Ünite 4: Antimikrobiyal Yaklaşımlar

Bakteriyel Üremenin Kontrolü

Bakteriler uygun koşullarda ikiye bölünerek çoğalırlar. Genel anlamda herhangi bir kısıtlayıcı faktör olmadığı durumlarda üreme devam eder. Gerek in vivo gerekse in vitro koşullarda bakteriyel üremenin kontrolü için bazı temel mekanizmalar bulunmaktadır. İn vivo bakteriyel üremelerde, vücudun savunma sistemi tarafından bakteriyel üremenin kontrolüne yönelik mekanizmalar bulunur. Bu mekanizmalar, bakterilerin üremesini kontrol edebildiği gibi bazı bakterilerde bu durum gerçekleşmeyebilir. Ayrıca vücudun savunma sistemi dışında, bakteriyel üremenin kontrolü için dışarıdan alınan ilaçlar da kullanılır. Bu ilaçlar genel anlamda kemoterapötikler olarak tanımlanır. İn vitro koşullar uygun olduğunda bakterilerde üreme kısa bir alışma döneminden (latent dönem) sonra hızla şekillenir (logaritmik dönem). Üreme için uygun ortamın olmaması, bakterilerin zamana bağlı olarak ölmesine neden olur. Çoğu zaman bu süre aylarca devam edebilir. Bu süreci kısaltmak ve bakterilerin ortamdan giderilmesi için sterilizasyon ve dezenfeksiyon yapılır.

Ortamda bulunan mikroorganizmaların kontrolünde temel olarak iki faktör bulunmaktadır. Bunlardan ilki, mikroorganizmaların sayısının azaltılması veya tamamen ortadan kaldırılması diğeri ise üremenin kontrolüdür. Bu işlemlerin etkinliğinin sağlanmasında, ortamın özelliği değerlendirilmelidir.

Mikroorganizmaların ve mikrobiyal üremenin kontrolü, hayvan sağlığında, gıda endüstrisinde ve çevre açısından değerlendirilmelidir. İnfeksiyonlardan korunmada ve mikrobiyal bulaşmanın kontrolünde, antisepsi, dezenfeksiyon ve sterilizasyon işlemlerinden yararlanılmaktadır.

Sterilizasyon ve Dezenfeksiyon

Sterilizasyon ve dezenfeksiyon, hayvansal üretimde birçok alanda kullanılmaktadır. Hayvanlara cerrahi müdahalelerde kullanılan ekipmanların, malzemelerin ve elbiselerin steril hale getirilmesi, potansiyel bulaşmaların önüne geçer. Aynı şekilde hayvansal üretim yapan işletmelerde hastalıkların kontrolü anlamında kullanılan biyogüvenlik ifadesi, mikroorganizmaların kontrolü için yapılan uygulamaları içerir. Hayvansal üretimde ve hayvan sağlığı uygulamalarında, sterilizasyon ve dezenfeksiyon uygulamalarını anlamak ve uygulamaya aktarmak, mikroorganizmaların neden olduğu problemlerin çözümünde gereklidir.

Sterilizasyon , tüm canlı mikroorganizmaları elimine etmek, yıkımlamak anlamındadır. Bu işlemde mikroorganizmaların tüm formları öldürülür. Sterilizasyon işlemi, mikroorganizmaların tüm formlarının tamamıyla giderilmesi işlemidir ve sonucu mutlak olmalıdır. Steril edilen malzeme veya ortam bu işlemden sonra kontaminasyonlardan korunmalıdır.

Dezenfeksiyon ise, patojenik mikroorganizmaların fiziksel ve kimyasal yöntemlerle giderilmesidir. Tüm dezenfektanlar , bakterilerin vejetatif formlarına etkilidir, ancak bazıları bakterilerin sporlarına da etkilidirler.

Antisepsi , hayvanlarda mikroorganizmaların kimyasallarla giderilmesi işlemidir. Bu işlem için kullanılan maddelere antiseptik adı verilir. Sterilizasyon ve dezenfeksiyon uygulamaları, yüzeylerde, ürünlerde, havada, mikroorganizmaların kontrolünde kullanılırken; antisepsi özellikle deri ve mukoz membranlarda mikroorganizmaların azaltılması amaçlanmaktadır.

Sterilizasyon ve dezenfeksiyon işlemlerinde farklı yöntemlerden yararlanılmaktadır. Genel olarak bu işlemlerde, fiziksel yöntemler ve kimyasal maddeler kullanılmaktadır.

Fiziksel yöntemler mikroorganizmaların tamamıyla veya kısmi olarak ortamdan giderilmesinde kullanılır ve fiziksel yöntemler arasında ısı, ışınlama (ultraviyole, radyasyon) ve filtrasyon gibi teknikler bulunmaktadır.

