Antibiootikumide toimemehhanism: üksikasjalik kirjeldus

Võib öelda, et revolutsiooniline sündmus oli penitsilliini avastamine eelmise sajandi alguses. Teise maailmasõja ajal päästis esimene antibiootikum miljoneid sepsekahjustusega haavatud sõdureid. Penitsilliin on saanud raskeks ja samal ajal odava ravimina paljude raskete luumurdude, haavade haavade rasketeks infektsioonideks. Aja jooksul sünteesiti ka teisi antibiootikumide klasse.

Üldised karakteristikud

Täna on suur hulk tooteid, mis kuuluvad suur maailm antibiootikumide - ainete looduslike või poolsünteetiline päritolu, millel on võime hävitada teatud rühmade patogeensete mikroorganismide või pärsivad nende kasvu või paljunemist. Mehhanismid võivad antibiootikumide spektrid olla erinevad. Aja jooksul ilmnevad uued antibiootikumide tüübid ja modifikatsioonid. Selline mitmekesisus nõuab süstematiseerimist. Meie aja järgi on vastu võetud antibiootikumide klassifikatsioon vastavalt mehhanismile ja toime spekterile, samuti keemiline struktuur. Toimemehhanismi järgi jagunevad need:

• bakteriostaatilised, inhibeerivad patogeensete mikroorganismide kasvu või paljunemist;
• bakteritsiidne, mis aitab kaasa bakterite hävitamisele.

Antibiootikumide põhilised toimemehhanismid:

• bakteriaalse rakuseina kahjustus;Valgusünteesi supresseerimine mikroobilises rakus
• ;
• tsütoplasmaatilise membraani läbilaskvuse rikkumine;
• inhibeerimine RNA sünteesi.

beeta-laktaamid - penitsilliinid

Keemilise struktuuriga jagatakse need ühendid järgmiselt.

beeta-laktaamantibiootikumid. Toimemehhanism laktaamantibiootikumidele sõltub võimest funktsionaalse rühma seonduda osalevate ensüümide sünteesiks peptidoglükaani - aluseid välismembraanist mikroorganismi rakkudes. Seega on selle rakuseina moodustumine inhibeeritud, mis aitab peatada bakterite kasvu või paljunemist. Beeta-laktaamid on madala toksilisusega ja samal ajal hea bakteritsiidse toimega. Nad esindavad suurimat rühma ja jagunevad alamrühmaks, millel on sarnane keemiline struktuur.

Penitsilliinid on ainete rühm, mis vabaneb konkreetsest hallitusseente ja aktiivsest bakteritsiidsest koloonist. Penitsilliinireaktsioonide antibiootikumide toimemehhanism on tingitud asjaolust, et hävitades mikroorganismide rakuseina nad hävitavad. Penitsilliinid on looduslikud või poolsünteetilised päritolu ning ühendite lai toimespekter - neid saab kasutada, et ravida paljusid haigusi põhjustatud streptokokid ja stafülokokid. Lisaks on neil selektiivsuse omadus, mis toimib ainult mikroorganismides, mõjutamata makroorganismi. Penitsilliinidel on oma puudused, sealhulgas bakterite suhtes resistentsus. Levinumaid looduslikke penitsilliin G, penitsilliin, mida kasutatakse, et võidelda meningokokk ja streptokokinakkused tänu oma madala toksilisuse ja odav. Siiski võib pikaajalise sissevõtmise korral olla ravimi immuunsus, mis vähendab selle efektiivsust. Poolsünteetilised penitsilliinid saadakse tavaliselt looduslikest keemilistest modifikatsioonidest, et anda neile õiged omadused - amoksitsilliin, ampitsilliin. Need ravimid on aktiivsemad bakterite suhtes, mis on resistentsed bio-penitsilliinide suhtes.

