XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Антибиотики и их влияние на организм человека
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
На протяжении всего существования, человек занят вопросами выживания в природной среде, повышением качества и продолжительности жизни. На протяжении жизнедеятельности мы контактируем с большим количеством других микроорганизмов, зачастую оказывающий негативное влияние на наш организм. До открытия первого антибиотика человечество атаковали многочисленные инфекции, унося миллионы жизней. Выдающееся открытие А. Флемингом пенициллина привело к тому, что возникла наука об антибиотиках, была создана мощная промышленность по их производству, не имеющая предшественников. В результате антибиотики приобрели социальное значение, повлияли на экономику.
Проблема: Большое количество неконтролируемого приема антибиотиков человеком.
Гипотеза: Антибиотики негативно влияют на организм человека.
Цель работы: Изучение влияния антибиотиков на основные органы человека.
Задачи работы:
Изучение истории возникновения антибиотиков из интернет источников;
Изучение классификации антибиотиков из интернет источников;
Изучение механизма действия антибиотиков из интернет источников;
Исследовать и сравнить ph желудка и растворенных в воде антибиотиков;
Провести испытания рассматриваемых антибиотиков на чувствительность бактерий, к рассматриваемым антибиотикам.
Провести испытания на влияние антибиотиков на белок;
Провести испытания рассматриваемых антибиотиков на клетки печени, методом диффузии препаратов, растворенных в воде;
Выявить антибиотик наиболее агрессивно влияющий на организм;
Сделать выводы.
Объекты исследования: Влияние на организм.
Предмет исследования: антибиотики.
Актуальность темы:
В настоящее время в аптеках предложено большое количество различных видов антибиотиков. К сожалению, когда человек заболевает, он не всегда готов идти к врачу и выполнять все его предписания. Наблюдается увеличение случаев самолечения или полного отказа от приема лекарственных средств. Несоблюдение правил, неправильный выбор и черезмерное употребление антибиотиков, негативно сказывается на организме: появляется дисбактериоз кишечника и аллергия, приводит к резистентности бактерий. Антибиотики делают нас слабее, а микроорганизмы становятся сильнее в долгосрочной перспективе. Все это привело к возникновению различных заблуждений относительно антибактериальных препаратов. И сегодня мы узнаем немного больше об истории, составе и как же все-таки избежать губительного эффекта антибиотиков на организм.
Что такое антибиотик?
1.1 История возникновения
В 1928 году английский врач Александр Флеминг сделал открытие, которое положило начало новой эпохе в медицинской науке. 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 Говарду Флори 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. За пенициллином последовали открытия других антибактериальных веществ.
Термин «антибиотик» (в переводе с греческого – «против жизни») предложил в 1942 году американский микробиолог, специалист по микробиологии почвы Зельман Ваксман. 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. В настоящее время известно около 30000 антибиотиков природного происхождения, синтезируемых живыми существами различных таксономических групп.
1.2 Антибиотики это…
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 природны
полусинтетических антибиотиков в медицинских целях используют всего лишь около ста.
1.3 Классификация антибиотиков
В наше время существует классификация антибиотиков по:
По характеру воздействия на бактериальную клетку:
бактериостатические препараты
бактерицидные препараты
По способу получения:
природные (биосинтетические)
синтетические
полусинтетические (комбинация биосинтеза и химического синтеза)
По направленности действия различают:
антибактериальные
противоопухолевые
противогрибковые
По спектру действия различают:
антибиотики широкого спектра действия
антибиотики узкого спектра действия
1.4 Механизм действия
Основное действие антибиотиков направлено на микроорганизмы, проникающие в организм, но к сожалению. действие антибиотиков неоднозначно. Например, они н оказывают воздействия на вирусные возбудители и подавляют рост и развитие бактерий. Выделяют 2 принципа действия антибиотиков:
Бактериостатический механизм - чаще всего его называют вспомогательным, так как основывается на том, что лекарство прекращает размножение бактерий, и в дальнейшем иммунная система уничтожит чужеродные микроорганизмы.
Бактерицидный механизм - при проникновении лекарство действует на бактерию, и защитная оболочка бактерии разрушается. Таким образом микроорганизм погибает.
1.5 Негативное влияние
К сожалению, антибиотики негативно влияют на организм. В большинстве случаев это происходит из-за самостоятельного лечения. Влияние антибиотиков направлено на всю микрофлору организма, а не только на возбудителей болезней, поэтому под влияние антибиотиков попадают все группы микробов, среди которых имеются и необходимые для функционирования организма. Бесконтрольное и безграничное применение антибиотиков может привести к таким последствиям :
1. Диарее;
Аллергическим реакциям;
Пассивности иммунитета;
Но не всем антибиотикам свойственно негативно влиять на организм. Так например, природные антибиотики по сравнению с синтетическими, не оказывают негативного влияния. Поэтому чтобы уменьшить и подавить негативные воздействие антибиотиков на организм, нужно во время еды употреблять больше кисломолочных продуктов или пробиотиков. При каких заболеваниях антибиотики не будут воздействовать:
Диарея;
Вирусные заболевания;
Кашель, если он вызван вирусом;
Из этого следует, что антибиотики влияют только на бактерии и при иных заболеваниях они бесполезны.