Isı ile Sterilizasyon : Mikroorganizmaların sitoplazmalarında ısı işleminin etkisiyle koagule olan proteinler bulunmaktadır. Bu nedenle yüksek derecelere çıkan ısıtma işlemi, mikroorganizmaların ölmesine neden olur. Isı ile yapılan sterilizasyonun etkinliği, mikroorganizmanın yapısı, ısı derecesi, ısının uygulama süresi ve ortamın özelliklerine bağlı olarak değişir. Isıl işlemin etkinliğini artıran bir başka özellik ise, ortamın nemidir. Isı ile sterilizasyon, nemli ve kuru ısı olmak üzere iki şekilde uygulanabilir.

Işınlama : Genel sterilizasyon yöntemlerinin sınırlı kullanıldığı alanlarda ışınlama mikroorganizmaların sterilizasyonu amacıyla kullanılmaktadır. Işınlama hem mikroorganizmalar hem de çevreye etki etmeleri nedeniyle kullanımlarının uygun yerlerde yapılması gerekmektedir ve bu özelliklerinden dolayı sınırlı bir kullanıma sahiptirler.

Filtrasyon : Bir sıvıda ve havada partiküler yapıları tutan filtreler ile yapılan sterilizasyon işlemidir. Bu uygulamalar mikrobiyolojide sıklıkla kullanılır. Besiyerlerinin veya besiyeri bileşimine giren ve ısıya hassas yapıların filtrasyon ile sterilizasyonu gerçekleştirilebilir.

Kimyasal yöntemler hastalık etkenlerinin kimyasal maddelerle öldürülmesi işlemidir ve dezenfeksiyon olarak tanımlanmaktadır. Bu işlem için kullanılan kimyasallara dezenfektan adı verilir. Günümüzde farklı ortamlarda etkileri iyi bilinen dezenfektanlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Dezenfektanların bakteriler üzerine etkileri belirli bir süreye bağlı olarak şekillenir ve logaritmik bir azalma gözlenir. Bu durum bir ortamdaki mikroorganizmaların tümüyle giderilmesi için zamana bağlı bir özellik olduğunu göstermesi bakımından önemlidir. Ortamda mikroorganizma yoğunluğuna bağlı olarak öldürme süresi de uzar. Bu durum belirli bir aşamaya kadar etken madde konsantrasyonu ile ilişkilidir ancak belirli bir sayının üzerinde mikroorganizma varlığı, yoğunluktan daha çok zamana bağlı bir etkileşim gösterir. Dezenfektanların etkin olması için temel bileşenler vardır: Bunlar, dezenfektanın yoğunluğu, kimyasal yapısı, mikroorganizmaların özelliği, mikroorganizma miktarı, süre, ortam sıcaklığı, ortamın pH değeri, ortamda organik madde varlığı, uygulama tekniği gibi etkili faktörler bulunmaktadır.

Dezenfektanların mikroorganizmalar üzerine etkileri şu şekilde sıralanabilir:

• Bakteri membranının fonksiyonunu bozanlar
• Proteinleri denatüre edenler
• Enzim aktivitesini bozanlar
• Nükleik asitler üzerine etki olanlar

Antibiyotikler

Antibiyotik kullanımı, hem insan sağlığı hem de hayvan sağlığında oldukça yaygındır. Modern kemoterapi Ehrlich tarafından doğru şekilde tanımlanmasından sonra hızla gelişmiştir. Ancak bu gelişimden önceki yıllarda da mikroorganizmalar üzerine etkin bazı kimyasallar tedavi amaçlı kullanılmıştır. Bunlar arasında, cıva, arsenik bileşikleri ve boyalar sayılabilir. Antibiyotiklerin antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi ve özellikle Fleming tarafından mantar kültürünün ( Penicillium notatum; 1929) stafilokokların besiyerinde üremesini inhibe ettiğinin belirlenmesinden sonra önemli gelişmeler sağlanmıştır. Penisilinin, insan ve hayvanlarda düşük toksisitesinin yanı sıra yüksek antibakteriyel etki göstermesi, bu alanda gelişmeleri hızlandırmıştır. Günümüzde doğal ve sentetik antibiyotikler antimikrobiyal tedavide ve hayvansal üretimde performans arttırmak amacıyla kullanılmaktadır.

Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları söz konusu olduğunda antibiyotikler, genel olarak bakteriler üzerine etkilerini iki şekilde gösterirler ve bu etkilerine göre ilaçlar bakterisidal ilaçlar ve bakteriyostatik ilaçlar olarak gruplandırılabilirler. Bakterisidal ilaçlar, bakteriler üzerine hızlı bir biçimde öldürücü etki gösterirler. Bunlar arasında penisilin, streptomisin, polimiksin, neomisin sayılabilir. Bakteriyostatik ilaçlar ise, bakterilerin üremesini engellerler. Bu ilaçlara da tetrasiklinler, sülfonamidler ve kloramfenikol örnek olarak gösterilebilir. Antibiyotiklerin bakteriler üzerindeki etkileri farklı mekanizmalar ile ortaya çıkar. Bunlar şu şekilde sıralanabilir:

• Hücre duvarı sentezini engelleyenler
• Sitoplazmik membran üzerine etkili olanlar
• Protein sentezini engelleyenler
• Nükleik asitler üzerine etkili olanlar

Antibiyotik Duyarlılık Testleri ise bakterilerin antibiyotiklere duyarlılıklarını belirlemek için uygulanır ve genel olarak iki yöntem vardır. Bu yöntemler disk difüzyon ve tüpte dilüsyon olarak tanımlanır. Bu yöntemlerle izole edilen bakterilerin antibiyotiklere duyarlılıkları belirlenerek tedavi amaçlı kullanılırlar. Bu testler, özellikle direnç profilleri antibiyotiklere göre farklılık gösteren bakteriler ile oluşan infeksiyonların tedavisinde etkinliği arttırmak için önem taşır.

