OBIETTIVI DIDATTICI RIFERIMENTI AL PROGRAMMA MINISTERIALE. Antibiotici in capsule

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1 La Sezione 4, Trattamento dell infezione, esplora l uso degli antibiotici e degli altri medicinali, nella cura delle malattie infettive. Nell attività pratica composti acidi e basici in piastre di agar vengono utilizzati per rappresentare batteri e antibiotici. Gli studenti, in gruppo, saggiano una serie di antibiotici (soluzioni acide ) su batteri (indicatori nell agar) coltivati da campioni, isolati da pazienti e determinano da quale malattia essi siano affetti, coadiuvati da un elenco in dotazione. L attività supplementare incoraggia gli studenti a indagare relativamente ad attuali problemi nell uso degli antibiotici. Antibiotici in capsule OBIETTIVI DIDATTICI Tutti gli studenti: Le più comuni infezioni migliorano da sole con il tempo, il riposo a letto, l assunzione di liquidi e uno stile di vita sano. Se prendete l antibiotico, terminate il ciclo! Non usate antibiotici prescrittiad altri o avanzati Gli studenti più abili: L abuso di antibiotici può causare Danni alla normale flora batterica. L abuso di antibiotici conduce alla resistenza batterica. RIFERIMENTI AL PROGRAMMA MINISTERIALE Programma di scienze Nozioni di primo soccorso Mantenersi in salute Anno scolastico Scuola primaria di secondo grado: primo anno Tempo di lezione stimato 50 minuti

2 Nozioni di base Parole chiave Ampio-spettro Antibiotico Disturbo Infezione Malattia Medicina Selezione naturale Sintomo Sistema immunitario Spettro ridotto Materiale necessario Per studente Una copia di SW1 Una copia di SW2 Guanti Per il tecnico di laboratorio Capsule di Petri Agar Piastra termica Rosso fenolo* Pastello a cera Contagocce usa e getta Mini-carotatore Acido cloridrico Provette usa e getta Porta-provette * per altri indicatori vedere Salute e sicurezza Assicuratevi che gli studenti non tocchino i liquidi e che si lavino le mani alla fine dell esperimento. Possono essere richiesti dei camici, guanti ed occhiali protettivi. Il corpo possiede molte difese naturali che lo aiutano a combattere i microbi che causano infezione la cute blocca l entrata dei microbi nel corpo, il naso possiede una mucosa appiccicosa che gli intrappola quando vengono inalati, le lacrime contengono enzimi capaci di ucciderli e lo stomaco produce acidi che gli uccidono se vengono ingeriti. Generalmente, vivendo in modo salutare (mangiando i cibi giusti, bevendo molta acqua e riposando a sufficienza) queste barriere naturali funzionano quotidianamente per mantenerci in buona salute. Tuttavia, in alcuni casi, i microbi possono superare queste barriere ed entrare nel nostro organismo. La gran parte delle volte, il sistema immunitario riesce a bloccare l entrata di tali microbi nel corpo, ma in alcuni casi necessita di un aiuto. Gli antibiotici sono farmaci specifici utilizzati dai medici per uccidere i batteri dannosi. Alcuni antibiotici bloccano la riproduzione dei batteri, mentre altri gli uccidono definitivamente. Con tali farmaci si trattano malattie come la meningite, la tubercolosi e la polmonite. Essi non colpiscono i virus, quindi gli antibiotici non curano malattie quali l influenza ed il raffreddore, che sono di origine virale. Esempi di antibiotici sono la penicillina, l eritromicina e la tetraciclina. Prima della scoperta degli antibiotici, i batteri patogeni erano un pericolo per la vita. Al giorno d oggi invece, molte infezioni batteriche vengono curate facilmente grazie a questi farmaci; ma le malattie batteriche stanno riemergendo! Tramite l aumento dell esposizione dei batteri agli antibiotici, i microbi hanno sviluppato dei meccanismi di resistenza. Questo è il motivo per il quale le infezioni batteriche sono di nuovo fatalmente pericolose. Possiamo impedire o rallentare l incremento di questo fenomeno agendo nei seguenti modi - Usare solamente gli antibiotici prescritti specificatamente per voi dal medico, poiché ogni farmaco è scelto accuratamente per un infezione e per il paziente - Finire sempre il ciclo di cura una volta iniziato, altrimenti alcuni microbi potrebbero sopravvivere e causare una ricaduta della malattia - Non usare antibiotici per una semplice tosse o raffreddore, poiché i virus non vengono uccisi e i batteri della flora normale potrebbero sviluppare resistenza Le infezioni causate da batteri resistenti rappresentano un serio rischio per la salute. I pazienti sono ancora più a rischio se sono immunodepressi e l infezione è più difficile da risolvere, anche quando gli antibiotici funzionano. I batteri resistenti possano trasferire la resistenza ad altri batteri ancora sensibili. Risorse disponibili sul sito web Una dimostrazione animata dell attività Una presentazione sull uso degli antibiotici e sulle resistenze Un elenco dei comuni indicatori chimici di acidi / basi che possono essere utilizzati