2. Исследование антибиотиков
Для своей работы автор решил взять антибиотики широкого спектра действия: рнмедиа, ципрофлоксацин, амоксициллин. Для проведения опытов, антибиотики переводили в жидкое состояние, измельчив и разбавив водой ( 1 таблетка на 30мл). После этого, с помощью опытов, выявить наиболее агрессивный.
2.1 исследование ценовой политики
Для лабораторного исследования были отобраны три наиболее популярных антибиотика- ремедиа, амоксициллин и ципрофлоксацин. Образцы были выбраны в таблетированном виде. Сравнение стоимости:
|
№п/п |
Антибиотик |
Цена |
|
1 |
Образец №1 |
90 руб. |
|
2 |
Образец №2 |
400 руб. |
|
3 |
Образец №3 |
40 руб. |
Таб.1 - Средняя стоимость антибиотиков в сети аптек ст. Новотитаровской.
2.2 Исследование и сравнение ph желудка и антибиотиков
При потреблении антибиотиков внутрь, их растворение и всасывание в организме происходит в желудке и кишечнике. Для того, чтобы изучить поведение антибиотиков и влияние на среду желудка были проведен опыт.
Растворение оболочки в кислой среде при ph=2;
|
№п/п |
Антибиотик |
Время |
|
1 |
Образец №1 |
18 сек. |
|
2 |
Образец №2 |
44 сек. |
|
3 |
Образец №3 |
52 сек. |
Таб.2 - Время растворения антибиотиков в кислой среде.
Влияние антибиотиков на бифидобактерии
Антибиотики влияют не только на поражение болезнетворных бактерий, но и на микрофлору кишечника. Чтобы выявить наиболее агрессивный антибиотик, был проведен следующий опыты.
Подготовьте агаризированную питательную среду;
Подготовьте чашку Петри (она должны быть стерильны);
Аккуратно залить питательную среду в нижнюю половинку чашки тонким слоем, только лишь покрывающим дно.
Охладить чашечку Петри;
Перенести образцы бифидобактерий из ампулы в их питательную среду;
Поместить чашечку Петри в место с температурой 37 °C, без доступа ультрафиолетовых лучей.
Спустя неделю в чашечке образовались колонии бифидобактерий. Для проведения опыта с выявлением наиболее агрессивного антибиотика, мы разделили питательную среду с образцами бактерий на 3 части и поместили в стерильные чашечки Петри меньших размеров. Растворили по одной таблетке каждого антибиотика в 30 мл воды. После этого, раствор каждого антибиотика перенесли с помощью пипетки на каждый образец бифидобактерии и чашечки Петри перенесли в сушильный шкаф, с температурой 37 °C. Спустя сутки значительные изменения, по сравнению с другими, наблюдались у той чашки, в которую был добавлен раствор Образца №3 . Изменения заключались в том, что колония бактерий разрушилась. Через 48 часов два других образца бифидобактерий окончательно разрушились. (приложение 1)
2.4 Влияние антибиотиков на белок
Взять белок яйца, растворить его в 100мл холодной воды;
Полученный раствор разлить на 3 равные порции по 30мл;
Одну таблетку каждого антибиотика измельчить до порошкообразного состояния;
Добавить измельченные антибиотики в белок и размешать.
Спустя 5 минут после смешивания, было заметно, что белок начал сворачиваться (денатурировать); через 10мин, под действием антибиотиков белок свернулся еще сильнее. Сделаем вывод, что белок, в который был добавлен образец №2 свернулся сильнее, чем остальные образцы. (приложение 2)
Влияние антибиотиков на печень
После всасывания, антибиотики скапливаются в плазме ,крови за 1-2 часа в больших количествах. Растворенные антибиотики хорошо проникают в органы и ткани: легкие, слизистую оболочку бронхов, костную ткань. В печени небольшая часть окисляется или дезацетилируется. Для того, чтобы понять какой антибиотик наиболее агрессивно влияет на печень, был проведен опыт:
Таблетку антибиотика измельчить до порошкообразного состояния и растворить в 30мл холодной воды;
В полученный раствор положить образец печени;
Проделать данные действия с каждым антибиотиком;
Спустя 12 часов после опыта цвет печени из насыщенного бордового стал более бледным, особенно сильно изменился образец печени, погруженный в раствор ципрофлоксацина. Его цвет был ближе к бледно-розовому. Через сутки все образцы печени уменьшились в размере. По результатам исследования, наиболее сильное влияние на часть печени повлиял раствор с образцом №3: печень не только уменьшилась в разы, но и поменяла цвет с бледно-розового на бледно-желтый. (Приложение 3)
Заключение
В результате работы все поставленные задачи были выполнены:
В ходе выполнения работы была изучена история возникновения антибиотиков из интернет источников. Из истории мы выяснили, что антибиотики появились благодаря появлению пенициллина;
Автором были изучены классификации антибиотиков по: характеру воздействия на бактериальную клетку, по спектру действия, по способу получения и т.п. из интернет источников.
