Verkningsmekanismen av antibiotika: texte

Man kan säga att den revolutionära händelsen var upptäckten av penicillin i början av förra seklet. Under andra världskriget räddade det första antibiotikumet miljontals sårade soldater från sepsis. Penicillin har blivit effektivt och samtidigt ett billigt läkemedel för många allvarliga infektioner med allvarliga frakturer, purulenta sår. Med tiden syntetiserades andra klasser av antibiotika.

Allmänna egenskaper

Idag finns det redan ett stort antal droger som tillhör den stora världen av antibiotika - naturliga eller halvsyntetiska substanser som har förmåga att döda vissa grupper av patogener eller för att förhindra deras tillväxt eller reproduktion. Mekanismer, spektra av antibiotikas verkan kan vara olika. Med tiden utvecklas nya typer och modifieringar av antibiotika. Denna mångfald kräver systematisering. I vår tid har klassificeringen av antibiotika enligt mekanismen och handlingsspektret, såväl som den kemiska strukturen, antagits. Genom åtgärdsmekanismen delas de in i:

• Bakteriostatisk, hämmande tillväxt eller multiplikation av patogena mikroorganismer;
• Baktericida, som bidrar till förstörelsen av bakterier.

De viktigaste mekanismerna för antibiotikas funktion:

• Överträdelse av den bakteriella cellväggen;
• Suppression av proteinsyntes i en mikrobiell cell;
• Nedsatt permeabilitet av cytoplasmatiska membranet;
• Inhibering av RNA-syntes.

Betaktaktamer - penicilliner

Enligt den kemiska strukturen är dessa föreningar uppdelade enligt följande.

Beta-laktamantibiotika. Verkningsmekanismen för laktamantibiotika bestäms av denna funktionsgrupps förmåga att binda enzymerna som är involverade i syntesen av peptidoglykan - grunden för det yttre membranet hos mikroorganismerna. Således hämmas bildandet av sin cellvägg, vilket bidrar till att stoppa tillväxten eller multiplikationen av bakterier. Betaktaktamer har låg toxicitet och samtidigt en bra bakteriedödande effekt. De representerar den största gruppen och är indelade i undergrupper som har en liknande kemisk struktur.

Penicilliner är en grupp av ämnen som frigörs från en viss koloni av mögel och bakteriedödande. Verkningsmekanismen för antibiotika i penicillinserien beror på att de förstör dem genom att förstöra mikroorganismernas cellulära vägg. Penicilliner är av naturligt och halvsyntetiskt ursprung och är föreningar med ett brett spektrum av åtgärder - de kan användas vid behandling av många sjukdomar orsakade av streptokocker och stafylokocker. Dessutom har de egenskapen selektivitet, som endast verkar på mikroorganismer, utan att påverka makroorganismen. Penicilliner har sina nackdelar, vilket innefattar framväxt av resistens mot bakterier. Av de vanligaste vanligaste är bensylpenicillin, fenoximetylpenicillin, som används för att bekämpa meningokock- och streptokockinfektioner på grund av låg toxicitet och låg kostnad. Men med långvarig antagning kan kroppens immunitet mot drogen inträffa, vilket kommer att leda till en minskning av dess effektivitet. Semisyntetiska penicilliner erhålls vanligtvis genom naturlig kemisk modifiering för att ge dem rätt egenskaper - amoxicillin, ampicillin. Dessa läkemedel är mer aktiva mot bakterier som är resistenta mot bio-penicilliner.

Andra beta-laktamer

Cefalosporiner erhålls från svampar med samma namn, och deras struktur liknar penicillins struktur, vilket förklarar samma negativa reaktioner. Cefalosporiner är fyra generationer gamla. Första generationens droger används oftare vid behandling av milda former av infektioner orsakade av stafylokocker eller streptokocker. Den andra och tredje generationen av cefalosporiner är mer aktiva mot gramnegativa bakterier, och substanser i fjärde generationen är de starkaste drogerna som används för att påverka svåra infektioner.

Karbapenem verkar effektivt på gram-positiva, gram-negativa och anaeroba bakterier. Deras positiva egenskap är bristen på bakteriell resistens mot drogen även efter långvarig användning.

