден для кокков, но уничтожает

палочки. Левомицетин и ампициллин - антибиотики широкого спектра

действия, которые действуют и на те, и на другие бактерии .[5] Антибиотикиобычно не воздействуют на вирусы и поэтому бесполезны при лечениизаболеваний, вызываемых вирусами (например, грипп, гепатиты A, B, C,ветряная оспа, герпес, краснуха, корь).

Многочисленные экспериментальные исследования в России показали,что большинствоиспользуемых антибиотиков хорошо проникает в тканирастений через корни, стебли, листовую поверхность, впитывается в семена [6].

Скорость проникновения в растение так же определяется свойствами

антибиотика.

3.Классификация антибиотиков

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можноразделить на две группы:

- бактериостатические (бактерии остаются живы, но не в состоянии

размножаться). В таком случае количество бактерий уменьшается по мере

естественного отмирания, а также под воздействием иммунной системы

человека

- бактерицидные (бактерии погибают, а затем выводятся из организма).

Они разрушают бактерии полностью, быстро и в больших количествах. В

качества примера можно привести ампициллин, гентамицин, пенициллин.

Классификация по химической структуре, которую широко используют вмедицинской среде:

- Пенициллины — вырабатываются колониями плесневого грибка

Penicillinum;

- Цефалоспорины — обладают схожей структурой с пенициллинами.Используются по отношению к пенициллинустойчивым бактериям.

- Тетрациклины — используются для лечения инфекций дыхательных и

мочевыводящих путей, лечения тяжёлых инфекций типа сибирской язвы,

туляремии, бруцеллёза. Действие — бактериостатическое.

- Противогрибковые антибиотики — разрушают мембрану клеток грибкови вызывают их гибель. Действие — литическое. Постепенно вытесняютсявысокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами [5]

Глава II. Применение антибиотиков

1.В медицине

Антибиотики представляют собой самую многочисленную группулекарственных средств. Они используются для предотвращения и лечения

воспалительных процессов, вызванных бактериальной микрофлорой. Антибиотики незаменимы при остром развитии болезни - ангины и пневмонии.Без применения антибиотиков нередко развиваются серьезные осложнения,например, после ангины, не леченной антибиотиками, могут возникнутьпоражения сердца (ревматизм, миокардит) и почек (гломерулонефрит), а послеострых заболеваний (пневмонии, гайморита и др.) очень часто формируютсяхронические вялотекущие заболевания(хроническая пневмония,хроническийгайморит, хроническая инфекция мочевыводящих путей) [3]. Некоторыеантибиотики используются в качестве противоопухолевых) препаратов прилечении онкологических заболеваний.В настоящее время ведутся активные работы по изысканиюантибиотиков нового поколения, эффективных при лечении вирусных ираковых заболеваний.

2.В сельском хозяйстве и пищевой промышленности

При хранении пищевых продуктов происходит их порча, вызываемая

развитием микроорганизмов. Для борьбы с вредной микрофлорой наряду с

физическими методами применяют химические, в том числе с использованиемантибиотиков.

Применение антибиотиков при хранении и транспортировке молока

без охлаждения позволяет удлинить сроки хранения до четырех суток при 30°С.

В растениеводстве антибиотики используются в качестве гербицидов,

инсектицидов, стимуляторов роста растений. Наиболее эффективным в борьбес болезнями растений является метод опрыскивания. Сохранение свежего мяса, рыбы и птицы затруднено из-за того, что эти

продукты - идеальная среда для развития микроорганизмов, поэтому

антибиотики используют для консервации мяса, рыбы, птицы, плодов, овощейи др.

Антибиотик скармливают животным непосредственно перед убоем иливводят его под давлением в сонную артерию сразу же после убоя. Это

позволяет увеличить срок хранения свежего мяса до 2-3 суток и улучшить еговнешний вид, запах, окраску. Эффективно также опрыскивание разделанных иохлажденных говяжьих туш раствором антибиотика. Добавка антибиотикаудлиняет срок хранения мясного фарша [1].

Применение антибиотиков позволяет значительно удлинить сроки

хранения свежей рыбы. Рыбу погружают в раствор антибиотика на 1-5 мин.Увеличиваются также сроки хранения рыбы при содержании ее на дробленомльду, содержащем 1-2 мг/л хлортетрациклина.

Подобные методы применяют для удлинения сроков хранения птицы.

В отдельных случаях сроки хранения удается увеличить в 2-3 раза.[7]

Так как антибиотики имеют свойства накапливаться в тканях

организма, то при варке любого мяса необходимо сливать первую воду послезакипания, так как все антибиотики и другие вет.препараты переходят внеизменном состоянии в бульон.

