Mecanismul de acțiune al antibioticelor: o descriere detaliată

Se poate spune că evenimentul revoluționar a fost descoperirea penicilinei la începutul secolului trecut.În timpul celui de-al doilea război mondial, primul antibiotic a salvat milioane de soldați răniți de septicemie. Penicilina a devenit eficace și în același timp un medicament ieftin pentru multe infecții grave, cu fracturi serioase, răni purulente.În timp, s-au sintetizat alte clase de antibiotice. Caracteristici generale

Astăzi există un număr mare de produse care fac parte din lumea vasta de antibiotice - substanțe de origine naturală sau semi-sintetice, care au capacitatea de a distruge anumite grupuri de microorganisme patogene sau inhibă creșterea sau reproducerea lor. Mecanismele, spectrele antibioticelor pot fi diferite.În timp, apar noi tipuri și modificări ale antibioticelor. O asemenea diversitate necesită sistematizare.În prezent, a fost adoptată clasificarea antibioticelor în funcție de mecanismul și spectrul de acțiune, precum și de structura chimică.Prin mecanismul de acțiune, ele sunt împărțite în: bacteriostatic

• , inhibând creșterea sau multiplicarea microorganismelor patogene;
• bactericid, care contribuie la distrugerea bacteriilor.

Mecanismele de bază ale acțiunii antibioticelor: încălcarea

• a peretelui celular bacterian;Suprimarea
• a sintezei proteinelor într-o celulă microbiană;Încălcarea
• a permeabilității membranei citoplasme;
• inhibarea sintezei ARN.

Beta-lactame - peniciline

Prin structura chimică, acești compuși sunt subdivizați după cum urmează.

antibiotice beta-lactamice. Mecanismul de acțiune lactamice depinde de abilitatea grupării funcționale de a lega enzimele implicate în sinteza peptidoglicanului - bazele membranei exterioare a celulelor de microorganisme. Astfel, formarea peretelui celular este inhibată, ceea ce ajută la stoparea creșterii sau multiplicării bacteriilor. Beta-lactamele au toxicitate scăzută și, în același timp, un efect bactericid bun. Ele reprezintă cel mai mare grup și sunt împărțite în subgrupe care au o structură chimică similară.

Penicilinele sunt un grup de substanțe eliberate dintr-o colonie specifică de mucegaiuri și bactericide active. Mecanismul de acțiune al antibioticelor penicilină, datorită faptului că prin distrugerea peretelui celular al microorganismelor, le distrug. Peniciline sunt de origine naturală sau semi-sintetice și sunt compuși cu un spectru larg de acțiune - ele pot fi utilizate în tratamentul multor boli cauzate de streptococi și stafilococi.În plus, ele au proprietatea selectivității, acționând doar asupra microorganismelor, fără a afecta macroorganismul. Penicilinele au dezavantajele lor, care includ apariția rezistenței la bacterii. Dintre cele mai frecvente penicilina naturală G, penicilina, care sunt utilizate pentru a lupta împotriva infecțiilor meningococice și streptococice datorită toxicității sale reduse și costuri reduse. Cu toate acestea, cu admiterea pe termen lung, poate exista o imunitate a organismului la medicament, ceea ce va duce la o scădere a eficacității sale. Penicilinele semisintetice sunt obtinute de obicei din naturale prin modificari chimice pentru a le da proprietatile corecte - amoxicilina, ampicilina. Aceste medicamente sunt mai active împotriva bacteriilor rezistente la bio-peniciline.

Alte beta-lactamice cefalosporinic

obținute din ciuperci cu același nume, iar structura lor este similară cu structura penicilinelor care explică aceeași reacție adversă.Cefalosporinele sunt vechi de patru generații. Medicamentele din prima generație sunt utilizate mai des în tratamentul formelor ușoare de infecții cauzate de stafilococi sau streptococi. A doua și a treia cefalosporinele generatie mai activi împotriva bacteriilor Gram-negative și a patra generație a substanței - cele mai puternice medicamente folosite pentru a influența infecțiile severe.

Carbapenemii acționează eficient asupra bacteriilor gram-pozitive, gram-negative și anaerobe. Proprietatea lor pozitivă este lipsa rezistenței bacteriene la medicament chiar după o perioadă îndelungată de utilizare.

Monobactamele aparțin de asemenea beta-lactamelor și au un mecanism similar de acțiune al antibioticelor, care constă în efectul asupra pereților celulari ai bacteriilor. Acestea sunt utilizate pentru a trata o varietate de infecții.