Monobaktamer hör också till beta-laktamer och har en liknande verkningsmekanism för antibiotika, vilket består i effekten på bakteriecellens väggar. De används för att behandla en mängd olika infektioner.

makrolider

Det här är den andra gruppen. Makrolider är naturliga antibiotika som har en komplex cyklisk struktur. De är en polynomal laktonring med fästa kolhydratrester. Läkemedlets egenskaper beror på mängden kolatomer i ringen. Det finns 14-, 15- och 16-lediga föreningar. Spektrumet av deras verkan på mikrober är tillräckligt stor. Funktionsmekanismen för antibiotika på den mikrobiella cellen består i deras interaktion med ribosomer och därmed bryter syntesen av proteiner i mikroorganismernas cell genom att undertrycka reaktionerna för bindning av nya monomerer till peptidkedjan. Ackumulerande i cellerna i immunsystemet utför makrolider också intracellulär förstöring av mikrober.

Makrolider är de säkraste och mindre giftiga bland kända antibiotika och är effektiva mot inte bara gram-positiva men även gramnegativa bakterier. När de används, observeras inte oönskade sidreaktioner. Dessa antibiotika kännetecknas av bakteriostatisk verkan, men i höga koncentrationer kan de ha en bakteriedödande effekt på pneumokocker och några andra mikroorganismer. Med produktionsmetoden är makrolider uppdelade i naturlig och halvsyntetisk.

Det första läkemedlet från klassen av naturliga makrolider var erytromycin, som erhölls i mitten av förra seklet och framgångsrikt användes mot gram-positiva bakterier, resistenta mot penicilliner. En ny generation droger av denna grupp uppträdde på 70-talet av 20-talet och används aktivt hittills.

Macrolider innehåller också halvsyntetiska antibiotika - azolider och ketolider. I azolidmolekylen ingår en kväveatom i laktonringen mellan nionde och tionde kolatomer. Representanten för azolider är azitromycin med ett brett spektrum av verkan och aktivitet i riktning mot gram-positiva och gramnegativa bakterier, några anaerober. Det är mycket stabilare i surt medium jämfört med erytromycin och kan ackumuleras i det. Azitromycin används i en mängd olika sjukdomar i andningsorganen, urogenitalt system, tarmar, hud och andra.

Ketolider erhålles genom att fästa en ketogrupp till den tredje atomen av laktonringen. De utmärks av mindre beroendeframkallande bakterier, jämfört med makrolider.

tetracykliner

Tetracykliner hör till klassen av polyketider. Dessa är antibiotika av ett brett spektrum av verkan, som har bakteriostatisk påverkan. Den första representanten för dem - klortetracyklin, isolerades i mitten av förra seklet från en av kulturerna av actinomycetes, de kallas också strålningssvampar. Några år senare erhölls oxytetracyklin från en koloni av samma svampar. Den tredje representanten för denna grupp är tetracyklin, som först skapades genom kemisk modifiering av dess klorderivat, och ett år senare isolerades även från aktinomyceter. Alla andra preparat av tetracyklingruppen är semisyntetiska derivat av dessa föreningar.

Alla dessa ämnen liknar kemisk struktur och egenskaper, i aktivitet mot många former av gram-positiva och gramnegativa bakterier, vissa virus och protozoer. De är också resistenta mot mikrobiell beroende. Verkningsmekanismen för antibiotika på en bakteriecell är att undertrycka processerna för proteinbiosyntes i den. När läkemedlets molekyler verkar på gram-negativa bakterier, passerar de in i cellen genom enkel diffusion. Mekanismen för penetration av antibiotiska partiklar till gram-positiva bakterier har inte studerats tillräckligt, men det antas att tetracyklinmolekyler interagerar med joner av vissa metaller som finns i bakterieceller för att bilda komplexa föreningar. I detta fall bryts kedjan ned under bildningen av proteinet som är nödvändigt för bakteriecellen. Experiment har visat att bakteriostatiska koncentrationer av klortetracyklin är tillräckliga för att undertrycka proteinsyntes, men stora koncentrationer av läkemedlet krävs för att hämma syntesen av nukleinsyror.