Muud beetalaktaamid cephalosporini

saadud seentest sama nime, ning nende struktuur on sarnane struktuur penitsilliinid, mis selgitab sama kõrvaltoime. Tsefalosporiinid on neli põlvkonda vana. Esimese põlvkonna ravimeid kasutatakse sagedamini stafülokokkide või streptokokkide põhjustatud kergete nakkusvormide ravis. Teise ja kolmanda põlvkonna tsefalosporiinid on aktiivsemad gramnegatiivsete bakterite suhtes ja neljanda põlvkonna ained on tugevaimad ravimid, mida kasutatakse tõsiste infektsioonide mõjutamiseks.

Karbapeneemid toimivad tõhusalt grampositiivsete, gram-negatiivsete ja anaeroobsete bakterite suhtes. Nende positiivseks omaduseks on bakteriaalse resistentsuse puudumine ravimi suhtes isegi pärast pikka kasutamist.

Monobaktaamid kehtivad ka beetalaktaamid ning neil on samasugune toimemehhanism antibiootikumid, on mõju rakuseinad bakterite vastu. Neid kasutatakse erinevate infektsioonide raviks.

Macrolide

See on teine ​​grupp. Makroliidid on looduslikud antibiootikumid, millel on keeruline tsükliline struktuur. Need on polünoomi laktooniring, mille külge on lisatud süsivesikute jääke. Ravimi omadused sõltuvad ringi süsinikuaatomite kogusest. Seal on 14-, 15- ja 16-lülilised ühendid. Nende mikroobide toime spekter on piisavalt lai. Antibiootikumide toimemehhanism mikroobarakul seisneb nende interaktsioonis ribosoomidega ja seega mikroorganismi rakus valkude sünteesi purustamisega, pärssides uute monomeeride kinnitumist peptiidiahelale. Immuunsüsteemi rakkudes koguneb makroliidid ka mikroobide rakusisest hävitamist.

Makroliidid on teadaolevate antibiootikumide seas ohutumad ja vähemmürgised ning on efektiivsed mitte ainult grampositiivsete, vaid ka gramnegatiivsete bakterite vastu. Kasutamisel neid kõrvaltoimeid ei täheldata. Neid antibiootikume iseloomustab bakteriostaatiline toime, kuid suurel kontsentratsioonil on bakteritsiidne toime pneumokokkidele ja mõnedele muudele mikroorganismidele. Tootmismeetodi järgi jagatakse makroliidid looduslikeks ja poolsünteetilisteks.

Esimene looduslike makroliidide klassi ravim oli erütromütsiin, mis saadi eelmise sajandi keskel ja mida on edukalt kasutatud gram-positiivsete bakterite vastu, mis on resistentsed penitsilliinide vastu. Selle grupi uued põlvkonnad ilmusid 20. sajandi 70. aastatel ja neid kasutatakse siiani aktiivselt.

Makroliidid sisaldavad ka poolsünteetilisi antibiootikume - asoliid ja ketoliid. Asoliidi molekulis on lämmastikuaatom lülitatud laktooniringi üheksa ja kümnenda süsinikuaatomi vahel. Asoliidide esindajaks on asitromütsiin, millel on laia spektriga toime ja aktiivsus grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite, mõned anaeroobide suunas. See on palju stabiilsem happelises keskkonnas võrreldes erütromütsiiniga ja võib selles koguneda. Asitromütsiini kasutatakse mitmesuguste hingamisteede haiguste, urogenitaalse süsteemi, soolte, naha ja teiste jaoks.

Ketoliidid saadakse, kinnitades keto-rühma laktoonrühma kolmandale aatomile. Makroliididega võrreldes eristuvad neid vähem sõltuvust tekitavate bakteritega.