Macrolide

Acesta este al doilea grup. Macrolidele sunt antibiotice naturale care au o structură ciclică complexă.Ele sunt un inel de lacton polinomial cu resturi de carbohidrați atașate. Proprietățile medicamentului depind de cantitatea de atomi de carbon din inel. Există compuși cu 14-, 15- și 16-membri. Spectrul acțiunii lor asupra microbilor este destul de larg. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei microbiene este prin reacția lor cu ribozomi și, prin aceasta violare a sintezei proteinelor în celula microorganism prin suprimarea noi reacții de adiție a monomerului la lanțul peptidic. Acumulând în celulele sistemului imunitar, macrolidele efectuează, de asemenea, distrugerea intracelulară a microbilor.

Macrolidele sunt cele mai sigure și mai puțin toxice dintre antibiotice cunoscute și sunt eficiente împotriva bacteriilor gram-pozitive, dar și gram-negative. Atunci când sunt utilizate, nu se observă reacții adverse nedorite. Aceste antibiotice se caracterizează prin acțiunea bacteriostatică, dar la concentrații ridicate pot avea un efect bactericid asupra pneumococilor și asupra altor microorganisme. Prin metoda de producție, macrolidele sunt împărțite în substanțe naturale și semisintetice.primul medicament

din clasa macrolidelor naturale eritromicina a fost obținută la mijlocul secolului trecut si a fost folosit cu succes împotriva bacteriilor gram-pozitive rezistente la penicilină.O nouă generație de medicamente din acest grup a apărut în anii 70 ai secolului XX și este utilizată în mod activ până în prezent. Macrolidele

includ, de asemenea, antibiotice semi-sintetice - azol și cetolid.În molecula de azolidă, un atom de azot este inclus în inelul de lactonă între al nouălea și al zecelea atom de carbon.azolides Reprezentant azitromicina este un spectru larg de acțiune și activitate față de bacteriile gram-pozitive și gram negative, unele anaerobi. Este mult mai stabil în mediul acid, în comparație cu eritromicina, și se poate acumula în el. Azitromicina este utilizată pentru o varietate de afecțiuni ale tractului respirator, sistemului urogenital, intestinelor, pielii și altele.

Ketolidele se obțin prin atașarea la cel de-al treilea atom a unui inel lactonă al grupului ceto. Acestea se disting prin bacterii mai puțin dependente, în comparație cu macrolidele.

Tetracicline

Tetraciclinele aparțin clasei de policitete. Acestea sunt antibiotice cu un spectru larg de acțiune, care au influență bacteriostatică.Primul reprezentant al ei - clortetraciclinei, a fost izolat în mijlocul secolului trecut una dintre culturile de actinomicete, numit, de asemenea, ciuperci radiante. Câțiva ani mai târziu, oxitetraciclina a fost obținută dintr-o colonie a acelorași ciuperci. Al treilea reprezentant al acestui grup este tetraciclina, care a fost inițial creată prin modificarea chimică a derivatului său clor, și un an mai târziu, de asemenea, izolată de actinomiacete. Toate celelalte preparate ale grupului tetraciclinic sunt derivați semisintetici ai acestor compuși.

Toate aceste substanțe sunt similare în structura și proprietățile chimice, în activitate împotriva multor forme de bacterii gram-pozitive și gram-negative, anumiți viruși și protozoare. Ele sunt, de asemenea, rezistente la dependența microbiană.Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei bacteriene este de a suprima procesele de biosinteză a proteinelor în ea. Când moleculele medicamentului acționează asupra bacteriilor gram-negative, ele trec în celulă prin difuzie simplă.Mecanismul de penetrare a particulelor de antibiotice din bacterii gram-pozitive este încă puțin înțeleasă, dar există speculații că moleculele de tetraciclină interactioneaza cu ionii de anumite metale, care sunt în celulele de bacterii pentru a forma compuși complecși. Aceasta rupe lanțul în timpul formării de proteine ​​necesare celulei bacteriene. Experimentele au demonstrat că chlortetracycline bacteriostatic concentrații suficiente pentru a inhiba sinteza proteinelor, dar pentru inhibarea sintezei de acid nucleic necesită concentrații mari ale medicamentului.

