наркотици

Бета-лактамни антибиотици

всеобщност

Бета-лактамите (или β-лактамите) представляват голямо семейство антибиотици, включително многобройни молекули, които споделят централното ядро ​​в основата на тяхната химична структура: бета-лактамен пръстен, известен по-просто като бета-лактам .

Бета-лактамният пръстен - освен че е централното ядро ​​на този клас антибиотици - е също фармакофорът на тези молекули, т.е. групата, която придава антибактериални свойства, типични за тези лекарства.

Класове на бета-лактамни антибиотици

В рамките на голямото бета-лактамово семейство откриваме четири класа антибиотици, пеницилини, цефалоспорини, карбапенеми и монобактами .

По-долу ще бъдат накратко илюстрирани основните характеристики на тези лекарства.

пеницилини

Пеницилини са антибиотици с естествен произход, тъй като те произтичат от мицета (т.е. гъбички).

По-специално, основателите на този клас антибиотици - пеницилин G (или бензилпеницилин ) и пеницилин V (или феноксиметилпеницилин ) - бяха изолирани за първи път от култури от Penicillium notatum (форма, известна днес като Penicillium chrysogenum ).

Откритието на пеницилина се дължи на Александър Флеминг, който през 1928 г. наблюдава как колониите на Penicillium notatum са способни да инхибират растежа на бактериите.

Бензилпеницилин и феноксиметилпеницилин бяха изолирани само десет години по-късно благодарение на група английски химици.

От този момент нататък започва голямото развитие на изследванията в областта на пеницилините, в опит да се намерят нови съединения, които са все по-безопасни и по-ефективни.

Открити и синтезирани са хиляди нови молекули, някои от които все още се използват в терапията.

Пеницилините са антибиотици с бактерицидно действие, т.е. могат да убиват бактериални клетки.

Сред многото молекули, принадлежащи към този голям клас, споменаваме ампицилин, амоксицилин, метицилин и оксацилин.

Цефалоспорини

Цефалоспорини - като пеницилини - също са естествени антибиотици.

Молекулата, считана за прародителка на този клас лекарства - цефалоспорин С - е открита от италианския лекар Джузепе Броцу от университета в Каляри.

През годините са разработени многобройни цефалоспорини с повишена активност в сравнение с естествения им предшественик, като по този начин се получават по-ефективни лекарства с по-широк спектър на действие.

Цефалоспорините са и антибиотици с бактерицидно действие.

Cefazolin, cefalexin, cefuroxime, cefaclor, ceftriaxone, ceftazidime, cefixime и cefpodoxime принадлежат към този клас лекарства.

карбапенеми

Прародител на този клас лекарства е тиенамицин, който за първи път е изолиран от актиномицета Streptomyces cattleya .

Установено е, че тиенамицинът е съединение с интензивна антибактериална активност, с широк спектър на действие и способно да инхибира някои видове β-лактамаза (специфични ензими, произведени от някои бактериални видове, способни да хидролизират бета-лактам и за инактивиране на антибиотика).

Тъй като тиенамицинът се оказа много нестабилен и труден за изолиране, бяха направени промени в неговата структура, като по този начин се получи първото по-стабилно полусинтетично производно - имипенем.

Меропенем и ертапенем също принадлежат към този клас антибиотици.

Карбапенемите са антибиотици с бактериостатично действие, т.е. не могат да убиват бактериални клетки, но инхибират растежа им.

монобактами

Единственото лекарство, принадлежащо към този клас антибиотици, е азтреонам.

Aztreonam не идва от естествени съединения, но е от напълно синтетичен произход. Той има спектър на действие, ограничен само до грам-отрицателни бактерии и също така има способността да инактивира определени видове β-лактамази.

Механизъм за действие

Всички бета-лактамни антибиотици действат чрез намеса в синтеза на бактериална клетъчна стена, т.е. те пречат на синтеза на пептидогликан.

Пептидогликанът е полимер, съставен от паралелни вериги от азотни въглехидрати, свързани заедно чрез напречни връзки между аминокиселинни остатъци.

Тези връзки са съставени от специфични ензими, принадлежащи към пептидазното семейство (карбоксипептидаза, транспептидаза и ендопептидаза).

Бета-лактамните антибиотици се свързват с тези пептидази, предотвратявайки образуването на гореспоменатите напречни връзки; по този начин в пептидогликана се образуват слаби области, които водят до лизис и смърт на бактериалната клетка.

Резистентност към бета-лактамни антибиотици

Някои бактериални видове са резистентни към бета-лактамни антибиотици, защото синтезират определени ензими ( β-лактамази ), способни да хидролизират бета-лактамния пръстен; По този начин те инактивират антибиотика и не му позволяват да изпълнява функцията си.

За да се коригира този проблем със съпротивлението, бета-лактамните антибиотици могат да се прилагат заедно с други съединения, наречени β-лактамазни инхибитори, които - както подсказва името -, инхибират активността на тези ензими.

Примери за тези инхибитори са клавулановата киселина, която често се среща в комбинация с амоксицилин (като например лекарството Clavulin®), сулбактам, който се открива заедно с ампицилин (като например, в лекарството Unasyn®). и тазобактам, който може да бъде намерен в много лекарствени продукти в комбинация с пиперацилин (като например, в лекарствения продукт Tazocin®).

Въпреки това, антибиотичната резистентност не се причинява единствено от производството на β-лактамазни бактерии, но може да бъде причинена и от други механизми.

Тези механизми включват:

  • Промени в структурата на антибиотичните цели;
  • Създаване и използване на метаболитен път, различен от този, който се инхибира от лекарството;
  • По този начин модификации на клетъчната пропускливост срещу лекарството пречат на преминаването или адхезията на антибиотика към мембраната на бактериалната клетка.

За съжаление, явлението антибиотична резистентност се е увеличило значително през последните години, главно поради злоупотребата и злоупотребата, която се прави.

Следователно, такива мощни и ефективни лекарства като бета-лактамите са все по-застрашени да станат безполезни поради непрекъснатото развитие на резистентни бактериални щамове.