Tetratsükliinid

Tetratsükliinid kuuluvad polüketiide klassi. Nad on bakteriostaatilise toimega antibiootikumid, millel on laia toimespektriga toime. Esimene nende esindaja - klorotetratsükliin - isoleeriti eelmise sajandi keskel ühe aktinomütsiidide kultuurist, neid nimetatakse ka kiirgavate seenteks. Mõni aasta hiljem saadi oksütetratsükliin samade seente kolooniast. Selle rühma kolmas esindajaks on tetratsükliin, mis loodi esmakordselt selle kloro-derivaadi keemilise modifitseerimisega ja aasta hiljem eraldati ka aktinomütsiididest. Kõik teised tetratsükliinrühma preparaadid on nende ühendite poolsünteetilised derivaadid.

Kõik need ained on keemilise struktuuri ja omaduste poolest sarnased aktiivsuse vastu paljude grampositiivsete ja gramnegatiivsete bakterite, teatud viiruste ja algloomade vormis. Nad on vastupidavad ka mikroobsele sõltuvusele. Toimemehhanism antibiootikumide bakterirakk mahasurumiseks seda protsessi valkude biosünteesi. Tegevuse ravimi molekulid gramnegatiivsete bakterite nad lähevad rakud lihtdifusiooni. Mehhanism penetratsiooni antibiootikumi osakesi grampositiivsete bakterite on endiselt raskesti mõistetav, kuid seal on spekulatsioon, et tetratsükliini molekulid suhelda ioonid teatavate metall, mis on rakkudes bakterite moodustamaks kompleksühendid. See lõhub ketti proteiini moodustumise ajal, mis on vajalik bakteriraku jaoks. Eksperimendid tõestas, et bakteriostaatiline klortetratsükliin kontsentratsioonis, millest piisab pärsivad valgusünteesi, kuid pärsib nukleiinhappe sünteesi nõuab suurt ravimi kontsentratsiooni tõus.

Tetratsükliine kasutatakse neeruhaiguse, naha, hingamisteede ja paljude teiste haiguste vastu võitlemisel. Vajadusel asendavad nad penitsilliini, kuid viimastel aastatel on tetratsükliinide kasutamine märgatavalt vähenenud, mis on seotud antibiootikumide rühma mikroorganismide resistentsuse tekkimisega. Selle antibiootikumi kui loomasööda lisaaine kasutamise negatiivne roll, mille tagajärjel vähenes ravimi omadused seoses selle resistentsuse tekkimisega. Selle ületamiseks on ette nähtud kombinatsioonid erinevate antibiootikumide antimikroobse toimega mehhanismide erinevate ravimitega. Näiteks terapeutilist toimet suurendab tetratsükliini ja streptomütsiini samaaegne kasutamine.

Aminoglükosiididel Aminoglükosiididel - looduslikud ja poolsünteetilised antibiootikume, millel on väga lai toimespekter, mis sisaldavad molekulis jääkide aminosaharidov. Esimene aminoglükosiid oli streptomütsiin, isoleeritud kiirgusega seente kolooniast juba eelmise sajandi keskel ja seda kasutati aktiivselt mitmesuguste infektsioonide ravis. Kuna bakteritsiidne on see, on selle rühma antibiootikumid efektiivsed ka oluliselt vähendatud immuunsusega. Antibiootikumide toimemehhanism mikroobide rakus seisneb tugevate kovalentsete sidemete moodustamises mikroorganismi ribosoomi valkudega ja bakterirakus valkude sünteesireaktsioonide hävitamisega. Ei ole täielikult teada mehhanism aminoglükosiidide bakteritsiidse toimega, mitte bakteriostaatiline toime tetratsükliini ja makroliidide rikuvad ka valgusünteesi bakterirakkudes. Siiski on teada, et aminoglükosiidid on aktiivsed ainult aeroobsetes tingimustes, mistõttu neil on vähene efektiivsus nõrga verevarustusega kudedes.