3 Preparazione 1. Raccogliete una serie rimedi non farmacologici come il miele, creme antisettiche, tè alla menta, vitamine, spremuta d arancia, zenzero, bibite probiotiche, dei farmaci da banco come antidolorifici, aspirina, rimedi per la tosse ed il raffreddore,ed infine degli antibiotici. 2. Scaricate dal sito la presentazione sulla scoperta degli antibiotici e la resistenza Introduzione 1. Posizionate su un banco la varietà di farmaci e rimedi raccolti. Chiedete agli studenti cosa pensano sia una medicina. Spiegate che il termine medicinale si attribuisce a sostanze o preparazioni che si usano per mantenere una buona salute o prevenire le malattie, curarle ed alleviarne i sintomi. 2. Chiedete agli studenti di dividere queste cose in 2 gruppi, uno che comprenda ciò che loro ritengono sia una medicina e l altro con ciò che credono non lo sia. Presumibilmente divideranno le cose in medicinali di produzione industriale e generi alimentari. Spiegate che molti cibi possiedono proprietà medicamentose (il miele può essere usato come un antibatterico: molti pensano che il miele aiuti a curare il mal di gola. il tè alla menta aiuta la digestione, lo zenzero e l aglio possiedono proprietà antibatteriche e il succo d arancia contiene una grande quantità di vitamina C e molti farmaci di produzione industriale derivano da questi alimenti. 3. Sottolineate che seguire una dieta salutare può servire a prevenire le malattie e ad evitare di andare dal medico, per esempio, è noto che magiare regolarmente la frutta, che contiene la vitamina C e le verdure, aiuta a non prendere il raffreddore. 4. Enfatizzate che le medicine vanno prese solamente in caso di malattie per le quali sono state prodotte. Chiedete agli studenti quando ritengono sia opportuno assumere degli antibiotici. Evidenziate che gli antibiotici sono efficaci solamente in caso di infezioni batteriche e non funzionano su infezioni virali e fungine. 5. Sul sito è disponibile una presentazione che illustra la scoperta della resistenza agli antibiotici. 6. A presentation has been provided on on the discovery and resistance of antibiotics. Attività 1. Questa attività andrebbe svolta in gruppi di 3-5 studenti. 2. Un banco di lavoro con le seguenti cose, andrebbe fornito ad ogni gruppo: a. 4 piastre di agar con un indicatore, contrassegnate con i nomi dei pazienti. b. 4 portatubi, ognuno contenente 5 soluzioni antibiotiche (TS 4), ognuna a lato di una piastra 3. Una copia dei fogli SW 1 e SW 2 per ogni studente. 4. Spiegate che Anna lavora nel laboratorio di un ospedale e fa crescere i batteri prelevati dai pazienti. Anna poi valuta con degli esperimenti se questi batteri vengono uccisi da una serie di antibiotici. I risultati aiutano il medico a decidere quali microbi stanno causando la malattia e quali antibiotici prescrivere, se è il caso di farlo. 5. Spiegate che il colore rosso rappresenta i microbi che stanno crescendo sull agar; può essere utile mostrare loro una piastra senza indicatore (gialla) come esempio di assenza di crescita. 6. Sistemate le piastre su un foglio di carta bianco: gli studenti dovrebbero segnare ogni buco nell agar e versare goccia a goccia una soluzione di antibiotico nei buchi appropriatamente indicate, fino a riempirli. 7. Coprite le piastre con il loro coperchio e lasciatele ferme per 5 minuti. 8. Dopo 5 minuti, gli studenti dovrebbero misurare l ampiezza della zona decolorata (inibizione) della crescita) se c è. 9. Gli studenti dovrebbero poi completare i fogli di lavoro in gruppo e discutere con l insegnante