Tetracykliner används i kampen mot njursjukdom, olika infektioner i huden, luftvägarna och många andra sjukdomar. Om så är nödvändigt ersätter de penicillin, men under de senaste åren har användningen av tetracykliner minskat markant, vilket är förknippat med framväxten av resistens hos mikroorganismer till denna grupp av antibiotika. Den negativa roll som användes av detta antibiotika som ett tillsatsmedel för djurfoder, vilket ledde till en minskning av läkemedlets egenskaper av läkemedlet på grund av framväxten av resistens mot den. För att övervinna det, är kombinationer med olika droger med en annan mekanism av antibiotika antimikrobiell verkan ordinerad. Till exempel förbättras den terapeutiska effekten genom samtidig användning av tetracyklin och streptomycin.

aminoglykosider

Aminoglykosider är naturliga och halvsyntetiska antibiotika med ett extremt brett spektrum av åtgärder, som i molekylen innehåller rester av aminosocker. Den första aminoglykosiden var streptomycin, isolerad från en koloni av strålande svampar redan i mitten av förra seklet och användes aktivt vid behandling av en mängd olika infektioner. Eftersom bakteriedödande är antibiotika i denna grupp effektiv även med kraftigt nedsatt immunitet. Verkningsmekanismen för antibiotika på den mikrobiella cellen är bildandet av starka kovalenta bindningar med mikroorganismernas ribosomproteiner och förstörelsen av proteinsyntesreaktionerna i bakteriecellen. Fram till slutet har mekanismen för aminoglykosidernas baktericida effekt inte studerats, i motsats till den bakteriostatiska effekten av tetracykliner och makrolider, vilka också bryter mot proteinsyntesen i bakterieceller. Det är emellertid känt att aminoglykosider endast är aktiva under aeroba förhållanden, därför visar de låg effektivitet i vävnader med svag blodtillförsel.

Efter utseendet av de första antibiotika - penicillin och streptomycin, började de användas så mycket vid behandling av sjukdomar som snart uppstod i att mikroorganismerna blev vana vid dessa läkemedel. För närvarande används streptomycin, huvudsakligen i kombination med andra läkemedel av den nya generationen för behandling av tuberkulos eller så, hittills, sällsynta infektioner som pesten. I andra fall är kanamycin förskrivet, vilket också är ett antibiotikum av den första generationen aminoglykosider. På grund av den höga toxiciteten hos kanamycin föredras gentamicin nu - andragenerationsdrogen, och tredje generationens aminoglykosidpreparat är amikacin - det används sällan för att förhindra att mikroorganismerna blir beroende av den.

kloramfenikol

Levomycetin, eller kloramfenikol, är ett naturligt antibiotikum med ett brett spektrum av verkan, aktiv mot ett betydande antal gram-positiva och gramnegativa mikroorganismer, många stora virus. Enligt den kemiska strukturen uppnåddes detta derivat av nitrofenylalkylaminer först från odlingen av aktinomyceter i mitten av 20-talet och två år senare syntetiserades också kemiskt.

Levomycetin har en bakteriostatisk effekt på mikroorganismer. Verkningsmekanismen för antibiotika på bakteriecellen är att undertrycka aktiviteten hos katalysatorerna för bildandet av peptidbindningar i ribosomerna under proteinsyntesen. Resistens mot levomycetin i bakterier utvecklas mycket långsamt. Läkemedlet används för tyfusfeber eller dysenteri.

Glykopeptider och lipopeptider

Glykopeptider är cykliska peptidföreningar som är naturliga eller semisyntetiska antibiotika med ett smalt spektrum av verkan på specifika stammar av mikroorganismer. De har en baktericid effekt på Gram-positiva bakterier, och kan också ersätta penicillin när resistans utvecklas. Verkningsmekanismen för antibiotika på mikroorganismer kan förklaras genom bildandet av bindningar med peptidoglykanaminosyror i cellväggen och därmed undertryckande av deras syntes.

Den första glykopeptiden, vankomycin, erhölls från aktinomyceter som tagits från jorden i Indien. Det är ett naturligt antibiotikum som aktivt verkar på mikroorganismer även under avel. Initialt användes vancomycin som ett substitut för penicillin vid allergier mot infektioner. Ökningen av resistens mot drogen har emellertid blivit ett allvarligt problem. På 80-talet erhölls teikoplanin ett antibiotikum från glykopeptidgruppen. Han är ordinerad för samma infektioner, och i kombination med gentamicin ger han bra resultat.

I slutet av 1900-talet uppträdde en ny grupp antibiotika - lipopeptider isolerade från streptomycetes. Enligt deras kemiska struktur är de cykliska lipopeptider. Dessa är antibiotika med ett smalt aktivitetsområde, som visar en bakteriedödande effekt mot Gram-positiva bakterier, liksom stafylokocker, resistenta mot beta-laktam-läkemedel och glykopeptider.