Pärast esimest antibiootikumi - penitsilliini ja streptomütsiini, nad hakkasid nii laialt kasutatud tahes haiguse, et väga kiiresti tekkis probleem harjuda mikroorganismid nende ravimitega. Praegu kasutatakse streptomütsiini, peamiselt kombinatsioonis teiste uue põlvkonna ravimitega tuberkuloosi raviks või siiani haruldasi infektsioone nagu katk. Muudel juhtudel on välja kirjutatud kanamütsiin, mis on ka esimese põlvkonna aminoglükosiidide antibiootikum. Kuid tänu kõrgele toksilisust kanamütsiinist hetkel eelistatud gentamütsiin - valmistamiseks teise põlvkonna kolmanda põlvkonna ja valmistamiseks amikatsiin on aminoglükosiidide - see on harva kasutatakse, et vältida sõltuvuse sellega mikroorganismid.

Kloramfenikool Kloramfenikool või klooramfenikooli, on looduslik antibiootikum laia toimespektriga, aktiivne suur hulk Gram-positiivseid ja Gram-negatiivsete organismide, paljud suured viirused. Keemilise struktuuri kohaselt saadi nitrofenüülalküülamiinide derivaat esmakordselt 20. sajandi keskel aktinomütseedi kultuurist ja kaks aastat hiljem sünteesiti seda ka keemiliselt.

Levomütsetiinil on bakteriostaatiline toime mikroorganismidele. Antibiootikumide toimemehhanism bakterirakule on inhibeerida proteiini sünteesi ajal ribosoomide moodustumise katalüsaatorite aktiivsust. Levomütsetiini vastupidavus bakterites areneb väga aeglaselt. Seda ravimit kasutatakse kõhutüüfi või düsenteeria tarbeks.

Glükopeptiidid ja lipopeptides

Glükopeptiidid - tsüklilise peptiidi ühendid, mis on füüsiline või poolsünteetilised antibiootikumi kitsa toimespektriga teatavate mikroorganismitüvede. Nad omavad bakteritsiidset toimet grampositiivsetele bakteritele ja võivad ka resistentsuse korral asendada penitsilliini. Antibiootikumide toimemehhanism mikroorganismidele on seletatav sideainete moodustamisega rakuseina peptiidoglükaani aminohapetega ja seega nende sünteesi pärssimisega.

Esimene glükopeptiid, vankomütsiin, pärineb India pinnasest võetud aktinomütsiidist. See on looduslik antibiootikum, mis mõjutab aktiivselt mikroorganisme isegi pesitsusperioodil. Esialgu kasutati penitsilliini asendajana vankomütsiini, kui see oli allergiliste haiguste korral infektsioonide ravis. Ravimiresistentsuse suurenemine on siiski muutunud tõsiseks probleemiks.80. aastatel saadi teicoplaniin, glükopeptiidrühma antibiootikum. Ta on ette nähtud samade nakkuste jaoks ja koos gentamütsiiniga annab ta häid tulemusi.

20. sajandi lõpus ilmnes uus antibiootikumide rühm - streptomütsiididest eraldatud lipopeptiidid. Nende keemilise struktuuri kohaselt on need tsüklilised lipopeptiidid. See antibiootikumi kitsa toimespektriga, ilmutavad bakteritsiidse toimega grampositiivsete bakterite ja stafülokokid, mis on resistentsed beetalaktaami narkootikumide ja glükopeptiidides.

toimemehhanism antibiootikumid erine oluliselt juba teada - lipopeptiid vormid juuresolekul Katsiumiioonide tugevad sidemed rakumembraaniga bakterite mis viib depolarisatsiooni ja selle häirimine valgusünteesi, et pahatahtliku raku surma. Lipopeptiidide klassi esimene esindaja on daptomütsiin.

