Mechanizmus účinku antibiotík: podrobný opis
Je možné povedať, že revolučnou udalosťou bol objav penicilínu na začiatku minulého storočia. Počas druhej svetovej vojny prvé antibiotikum zachránilo milióny zranených vojakov zo sepsy. Penicilín sa stal účinným a súčasne lacným liekom pre mnohé závažné infekcie s vážnymi zlomeninami, hnisavými ranami. Postupom času boli syntetizované ďalšie triedy antibiotík.
Všeobecná charakteristika
V súčasnej dobe existuje veľké množstvo produktov, ktoré patria do rozsiahleho sveta antibiotík - látok prírodného alebo semi-syntetického pôvodu, ktoré majú schopnosť ničiť určitej skupiny patogénnych mikroorganizmov alebo inhibovať ich rast alebo reprodukciu. Mechanizmy môžu byť spektra antibiotík odlišné.Postupom času sa objavujú nové typy a modifikácie antibiotík. Takáto rozmanitosť si vyžaduje systematizáciu. V našej dobe bola prijatá klasifikácia antibiotík podľa mechanizmu a spektra účinku, ako aj chemickej štruktúry. Mechanizmom účinku sú rozdelené na: baktériostatiku
- , ktorá inhibuje rast alebo násobenie patogénnych mikroorganizmov;
- baktericídne, ktoré prispievajú k zničeniu baktérií.
Základné mechanizmy pôsobenia antibiotík:
- porušenie bunkovej steny baktérií;
- potlačenie syntézy proteínov v mikrobiálnej bunke;
- porušenie permeability cytoplazmatickej membrány;
- inhibícia syntézy RNA.Beta-laktámy
- penicilíny
Chemické štruktúry sú tieto zlúčeniny rozdelené nasledovne. Beta-laktámové antibiotiká
.Mechanizmus action laktámových antibiotikách depends na schopnosti funkčnej skupiny viazať enzýmy zapojené do syntézy peptidoglykánu - základy vonkajšej membráne buniek mikroorganizmov. Teda tvorba jeho bunkovej steny je inhibovaná, čo pomáha zastaviť rast alebo množenie baktérií.Beta-laktámy majú nízku toxicitu a zároveň dobrý baktericídny účinok. Predstavujú najväčšiu skupinu a sú rozdelené na podskupiny s podobnou chemickou štruktúrou.
Penicilíny sú skupina látok uvoľnených z určitej kolónie foriem a aktívnych baktericídnych. Mechanizmus účinku antibiotík série penicilínov je spôsobený tým, že zničením bunkovej steny mikroorganizmov ich zničí.Penicilíny sú prírodné alebo semi-syntetického pôvodu a sú zlúčeniny so širokým spektrom účinku - môžu byť použité v liečbe mnohých ochorení spôsobených stafylokoky a streptokoky. Okrem toho majú vlastnosť selektivity, pôsobiaca iba na mikroorganizmy, bez ovplyvnenia makroorganizmu. Penicilíny majú svoje nevýhody, ktoré zahŕňajú vznik rezistencie voči baktériám. Z najbežnejších prírodného penicilínu G, penicilínu, ktoré sa používajú k boju proti meningokokovej a streptokokovej infekcie spôsobené nízku toxicitu a nízku cenu. Pri dlhodobom prijatí však môže existovať imunita organizmu voči lieku, čo povedie k zníženiu jeho účinnosti. Semisyntetické penicilíny sa zvyčajne získavajú z prírodnej chemickej modifikácie, aby im získali správne vlastnosti - amoxicilín, ampicilín. Tieto liečivá sú účinnejšie proti baktériám, ktoré sú odolné voči biopenicilínom. 
Ostatné beta-laktámy cefalosporín
získané z húb s rovnakým názvom, a ich štruktúra je podobná štruktúre penicilínu, ktorý vysvetľuje rovnaký nežiaduci účinok. Cefalosporíny sú staré štyri generácie. Lieky prvej generácie sa používajú častejšie pri liečbe miernych foriem infekcií spôsobených stafylokokmi alebo streptokokmi. Druhá a tretia generácia cefalosporínov je aktívnejšia proti gramnegatívnym baktériám a látky štvrtej generácie sú najsilnejšie lieky používané na ovplyvňovanie závažných infekcií.