В ходе работы изучили механизм действия антибиотиков по принципу бактериостатического и бактерицидного принципа действия из интернет источников;
По результатам растворения антибиотиков в соляной кислоте, ph которой равен 2 выяснили, что самым быстрым растворимым антибиотиков является образец №2;
Автор провел испытания антибиотиков на чувствительность бифидобактерий, к рассматриваемым антибиотикам и пришел к выводу, что самым губительным антибиотиком для микрофлоры кишечника является антибиотик образца №3.
В ходе работы были проведены испытания на влияние антибиотиков на белок и денатурация прошла активно под влиянием образца №2.
Было проведено исследование действия антибиотиков на клетки печени, методом диффузии препаратов, растворенных в воде; Вследствие этого выяснилось, что клетки печени активно разрушаются под действием антибиотика образца №3.
По результатам исследования были сделаны следующие выводы: антибиотики влияют на болезнетворные бактерии, а так же на белковые составляющие нашего организма: плазма крови, микрофлора кишечника, печень. Людям следует перестать заниматься самолечением и использовать антибиотики в неограниченных количествах. Чтобы предотвратить сильное поражение нашего организма от антибиотиков, врачи советуют вместе с антибиотиками принимать пробиотики, которые восстанавливают микрофлору кишечника и предотвращают губительные повреждения организма человека.
Список используемой литературы и других источников
С.А. Павлович «Микробиология с вирусологией и иммунологией» – 2-е изд., испр. и доп. – Минск: Выш. шк., 2008. – 799 с. Э41 эксперименты по химии для MiLABtm/ А. В. Пиранзерове. – М.: ЦИТО.2019. -81
Химия. 9 класс:учебник/ В.В. Еремин, Н.Е.Кузьменко, А.А.Дроздов, В.В. Лунин.- 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2015.
FB[Электронный ресурс] / Что такое антибиотик? Новейшие антибиотики широкого спектра действия – Режим доступа: https://fb.ru/article/189751/chto-takoe-antibiotik-noveyshie-antibiotiki-shirokogo-spektra-deystviya
infectology [Электронный ресурс] /Классификации антибиотиков – Режим доступа: http://www.infectology.ru/ruk/Antibiotics/11.aspx
Sovets[Электронный ресурс] /Изобретатель антибиотиков - Режим доступа: https://sovets.net/13249-izobretatel-antibiotikov.html
Neboleem[Электронный ресурс] /Влияние антибиотиков на организм человека - Режим доступа: https://www.neboleem.net/stati-o-zdorove/1542-vliyanie-antibiotikov-na-organizm.php
Medi[Электронный ресурс] /Ципрофлоксацин таблетки инструкция по применению - Режим доступа: https://medi.ru/instrukciya/tsiprofloksatsin_24659/
Medi[Электронный ресурс] /Амоксициллин таблетки инструкция по применению - Режим доступа : https://medi.ru/instrukciya/amoksitsillin_17658/
Medi[Электронный ресурс] /Ремедиа таблетки инструкция по применению - Режим доступа : https://medi.ru/instrukciya/remedia_22859/
Wikihow[Электронный ресурс] /Как выращивать культуры бактерий в чашке Петри - Режим доступа : https://ru.wikihow.com/выращивать-культуры-бактерий-в-чашке-Петри
АНТОНОВА Анастасия Денисовна
Краснодарский край, Динской район, станица Новотитвровская
МАОУ МО Динской район СОШ №29 имени Героя Советского Союза Броварца Владимира Тимофеевича, 9 класс
АНТИБИОТИКИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ
Научный руководитель: Титаренко Мария Петровна учитель химии «МАОУ МО Динской район СОШ №29 имени Героя Советского Союза Броварца Владимира Тимофеевича СОШ №29», Динской район ст. Новотитаровская
Приложение 1
Влияние на бифидобактерии
|
Рис.1 - Выращенные бифидобактери. |
Рис.2 – Выращенные бифидобактерии.
|
Рис.3- Образцы бифидобактерий до опыта. |
|
Рис.4- Образцы бифидобактерий через 12ч после опыта. |
|
Рис.5- Образцы бифидобактерий через 48ч после опыта. |
|
Рис.6 – Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №2(под увеличением 60х через 48ч) |
Рис.7 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №3 (под увеличением 10х через 48ч) |
|
Рис.8 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №1 (под увеличением 10х через 24ч) |
Рис.9 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №1 (под увеличением 10х через 48ч) |
|
Рис.10 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №3 (под увеличением 10х через 24ч) |
Рис.11 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №3 (под увеличением 60х через 24ч) |
|
Рис.12 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №3 (под увеличением 10х через 48ч) |
Рис.12 - Пример бифидобактерии после влияния антибиотика образца №3 (под увеличением 60х через 48ч) |
Приложение 2
Денатурация куриного белка
Рис. 13-раствор куриного белка
Рис.14- Денатурация белка через 5 минут.
-
Рис.15- Денатурация белка через 10 минут
Приложение 3
Разрушение клеток печени
Рис.16 – Образцы печени до опыта.
|
Рис.18– Образцы печени через 12 часов. Рис.19– Образцы печени через 24 часа. |
||||
|