2) лаг-фазе
3) стационарной фазе
4) фазе спорообразования
Максимальная чувствительность бактерий к антибиотикам отмечается в логарифмической, или экспоненциальной, фазе роста. В этот период клетки интенсивно делятся, активно синтезируют пептидогликан клеточной стенки, реплицируют ДНК и продуцируют белки. Поэтому препараты, нарушающие синтез клеточной стенки (β-лактамы, гликопептиды), белка (аминогликозиды, тетрациклины, макролиды) или нуклеиновых кислот (фторхинолоны, рифамицины), наиболее эффективно воздействуют на бактериальную популяцию.
В лаг-фазе микроорганизмы адаптируются к условиям среды и еще не размножаются активно, поэтому мишени для антибиотиков представлены в меньшем количестве. В стационарной фазе истощаются питательные вещества, накапливаются токсичные метаболиты, изменяется проницаемость мембран и увеличивается доля метаболически малоактивных клеток, включая персистеры. Такие клетки могут сохранять жизнеспособность при концентрациях антибиотика, подавляющих активно делящиеся бактерии.
Фаза спорообразования сопровождается формированием эндоспор, которые не являются активно размножающимися клетками и отличаются крайне высокой устойчивостью к антибиотикам, высушиванию, нагреванию и другим воздействиям. Устойчивость спор обусловлена обезвоживанием цитоплазмы, наличием плотного покрова и кортикального слоя, а также накоплением дипиколината кальция. После прорастания споры превращаются в вегетативные клетки и вновь становятся значительно более чувствительными к антибактериальной терапии.
| Фаза роста | Основные процессы | Чувствительность к антибиотикам | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| Лаг-фаза | Адаптация к среде, синтез ферментов и структурных компонентов, отсутствие активного деления | Обычно сниженная по сравнению с экспоненциальной фазой | Антибиотики, действующие на процессы деления, работают менее эффективно |
| Логарифмическая фаза | Интенсивное деление, синтез клеточной стенки, репликация ДНК и образование белка | Наиболее высокая, особенно к препаратам, действующим на рост и деление | Оптимальная мишень для большинства бактерицидных антибиотиков |
| Стационарная фаза | Баланс размножения и гибели, дефицит питательных веществ, стрессовый ответ | Сниженная; возрастает доля толерантных и персистирующих клеток | Возможны длительное сохранение инфекции и неполный эффект терапии |
| Фаза спорообразования | Формирование эндоспоры с обезвоженной цитоплазмой, кортикальным слоем и защитными покровами | Очень низкая к большинству антибиотиков | Необходимы меры спороцидной дезинфекции и стерилизации; антибиотики действуют преимущественно на вегетативные формы |
| Персистирующие клетки | Метаболически неактивное состояние без генетической устойчивости к препарату | Временная толерантность при сохранении последующей чувствительности | После прекращения терапии могут реактивироваться и поддерживать рецидив инфекции |
Именно активное размножение определяет преимущество логарифмической фазы как мишени антибактериального воздействия. Лабораторное определение минимальной подавляющей концентрации обычно проводят на стандартизованной активно растущей культуре, поэтому результат отражает прежде всего чувствительность вегетативных клеток. Клиническая эффективность зависит также от проникновения препарата в очаг инфекции, его концентрации, длительности экспозиции и состояния иммунной системы пациента. Для эрадикации спор принципиально важны санация очага и соблюдение режимов стерилизации, а не только назначение антибиотика.