Funktionsmekanismen för antibiotika skiljer sig avsevärt från de redan kända - lipopeptiden bildar starka bindningar i närvaro av kalciumjoner med bakteriecellsmembranet, vilket leder till dess depolarisering och störning av proteinsyntes, vilket leder till att den skadliga cellen dör. Den första representanten för klassen lipopeptider är daptomycin.

Med avseende på daptomycin kan man notera en signifikant hastighet av bakteriedödande aktivitet och viktigast av allt - frånvaron av korsresistens eller åtminstone dess mycket långsamma bildning, på grund av att en helt ny verkningsmekanism för antibiotika införlivas i strukturen av detta ämne.

polyener

Nästa grupp är polyenantibiotika. Idag finns det en enorm ökning av svampsjukdomar som är svåra att behandla. För att bekämpa dem är antifungala medel avsedda - naturliga eller halvsyntetiska polyenantibiotika. Det första antifungala läkemedlet i mitten av förra seklet var nystatin, som isolerades från streptomycetternas kultur. Under denna period inkluderades många polyenantibiotika erhållna från olika svampkulturer - griseofulvin, levorin och andra - i medicinsk praxis. Nu har fjärde generationens polyener använts. De har ett generellt namn på grund av närvaron av flera dubbelbindningar i molekylerna.

Virkningsmekanismen för polyenantibiotika beror på bildandet av kemiska bindningar med steroler av cellmembran i svampen. Polyenmolekylen är således inbäddad i cellmembranet och bildar en jonisk trådkanal genom vilken cellens komponenter går ut, vilket leder till eliminering. I små doser är polyener fungistatiska och i höga doser fungicida. Men deras verksamhet sträcker sig inte till bakterier och virus.

Polymyxiner - naturliga antibiotika, produceras av marksporbildande bakterier. I terapi hittade de ansökan under 40-talet av förra seklet. Dessa läkemedel särskiljs av bakteriedödande verkan, vilket orsakas av skador på cytoplasmiska membranet i mikroorganismercellen som orsakar dess död. Polymyxiner är effektiva mot gramnegativa bakterier och orsakar sällan vanor hos mikroorganismer. Emellertid begränsar för hög toxicitet deras användning i terapi. Föreningarna i denna grupp - polymyxin B-sulfat och polymyxin M-sulfat används sällan och endast som reservpreparat.

Antineoplastiska antibiotika

Aktinomycin producerade några ray svampar har en cytostatisk effekt. Naturliga actinomycins i struktur är hromopeptidami olika aminosyror i peptidkedjorna som bestämmer deras biologiska aktivitet. Aktinomycin väcka uppmärksamhet av specialister som antitumörantibiotika. Verkningsmekanismen på grund av bildandet av en tillräckligt stabil obligationer av peptidkedjor av läkemedlet med den dubbelspiral-DNA av mikroorganismen och därigenom blockera syntesen av RNA.

Daktinomycin, vilket resulterar i 60-talet av 20-talet, är det den första anticancermedel som har funnit användning vid onkologisk terapi. Men på grund av det stora antalet biverkningar hos detta läkemedel används sällan. Nu vi fått mer aktiva antineoplastiska läkemedel.

Antracykliner - en extremt stark anti-tumörmedel som isolerats från Streptomyces. Verkningsmekanismen av antibiotika förknippade med bildningen av ternära komplex med DNA-kedjor, och dessa kedjor paus. Och en andra möjlig mekanism för antimikrobiell verkan på grund av produktionen av fria radikaler som oxiderar cancerceller.

Av naturliga antracykliner kan kallas daunorubicin och doxorubicin. Klassificering av antibiotika i enlighet med deras verkningsmekanism på bakterier klassificerar dem som mikrobicider. Men deras höga toxicitet tvingas söka efter nya föreningar som har upprättats på syntetisk väg. Många av dem har med framgång använts i onkologi.

Antibiotika har länge blivit en del av medicinsk praxis och mänskligt liv. Tack vare dem, besegrades många sjukdomar, som i århundraden ansågs obotlig. För närvarande finns det en mångfald av dessa föreningar, som inte bara kräver klassificering av antibiotika enligt den verkningsmekanism och spektrum, utan även på många andra egenskaper.