3.Вредное воздействие антибиотиков

Все антибиотики обладают побочными действиями. Остановимся на

основных нежелательных последствиях их приема, в том числе с пищей:

Аллергические реакции.Проявляться они могут по-разному, чаще всего это

кожная сыпь и зуд. Аллергию могут вызывать любые антибиотики, но наиболеечасто это цефалоспорины, бета-лактаны и пенициллины;

Токсическое воздействие.Особенно уязвима в этом отношении печень, выполняющая в организме функцию очистки крови от ядов, и почки, через

которые происходит выведение токсинов из организма.

Диарея.Прием антибиотиков может привести к дисбактериозу, одним из

проявлений которого является именно диарея. При кишечных расстройствахантибиотики если и принимаются, то только по назначению врача послеточного выявления возбудителя;

Подавление иммунитета.Иммунитет это защитные силы организма, его

«оборона», оберегающая организм от вторжения болезнетворных агентов.

Подавление иммунитета ослабляет естественную защиту организма, вот почемуантибиотикотерапия не должна быть чрезмерно длительной[7].

Вирусные заболевания, включая грипп, которые врачи объединяют

названием ОРВИ, а люди, не связанные с медициной, называют простудой, антибиотики не лечат. Антибактериальные препараты не действуют на вирусы,мало того, они снижают иммунитет, который является основным

противовирусным инструментом;

Глава III Практическая часть

1. Качественные реакции на антибиотики.

В ходе эксперимента сравнили строение лекарственных препаратов с

известными нам соединениями (фенолами, продуктами гидролиза белков ) ивыявили схожесть структуры фрагментов их молекул. Опираясь на теориюстроения органических соединений А. М, Бутлерова мы сделали вывод о том,что близкие по строению вещества проявляют сходные химические свойства.

Взяли антибиотики : тетрациклин, ампициллин и цефалексин массой

50 мг, растолкли в ступке пестиком, затем добавили 5 мл воды и

профильтровали.

1. В раствор с тетрациклином добавили 2 капли хлорида железа (III):

в присутствии тетрациклинов появляетсязеленовато-коричневое

окрашивание,что говорит о наличии фенольной группы .

2. В раствор ампициллина добавили раствор гидроксида натрия и

сульфата меди. Появляется фиолетовое окрашивание, характерное для

биуретовой реакции, постепенно окраска изменяется на бурую.

3. В раствор цефалексина добавили раствор гидроксида натрия и

сульфата меди. Появляется сине-фиолетовое окрашивание, вследствие

образования комплексного соединения

2. Наличие антибиотиков в продуктах питания

В стерильную емкостьналиваем 100 мл молока, добавляем чайную ложку свежей сметаны. Через 3-4часа смотрим на результат: если ингибиторы отсутствуют - у нас получаетсяпростокваша. Согласно технологическому регламенту качества молока,определенная доля антибиотиков официально допустима – в сотых-тысячныхдолях процентов.

Для определения антибиотика были взяты пробы молока от трёх

производителей: «Верх-Ирмень», «Простоквашино», «Домик в деревне», в

каждую пробу добавили 1 ложку сметаны.

«Верх-Ирмень» молоко свернулось через 4 часа, «Простоквашино» через

12 часов, а «Домик в деревне» свернулось только на 3 сутки, следовательноантибиотик выше нормы содержится в молоке «Простоквашино»,«Домик вдеревне». Проверка данной пробы хлоридом железа дало окрашивание в бурый

цвет, предположили наличие либо ампициллина, либо тетрациклина.

3. Исследование сока чеснока на наличие природного

антибиотика.

В пробирку добавила 1 мл фильтрата сока чеснока, прибавила 1 мл

раствора хлорида бария. Наблюдала образованиебелого осадка тиосульфатабария. Осадок образуется медленно. Эта реакция доказывает наличиеприродных антибиотиков в чесноке, так как мы знаем, что при взаимодействиисульфатной кислоты и хлорида бария выпадает осадок белого цвета сульфата

бария.

1. Действие антибиотиков на живые организмы

1) Выращивание бактерий на питательной среде

На питательной среде ( мясной бульон) вырастили колонии бактерий.

Предварительно ватной палочкой взяли смывы с ручки дверей в школе, с

парты, пробу воздуха (в течение 7 минут), затем поместили их на питательнуюсреду в чашке Петри, чашки закрыли стеклянными крышками, убрали в тёплое

место (t=37)

Через сутки появились бактерии.