4 Discussione 1. Discutete le domande del foglio di lavoro fornito agli studenti a. Gli antibiotici non curano l influenza ed il raffreddore; cosa dovrebbe prescrivere o raccomandare il medico al paziente A per stare meglio? Gli antibiotici curano solamente le infezioni di origine batterica mentre l influenza è causata da un virus. Il raffreddore, e, a volte la tosse, sono causati da virus e in molti casi le naturali difese dell organismo sono sufficienti a combatterli. Alcuni medicinali aiutano a migliorare i sintomi. I dottori possono prescrivere degli antidolorifici per ridurre i disturbi dolorosi e la febbre, associati all infezione. b. La meticillina è il farmaco che normalmente viene prescritto nel trattamento delle infezioni da Staphylococcus, cosa succederebbe ai pazienti ammalati se venisse loro prescritto questo antibiotico? Niente! MRSA ( Resistente Staphylococcus aureus) ha sviluppato una resistenza alla meticillina e questo antibiotico non ha alcun effetto sul MRSA. Le infezioni da MRSA stanno diventando sempre più difficili da curare ed un altro antibiotico chiamato vancomicina è uno degli ultimi farmaci efficaci. c. Se avete della penicillina rimasta in casa per un precedente mal di gola, l assumereste per trattare una ferita infetta ad una gamba? Spiegate la risposta. No, non bisognerebbe mai usare gli antibiotici prescritti ad altre persone o prescritti per un altra infezione. Ci sono diversi tipi di antibiotici per curare differenti infezioni batteriche. I medici prescrivono antibiotici specifici per specifiche malattie e in dosi adeguate per ogni paziente. Assumere gli antibiotici prescritti ad altre persone può rendere inutile il trattamento e non portare ad alcun miglioramento. d. Il paziente D non vuole più prendere la meticillina prescrittagli per la sua ferita infetta. Ho preso più della metà delle pillole che mi ha dato il medico e l infezione è guarita per un po ma poi è tornata peggiore di prima! Siete capaci di spiegare cosa è successo? È molto importante finire il ciclo di antibiotici prescritto e non interromperlo prima. Questo può comportare un eliminazione parziale dei batteri patogeni e quelli che sono sopravvissuti potrebbero diventare resistenti a questo antibiotico. Attività supplementare Dividete la classe in gruppi. Chiedete ad ogni gruppo di creare un poster su uno dei seguenti argomenti 1. In base alle notizie di cronaca, gli MRSA sono tra i più noti e comuni batteri resistenti agli antibiotici. Cosa è stato fatto negli ospedali per affrontare questo problema? 2. Il Clostridium difficile è stato definito il nuovo superbacillo. Che cos è il C. difficile e come è attualmente trattato? 3. Come sono stati utilizzati gli antibiotici in campi che non siano la salute dell uomo?

5 La seguente preparazione è per 1 gruppo di 5 studenti Per visuallizzare il banco di lavoro vedere Materiale necessario Piastre di Petri Acido cloridrico Pastello a cera Agar 20 provette Contagocce Piastra termica 5 Porta-provette Mini-carotatore Rosso fenolo Preparazione delle piastre di agar 1. Preparate 100ml di agar 2. qundo l agar è sufficientemente raffreddato, ma non solidificato, preparate una piastra (per dimostrare che non c è crescita di contaminanti). Aggiungete circa 10 gocce di Rosso fenolo al 2-4% e mescolate bene: l agar diventerà rosso scuro. 3. Versatene circa 20ml per ogni piastra e lasciate a raffreddare 4. Quando sarà solido, ricavate almeno 5 buchi per ogni piastra. 5. Scrivete su ogni piastra uno dei seguenti 4 nomi: a. Giovanna Smith b. Tommaso Harris c. Anna Jones d. Raimondo Nedoma Preparazione degli antibiotici 1. Sistemate un porta-tubi con 5 provette per ogni paziente. Segnate su ogni provetta i seguenti nomi a. b. c. Oxacillina d. Vancomicina e. 2. Trasferite 5 ml delle seguenti soluzioni nelle provette corrispondenti Oxacillina Vancomicina G. Smith Acqua Acqua Acqua Acqua Acqua T. Harris 10% HCl 5% HCl 1% HCl 0.05% HCl 5% HCl A. Jones Acqua Acqua 1% HCl 0.05% HCl Acqua R. Nedoma Acqua 0.05% HCl 0.05% HCl 0.05% HCl Acqua NB: é molto importante che le concentrazioni di HCl (antibiotici) per ogni paziente siano esatte. 3. Allestite un banco di lavoro per ogni gruppo come descritto di seguito: a. Posizionate la piastra di agar per ogni paziente vicino al porta-provette corrispondente b. Un contagocce per ogni provetta c. Un righello con scala millimetrica d. Potrebbe risultare più facile per gli studenti sistemare la piastra di agar di ogni paziente su un pezzo di carta bianco e scrivere a quale antibiotico corrisponde ogni buco con la soluzione all interno.