Seoses daptomütsiinile võib märkida olulisel määral bakteritsiidset toimet, ja mis kõige tähtsam - vähene Ristresistentsuse, või vähemalt väga aeglane selle kujunemise tingitud asjaolust, et täiesti uue toimemehhanismi antibiootikumid inkorporeerida struktuuri aine.

polüeenid

Järgmine rühm on polüeenist antibiootikumid. Täna on tohutult suur seenhaiguste hulk, mida on raske ravida. Nende vastu võitlemiseks on ette nähtud seentevastased ained - looduslikud või poolsünteetilised polüeenist antibiootikumid. Viimase sajandi keskel oli esimene seenhaiguste ravim nüstatiin, mis eraldati streptomütsiidi kultuurist. Selle perioodi jooksul lisati meditsiinipraktikasse paljud polünointi antibiootikumid, mis saadi erinevatest seenekultuuridest - griseofulviin, levoriin ja teised. Nüüd on kasutatud neljanda põlvkonna polüeene. Nad said üldnime, kuna molekulides esines mitu topelt sidet.

Polüeeni antibiootikumide toimemehhanism on tingitud keemiliste sidemete moodustumisest seene rakumembraanide steroolidega. Polüeenainetega molekul sängitatud rakumembraani ja poolte ioon juhtmega kanal, mille kaudu komponentide laiendada väljapoole rakud, mis viib selle kõrvaldamist. Väikestes annustes on polüeenid fungistaatilised ja fungitsiidsed suured annused. Kuid nende aktiivsus ei laiene bakteritele ja viirustele.

Polümüksiinid - looduslikud antibiootikumid, toodetakse pinnase spoore moodustavate bakterite poolt. Ravis leidsid nad rakendust eelmise sajandi 40. aastatel. Neid ravimeid iseloomustab bakteritsiidne toime, mis on tingitud mikroorganismide rakkude tsütoplasmaatilise membraani kahjustamisest, põhjustades selle surma. Polümüksiinid on efektiivsed gramnegatiivsete bakterite vastu ja põhjustavad harva mikroorganismide sõltuvust. Kuid liiga kõrge toksilisus piirab nende kasutamist ravimisel. Selle rühma ühendeid - polümüksiin B sulfaati ja polümüksiin M sulfaati kasutatakse harva ja ainult reservpreparaadina.

kasvajavastased antibiootikumid aktinomütsiin

andis mõningaid ray seente, on tsütostaatiline efekt. Naturaalsed aktinomütsiini struktuuris on kromopeptiidid, mis erinevad peptiidi ahelates aminohapete poolt, määrates nende bioloogilise aktiivsuse. Actinomütsiinid meelitavad spetsialistide tähelepanu kasvajavastasetele antibiootikumidele. Toimemehhanism moodustumise tõttu piisavalt stabiilsed sidemed peptiidiahelad ravimaine kaksikheeliksis DNA mikroorganismi ja blokeerides seeläbi sünteesi RNA.1960-ndatel aastatel saadud

daktinomütsiin sai esimeseks kasvajavastaseks ravimiks, mis leiti onkoloogilises teraapias. Kuid kõrvalnähtude rohkuse tõttu kasutatakse seda ravimit harva. Praeguseks on saadud aktiivsemad kasvajavastased ravimid.

Antratsükliinid on streptomütsiidist isoleeritud väga tugevad kasvajavastased ained. Antibiootikumide toimemehhanism on seotud DNA-ahelatega kolmekomplekside moodustumise ja nende ahelate rebenemisega. Teine antimikroobse toime mehhanism on võimalik vabade radikaalide tekke tõttu, mis oksüdeerivad vähirakke.

Looduslike antratsükliinide hulgas võib mainida daunorubitsiini ja doksorubitsiini. Antibiootikumide klassifikatsioon bakterite toimemehhanismi järgi klassifitseerib need bakteritsiidsed. Kuid nende kõrge toksilisus tõi kaasa uute ühendite leidmise, mis saadi sünteetiliselt. Paljusid neist on edukalt kasutatud onkoloogias.

Antibiootikumid on juba ammu kaasatud meditsiinipraktikas ja inimelus. Tänu neile võitlesid paljud haigused, mida mitme sajandi jooksul peeti ravimatuks. Praegu on nendest ühenditest selline hulk, et see nõuab mitte ainult antibiootikumide klassifitseerimist vastavalt mehhanismile ja toime spektrile, vaid ka paljudele muudele omadustele.