2) Действие антибиотиков на бактерии

Взяли антибиотики тетрациклин, цефалексин, пенициллин и

подействовали ими на бактерии. Колонии бактерий рассмотрели в микроскоп,предварительно окрасив их метиловым оранжевым, увеличение микроскопа1200. Наблюдали бактерии: кокки, диплококки, стрептококки.

Выводы: Бактерии погибли быстро после действия антибиотика. Колония бактерий растет до тех пор, пока ей этопозволяет делать концентрация антибиотиков. При каждом увеличенииконцентрации основная масса бактерий гибнет, но всегда остается небольшаягруппа, которой удается адаптироваться и выжить благодаря удачномунакоплению генетических изменений. Когда число таких мутантов возрастает,их потомки мигрируют в области с еще более высокой концентрациейантибиотиков. Значит, бактерии приспосабливаются к антибиотикам, а значит

необходимо получение новых антибиотиков.[4]

3) Влияние антибиотиков на рост растений. Для эксперимента были выбраны два растения хлорофитума. Наблюдения проводились в течение нескольких месяцев. Сначала растения росли нормально. При дальнейшем поливе раствором пенициллина наблюдаем истончение корня и последующую гибель растений. Проростки, поливаемые водой,развиваются нормально

Вывод: Антибиотики первоначально улучшают рост растений, а затем вызывают гибель растений.

Глава IV. Природные антибиотики

Многие растительные и животные продукты обладают выраженной антибиотической активностью, при этом у каждого из них свой «спектр действия», как и у синтетических антибиотиков. Кроме того, у природных средств есть грандиозное преимущество – их антибиотические вещества не имеют побочных эффектов, да и стоят дешевле медикаментозных препаратов.

В список лучших природных антибиотиков:

Базилик – нежное травянистое растение, родом из Азии. Практически универсальный природный антибиотик, обладает дезинфицирующими и бактерицидными свойствами и защищает организм от различных инфекций.

Брусника - зимне-зелёный кустарничек семейства Вересковые. В ее плодах содержится бензойная кислота – натуральный консервант. В среде, создаваемой этой кислотой, болезнетворные бактерии теряют способность к развитию и размножению. Именно бензойная кислота и превращает бруснику в антибиотик, обусловливая ее противовоспалительное действие. Применение брусники оправдано при лечении заболеваний мочевыделительной системы – особенно циститов. Кроме того, брусника усиливает активность антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, поэтому её рекомендуют лихорадящим больным, а также для повышения аппетита после перенесенных тяжелых болезней и травм.

Голубика - мелкий кустарник высотой до 1метра с серыми гладкими изогнутыми ветвями. Плоды этого растения содержат вещество, подобное аспирину, который обладает болеутоляющим и жаропонижающим действием.

 Гранат – фрукт южный, родом из Средней Азии, и хотя не растёт в средней полосе, давно перестал быть для нас экзотом. Гранатовый сок хорошо помогает при простудных заболеваниях: респираторных инфекциях, ангине, кашле, борется с высокой температурой, является противовоспалительным средством.

Грейпфрут считается одним из самых полезных фруктов. Причем лечебный эффект настолько мощный, что ученые по силе воздействия однозначно поставили экстракт на одну ступеньку с химическими антибиотиками. Например, как установили ученые, экстракт из зерен грейпфрута активен против 800 штаммов бактерий и против 100 видов грибков. При этом в отличие от синтетических антибиотиков, он еще активен против вирусов и не имеет побочных эффектов (но индивидуальную непереносимость учитывать в любом случае нужно).

. Имбирь - это растение травянистое, многолетнее, имеет ароматно пахнущие корни в виде различных причудливых фигурок. Корень имбиря обладает антимикробным, противовоспалительным, отхаркивающим действиями, жаропонижающим и потогонным.

Калина красная - красная ягода с достаточно большой косточкой. Калина является мощным природным антибиотиком, обладает антисептическими свойствами благодаря содержанию в ней биологически активных веществ, чай из ягод калины помогает при простуде, при кашле.гриппе, ангине, пневмонии, бронхитах, при авитаминозе, а также снижает температуру тела.

Клюква ­ - царица ягод, ягода жизни, чудодейственная кудесница - как только ни называют клюкву! Признаемся, это действительно похоже на правду, ведь именно она может царствовать на нашем столе круглый год, спасая от недугов, кариеса и прочих болезней.обладает противовирусными и антибиотическими свойствами и является прекрасным антиоксидантом.Корица Иногда ее еще называют «смертельным» природным антибиотиком, корица использовалась в медицине на протяжении веков. Чистая, реально из Цейлона, корица может даже остановить атаку E.Coli в самом начале. Это упрямая бактерия, которая вызывает многие заболевания. Эксперты обнаружили, что корица не только выступает в качестве природного антибиотика, в ней полно антиоксидантов, которые помогают ей стимулировать иммунную систему во многих отношениях. Еще эта приправа обладает выраженным потогонным действием, поэтому она очень полезна при ОРВИ и любых простудах.