6 Paziente Risultati delle piastre Sensibilità degli organismi agli antibiotici Eritromicina Vancomicina Ampicillina Diagnosi G. Smith Influenza T. Harris Streptococchi della gola A. Jones MRSA R. Nedoma Infezione da Staphylococcus Spiegazione dei risultati delle piastre Pen Met Ery Van Giovanna Smith: L influenza è causata dai virus e pertanto nessun antibiotico ha alcun effetto, considerando che questi farmaci sono usati per curare le infezioni batteriche. Tommaso Harris: Amp Le infezioni alla gola sono assai comuni e generalmente migliorano da sole. Nei casi gravi, molti antibiotici sono efficaci nel trattamento dell infezione. La penicillina è un farmaco utilizzato poichè il tipo di batteri che le causano (Streptococcus) devono ancora sviluppare meccanismi di resistenza. Gli antibiotici non dovrebbero essere somministrati per disturbi lievi della gola poichè l 80% dei mal di gola sono dovuti a virus e altri batteri potrebbero sviluppare resistenza durante il trattamento Pen Met Amp Ery Van Pen Met Amp Ery Van Anna Jones: Le infezioni da Staphylococcus aureus Resistente (MRSA) stanno diventando sempre più difficili da curare. Questi batteri hanno sviluppato resistenza alla meticillina; l antibiotico alternativo precedentemente usato è la vancomicina e attualmente rappresenta una delle ultime possibilità di difesa contro questi batteri potenzialmente fatali, per quanto alcuni batteri isolati hanno dimostrato resistenza anche nei confronti di questo farmaco! Raimondo Nedoma: La penicillina è stato il primo antibiotico scoperto e sfortunatamente molte persone, considerandolo un farmaco infallibile, lo hanno usato per curare le infezioni più comuni. Ciò ha causato lo sviluppo della resistenza della maggior parte degli Staphylococci, molto rapidamente. Siccome l ampicillina è un derivato della penicillina, gli Staphylococci sono resistenti anche ad essa. La meticillina è utilizzata in caso di infezione da Staphylococci sensibili a tale farmaco. Pen Met Amp Ery Van

7 Risultati del test di sensibilità agli antibiotici Eritromicinan Eritromicinan Vancomicinana Vancomicinana Eritromicinan Eritromicinan Vancomicinana Vancomicinana

8 Il problema di Anna Anna sta lavorando nel laboratorio di un ospedale per la stagione estiva. Il suo lavoro è quello di leggere i risultati degli esami clinici e riferigli ai medici. Sfortunatamente Anna ha confuso alcuni dei risultai degli esami. Il foglio dove gli ha trascritti è il seguente: Nome del paziente Anna J. Tommaso H Giovanna S Raimondo N. Sensitibilità degli organismi agli antibiotici Eritromicina Vancomicina ( sensibile zone visibile, non sensibile zone non visibile) Diagnosi Anna ha fatto crescere su piastre di agar tutti gli organismi infettivi isolati da ogni paziente. Potete ripetere il test di sensibilità agli antibiotici ed capire quale diagnosi corrisponde ad ogni paziente? Nel foglio dei risultati sottostante, scrivete il nome del paziente che corrisponde alla diagnosi e quale antibiotico raccomandereste al medico perchè lo prescriva. Risultati Paziente A: Paziente B: Influenza (Influenza virus) Zona di Inibizione Diametro(mm) Oxacillina Vancomicina Antibiotico raccomandato: Paziente C: MRSA (Staphylococcus aureus Meticillino Resistante) Zona di Inibizione Diametro(mm) Oxacillina Vancomicina Antibiotico raccomandato: Mal di gola (Streptococcus) Paziente D: Ferita infetta (Staphylococcus aureus) Zona di Inibizione Diametro(mm) Oxacillina Vancomicina Antibiotico raccomandato: Zona di Inibizione Diametro(mm) Oxacillina Vancomicina Antibiotico raccomandato:

9 Conclusioni 1. Gli antibiotici non curano il raffreddore e l influenza; cosa dovrebbe prescrivere il medico al paziente A perchè migliori? 2. La meticillina è il farmaco scelto nel trattamento delle infezioni da Staphylococcus;che accade al paziente C se gli viene prescritta la meticillina? 3. Se avete a casa della penicillina avanzata da un precedente trattamento per il mal di gola dovreste usarla in caso di un taglio ad una gamba che si è infettato? Spiegate la risposta. 4. La paziente D non assume la meticillina prescritta per la sua ferita infetta Ho preso più della metà delle pillole prescritte dal medico in un altra occasione e l infezione è migliorata inizialmente ma, poi, è diventata peggiore di prima. Sapreste spiegare perchè è accaduto?