Antibiyotik Kullanımında Temel İlkeler konusunda antibiyotiklerin, hayvanlarda klinik tabloların önlenmesinde ve bazı durumlarda koruyucu programlar şeklinde kullanılması önemlidir. Antibiyotiklere bağlı problemlerin önlenmesi ve özellikle tedavide başarı için bazı temel kurallara uyulması yararlı olacaktır. Bu nedenle öncelikle hastalığın doğru teşhisinin ardından, şu hususlar göz önünde bulundurulmalıdır:

• Uygun antibiyotik seçimi
• Uygun doz
• Uygun tedavi yolu
• Uygun süre

Antibiyotik kullanımından sonra başarı, hastalıkla ilgili klinik tablonun ortadan kalkması ve iyileşmenin şekillenmesiyle değerlendirilir. Ancak her zaman başarılı sonuçlar ortaya çıkmaz. Başarısızlığın nedenleri arasında, uygun olmayan ilaç seçimi, yetersiz doz, yanlış uygulama ve kötü sindirim (emilme problemi) ve ilacın infeksiyon bölgesine geçişinin az olması sayılabilir. Ayrıca bakteriyostatik ilaçların seçilmesine bağlı olarak konakçıya (sürüye) bağlı nedenler arasında immunsupresyon ve lokalize infeksiyon olması başarısızlığı açıklamaktadır. Başarısızlıkta mikroorganizmaya bağlı durumlar da söz konusudur. Bunlar ilaca karşı direnç gelişimi, süperinfeksiyon ve karışık infeksiyon ve sadece birinin tedavisi edilmesidir.

Tedavinin başarıya ulaşması için ilk şart doğru ilaç seçimidir. Bu amaçla duyarlılık, ilacın etki spektrumu, ilacın farmakokinetik özellikleri, ilacın dozu, ilacın verilme yolu ve ilacın yan etkileri iyi bilinmelidir. Sürü tedavilerinde, problemin doğru teşhisi, tedavi seçeneklerinin gözden geçirilmesi, tedaviye başlanması ve uygulama sonrası değerlendirme yapılması kullanılan tedavinin başarıya ulaşması için önemli aşamalardır.

Antibiyotiklerde aranan özellikler, bakteriler üzerinde düşük konsantrasyonda bakterisidal etki göstermesi, toksik ve yan etkilerinin düşük olması, hedef dokularda yoğunlaşabilmesi, doku enzimleri tarafından etkilenmemesi, ucuz ve stabil olmasıdır.

Antibiyotiklerin kullanımında bazı önemli noktalar bulunmaktadır. Bunlar:

• Tedavide kullanılacak ilacın uygun dozda, uygun miktarda, uygun yolla ve uygun süreyle verilmesi tedavi şansını arttırır.
• Antibiyotikler kombine edilirken, bu antibiyotiklerin arasında sinerjizm olması göz önünde bulundurulmalıdır, aksi takdirde beklenen etki gözlenmediği gibi antagonizma nedeniyle etkisiz bir tedavi ortaya çıkabilir.
• Bakterilerde antibiyotiklere karşı direnç profilini saptamaya yönelik geniş çaplı projeler yürütülmelidir.
• Gıda zincirinde hem kalıntı hem de dirençli bakterilerin kontrolüne yönelik çalışmalar yapılmalıdır.
• Veteriner hekimler, üreticiler ve tedarikçiler, antibiyotiklerin doğru kullanımı ve antibiyotik direncinin önemi konularında bilgilendirilmelidir.
• Klinik vakaların tedavilerinde antibakteriyel ilaç seçimi, antibiyotik duyarlılık test sonuçlarına göre yapılmalıdır.
• Klinik tabloların tedavisinde dar spektrumlu antibiyotikler ile tedavi yapılabilecekse, öncelikle bu antibiyotiklerin kullanımı tercih edilmelidir.
• Koruyucu amaçlı antibiyotik uygulamaları, sadece hastalık kayıplarının potansiyel kayıp risklerinin yüksek olduğu durumlarda kullanılmalıdır.
• Sindirim sisteminin kontrolü amacıyla kullanılan antibiyotiklerin direnç gelişimine etkisi unutulmamalıdır.
• Antibiyotik verilirken ve yasal arınma süresince hayvanlar ve bu dönemdeki ürünler kullanılmamalıdır.