Лимон – один из лучших природных антисептиков. Кто из вас не пил чай с лимоном при начинающейся простуде? Лимон входит в состав множества лечебных препаратов, которые снимают воспаление, заживляют раны, убивают микробы и глистов, укрепляют организм и обладают противосклеротическим эффектом. Самое известное свойство лимона – это способность помогать справляться с вирусами и инфекциями в период простудных заболеваний. А также можно его употреблять в целях профилактики, ведь лимон способствует укреплению иммунитета.

Лук - всем известный природный антисептик и антибиотик.

Малина - прекрасное противовоспалительное, антисептическое, антибактериальное и потогонное средство.

Мед и прополис. Чистый мед и прополис являются сильными природными антибиотиками, которые способны убить даже золотистый стафилококк. Результаты различных исследований показывают, что постоянное употребление меда повышает иммунологическую реактивность организма, делает его устойчивым к инфекциям, а заболевание организм переносит легче.

Облепиха. Целебные свойства облепихи определяются высоким содержанием в ее плодах целого «букета» витаминов, микроэлементов и органических кислот, чрезвычайно важных для профилактики и лечения многих заболеваний.

Редька содержит витамин С , в ней много солей калия, кальция, серы, магния . Она полезна при сахарном диабете, сок оказывает мочегонное, желчегонное, ранозаживляющее, бактерицидное действие, улучшает пищеварение и обмен веществ. Сок чёрной редьки является мощнейшим антисептиком.

Чёрная смородина. Ягоды чёрной смородины содержат фитонциды, препятствующих росту микробов и очень полезный витамин С. Антисептические свойства чёрной смородины настолько велики, что полоскание горла её соком, разбавленным водой, в короткое время помогает избавиться от ангины. Сок смородины также эффективен при сильном кашле. В составе черной смородины есть особые биологически активные вещества, фитонциды. Они способны подавлять и даже убивать вирусы, бактерии, микроскопические грибы. Фитонциды сока черной смородины способны обезвредить трихомонады и золотистые стафилококки.

Чеснок общеизвестный природный антибиотик, обладает биостимулирующим действием. Он «включает» собственные иммунные клетки организма (Т-лимфоциты). Эфирные масла чеснока действуют как антисептическое средство, внутрь в виде настойки, как биостимулирующее.

антираковые свойства чеснока, а также применение при кардиологических заболеваниях, повышенном холестерине.[1]

Заключение:

1.Таким образом, на главный вопрос нашего исследования, чем являютсяантибиотики для всего живого - добром или злом, однозначно ответить нельзя.

2.Антибиотики широко используются в медицине, в современном сельскомхозяйстве и пищевой промышленности, увеличивая срок хранения продуктов,спасая от смертельных заболеваний.

3.В то же время, они не разрушаются при тепловой обработке и способнынакапливаться в живых организмах и продуктах питания. Большинствосовременных их негативно влияет на живые организмы, нарушаетих нормальную жизнедеятельность.

Бесконтрольное употребление антибиотиков человеком и животными можетпривести к мутациям у бактерий и возникновению стойкой резистентности кмедицинским препаратам, что в свою очередь приведет к вспышке различногорода инфекций.

Для того, чтобы антибиотики не принесли большого вреданадо соблюдать некоторые правила.

И лучше использовать природные антибиотики, чтобы избежать большого вреда для организма.

Список литературы:

1. Багрова Л.А. , «Я познаю мир. Растения»; Москва; АСТ, 2008г.

2. Воробьев А. А., Кривошеин Ю. С., Быков А. С. Основы микробиологии,

вирусологии и иммунологии. Москва: Мастерство, 2001.- 224 с.

3. Иллюстрированная энциклопедия школьника «Ботаника», Москва, «Мир

энциклопедий Аванта +», 2007г., 96с

4. Околитенко Н.И., «Биология для увлеченных», Ростов-на-Дону, «Феникс»,2006

5. Покровский В. Н. Антибиотики и бактерии. Москва: Знание, 1990. 64 с

6.сайт http://vannalife.ru/aksessuary/bombochki.com

7. сайт http://bio.freehostia.com

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/551580-issledovatelskaja-rabotaantibiotiki