Tetraciclinele sunt folosite in lupta impotriva bolii renale, diverse infecții cutanate, respiratorii si multe alte boli. Dacă este necesar, care le înlocuiesc penicilina, dar în ultimii ani, utilizarea tetraciclinelor a scăzut în mod semnificativ, datorită apariției rezistenței microorganismelor la acest grup de antibiotice. Rolul negativ jucat de utilizarea antibioticului ca aditiv pentru hrana animalelor, având ca rezultat proprietăți terapeutice scăzute ale medicamentului datorită apariției rezistenței la ea. Pentru ao depăși, sunt prescrise combinații cu diferite medicamente cu un mecanism diferit de acțiune antimicrobiană a antibioticelor. De exemplu, efectul terapeutic este sporit prin utilizarea simultană de tetraciclină și streptomicină.

Aminoglicozidele Aminoglicozidele - antibiotice naturale și semi-sintetice cu un spectru foarte larg de activitate, care conțin în moleculă resturile aminosaharidov. El a devenit primul streptomicină aminoglicozid, izolat din colonii de ciuperci ray în mijlocul secolului trecut și utilizate în mod activ în tratamentul unei varietăți de infecții. Fiind bactericide, antibioticele acestui grup sunt eficiente chiar și cu imunitate redusă.Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei microbiene este formarea de legături covalente puternice cu distrugerea proteinelor și ribozomi microorganisme sintezei proteinelor în reacțiile celulelor bacteriene.nu este pe deplin înțeles mecanismul aminoglicozid efect bactericid, opus acțiunii bacteriostatică de tetracicline și macrolide încalcă de asemenea sinteza proteinelor în celulele bacteriene. Cu toate acestea, este cunoscut faptul că aminoglicozidele sunt activi doar în condiții aerobe, astfel încât acestea prezintă o eficiență scăzută în țesuturi cu aport sanguin scăzut.

Dupa antibiotic de prima - penicilină și streptomicină, au început să fie atât de utilizate pe scară largă în tratamentul oricărei boli care foarte curand a existat o problemă la obținerea microorganisme utilizate la aceste medicamente.În prezent, streptomicină este utilizat în principal în asociere cu alte medicamente de ultimă generație pentru tratarea tuberculozei sau a unor astfel de infecții astăzi, rare, cum ar fi ciuma.În alte cazuri, este prescris kanamicină, care este, de asemenea, un antibiotic din prima generație de aminoglicozide. Cu toate acestea, datorită toxicității ridicate a kanamicinei gentamicinei preferată în mod curent - pregătirea a doua generație, a treia generație și prepararea amikacina este un aminoglicozid - este rar utilizat pentru a preveni dependența acestora de microorganisme.

Cloramfenicolul Cloramfenicolul sau cloramfenicol, este un antibiotic natural cu un spectru larg de acțiune, activ pe un număr mare de organisme Gram-pozitive și Gram-negative, multe dintre principalele virusuri. Pe structura chimică este derivată nitrofenilalkilaminov, a fost obținut mai întâi din cultura actinomicete în mijlocul secolului 20, iar doi ani mai târziu, de asemenea, sintetizate chimic.

Levomycetin are un efect bacteriostatic asupra microorganismelor. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei bacteriene este de a suprima activitatea procesului de formare a catalizatorului de legături peptidice în sinteza proteinelor, atunci când ribozomi. Rezistența la levomicetină în bacterii se dezvoltă foarte lent. Medicamentul este utilizat pentru febra tifoidă sau pentru dizenterie. Glycopeptides

Glycopeptides și lipopeptide

- compuși peptidici ciclici care sunt antibiotice naturale sau semisintetic cu un spectru îngust de activitate a unor tulpini de microorganisme. Ele exercită un efect bactericid asupra bacteriilor gram-pozitive, si poate inlocui penicilina in caz de rezistenta la ea. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra microorganismelor poate fi explicată prin formarea legăturilor cu aminoacizi și peptidoglicanilor peretelui celular, prin aceasta suprimând sinteza lor.

Prima glicopeptidă, vancomicină, a fost derivată din actinomicitele luate din sol în India. Este un antibiotic natural care acționează activ pe microorganisme chiar și în timpul sezonului de reproducere. Inițial, vancomicina a fost folosit ca un înlocuitor în caz de alergie la penicilină să-l în tratamentul infecțiilor. Cu toate acestea, creșterea rezistenței la medicament a devenit o problemă serioasă.În anii '80, s-a obținut teicoplanina, un antibiotic din grupul glicopeptidic. El este prescris pentru aceleași infecții și, în asociere cu gentamicină, dă rezultate bune.

La sfârșitul secolului XX a apărut un nou grup de antibiotice - lipopeptide izolate de streptomycetes. Conform structurii lor chimice, ele sunt lipopeptide ciclice. Acest antibiotic cu un spectru îngust de acțiune, care prezintă un efect bactericid împotriva bacteriilor gram-pozitive și stafilococi care sunt rezistente la medicamente beta-lactamice și glicopeptide. Mecanismul de acțiune

de antibiotice semnificativ diferite de cele deja cunoscute - formele lipopeptidici în prezența calciului ioni legături puternice cu membrana celulară a bacteriilor care duce la depolarizare și perturbarea sale sintezei proteinei, astfel încât celula virusare moare. Primul reprezentant al clasei de lipopeptide este daptomicina.

Referitor la daptomycins poate fi observat o rată semnificativă a activității bactericide, și cel mai important - lipsa de rezistență încrucișată, sau cel puțin foarte lent formarea sa, datorită faptului că un complet nou mecanism de acțiune a antibioticelor încorporate în structura substanței.

Polyenes

Următorul grup este antibiotice polienice. Astăzi există o mare creștere a bolilor fungice care sunt dificil de tratat. Pentru combaterea lor, agenții antifungici sunt destinați - antibiotice polienice naturale sau semisintetice. Primul medicament antifungic la mijlocul secolului trecut a fost nystatinul, care a fost izolat din cultura streptomiacetelor.În această perioadă, multe antibiotice polienice obținute din diverse culturi fungice - griseofulvin, levorin și altele - au fost incluse în practica medicală.Acum s-au folosit polienele de a patra generație. Ei au primit numele general datorită prezenței mai multor duble legături în molecule.

Mecanismul de acțiune al antibioticelor polienice se datorează formării legăturilor chimice cu sterolii membranelor celulare din ciuperci. Molecula de polienă este astfel încorporată în membrana celulară și formează un canal de sârmă ionică, prin care iese componentele celulei, ducând la eliminarea ei.În doze mici, polienele sunt fungistatice, iar în doze mari fungicide. Cu toate acestea, activitatea lor nu se extinde la bacterii și viruși.

Polimixinele - antibiotice naturale, sunt produse de bacterii care formează spori de sol.În terapie, au găsit aplicații în anii '40 ai secolului trecut. Aceste medicamente sunt caracterizate prin acțiunea bactericidă, care este cauzată de deteriorarea membranei citoplasmatice a celulei de microorganisme cauzând moartea acesteia. Polimixinele sunt eficiente împotriva bacteriilor gram-negative și rareori determină dependența microorganismelor. Totuși, toxicitatea prea ridicată limitează utilizarea acestora în terapie. Compușii din această grupă - sulfat de polimixină B și sulfat de polimixină M sunt utilizați rar și numai ca preparat de rezervă.

Antibiotice antineoplazice

Actinomicinele sunt produse de niște ciuperci radiante, care exercită o acțiune citostatică.Actinomicinele naturale în structură sunt cromopeptidele, care diferă în aminoacizii din lanțurile peptidice, determinând activitatea lor biologică.Actinomicinele atrag atenția specialiștilor ca antibiotice antitumorale. Mecanismul de acțiune ca urmare a formării unei legături suficient de stabile ale lanțurilor peptidice ale medicamentului cu ADN-ul dublu helix a microorganismului și blocând astfel sinteza de ARN.

Dactinomicina, obținută în anii 1960, a devenit primul medicament antitumoral găsit în terapia oncologică.Totuși, datorită numărului mare de reacții adverse, acest medicament este rar utilizat. Au fost acum obținute medicamente antitumorale mai active.

Antraciclinele sunt substanțe antitumorale extrem de puternice, izolate din streptomycete. Mecanismul de acțiune al antibioticelor este asociat cu formarea de complexe triple cu catene ADN și ruptura acestor lanțuri. Un al doilea mecanism de acțiune antimicrobiană este posibil, de asemenea, datorită producerii de radicali liberi care oxidează celulele canceroase.

Printre antraciclinele naturale pot fi menționate daunorubicina și doxorubicina. Clasificarea antibioticelor în funcție de mecanismul de acțiune asupra bacteriilor le clasifică ca bactericide. Totuși, toxicitatea lor ridicată ia determinat să caute noi compuși care au fost obținuți sintetic. Multe dintre ele sunt utilizate cu succes în oncologie.

Antibioticele s-au implicat mult timp în practica medicală și în viața umană.Mulțimea lor a fost înfrântă, multe secole fiind considerate incurabile.În prezent există o varietate de astfel de compuși care necesită nu numai clasificarea antibioticelor în funcție de mecanismul și spectrul acțiunii, ci și de multe alte caracteristici.