Karbapenémy účinne pôsobia na grampozitívne, gramnegatívne a anaeróbne baktérie. Ich pozitívnou vlastnosťou je nedostatok bakteriálnej rezistencie voči lieku aj po dlhom období používania.
monobaktamom vzťahovať aj na beta-laktámy a majú podobný mechanizmus účinku antibiotík, je vplyv na bunkových stenách baktérií.Používajú sa na liečbu rôznych infekcií.
makrolidy
Toto je druhá skupina. Makrolidy sú prírodné antibiotiká, ktoré majú zložitú cyklickú štruktúru. Sú to polynómový laktónový kruh s pripojenými zvyškami sacharidov. Vlastnosti lieku závisia od množstva atómov uhlíka v kruhu. Existujú 14-, 15- a 16-členné zlúčeniny. Spektrum ich pôsobenia na mikróby je dostatočne široké.Mechanizmus účinku antibiotík na mikrobiálnej bunke spočíva v ich interakcii s ribozómami a tým v rozklade syntézy proteínov v bunke mikroorganizmu potlačovaním reakcií pripojenia nových monomérov k peptidovému reťazcu. Akumulácia buniek imunitného systému vedie aj makrolidy k intracelulárnej deštrukcii mikróbov.
Makrolidy sú najbezpečnejšie a menej toxické medzi známe antibiotiká a sú účinné nielen proti grampozitívnym, ale aj proti gramnegatívnym baktériám. Pri ich použití nie sú pozorované nežiaduce vedľajšie reakcie. Tieto antibiotiká sú charakterizované bakteriostatickým účinkom, ale vo vysokých koncentráciách môžu mať baktericídny účinok na pneumokoky a niektoré ďalšie mikroorganizmy. Spôsob výroby makrolidy sú rozdelené na prírodné a polosyntetické.
Prvý liek z triedy prírodných makrolidov bol erytromycín, získaný v polovici minulého storočia a úspešne používaný proti grampozitívnym baktériám odolným voči penicilínom. Nová generácia liekov tejto skupiny sa objavila v 70. rokoch 20. storočia a aktívne sa používa až doteraz.
makrolidy tiež zahŕňajú polosyntetické antibiotiká - azolid a ketolid. V molekule azolidu je do laktónového kruhu medzi deviatym a desiatym atómom uhlíka zahrnutý atóm dusíka. Reprezentantom azolidov je azitromycín so širokým spektrom pôsobenia a aktivity v smere gram-pozitívnych a gramnegatívnych baktérií, niektorých anaeróbov. Je oveľa stabilnejšia v kyslom prostredí v porovnaní s erytromycínom a môže sa v ňom hromadiť.Azitromycín sa používa na rôzne ochorenia dýchacieho traktu, urogenitálneho systému, čriev, kože a ďalších.
Ketolidy sa získavajú pripojením laktónového kruhu ketoskupiny k tretiemu atómu. Vyznačujú sa menej návykovými baktériami v porovnaní s makrolidmi.
Tetracyklíny
Tetracyklíny patria do triedy polyketidov. Ide o antibiotiká so širokým spektrom účinku, ktoré majú bakteriostatický vplyv. Prvý reprezentant - chlórtetracyklín, bol izolovaný v polovici minulého storočia z jednej z kultúr aktinomycetov, nazývaných tiež radiantné huby. O niekoľko rokov neskôr bol oxytetracyklín získaný z kolónií rovnakých húb. Tretím predstaviteľom tejto skupiny je tetracyklín, ktorý bol najskôr vytvorený chemickou modifikáciou jeho chlórderivátu a o rok neskôr bol tiež izolovaný z aktinomycetov. Všetky ostatné prípravky tetracyklínovej skupiny sú semisyntetické deriváty týchto zlúčenín.
Všetky tieto látky sú podobné v chemickej štruktúre a vlastnostiach, pôsobia proti mnohým formám grampozitívnych a gramnegatívnych baktérií, niektorým vírusom a prvokom. Sú tiež odolné voči mikrobiálnej závislosti. Mechanizmus pôsobenia antibiotík na bakteriálnu bunku je potlačenie procesov biosyntézy bielkovín v ňom. Keď molekuly lieku pôsobia na gramnegatívne baktérie, prechádzajú do bunky jednoduchou difúziou. Mechanizmus penetrácie antibiotických častíc do grampozitívnych baktérií nebol dostatočne študovaný, avšak navrhuje sa, aby molekuly tetracyklínu interagovali s iónmi určitých kovov, ktoré sú v bakteriálnych bunkách, aby sa vytvorili komplexné zlúčeniny. Toto rozštiepi reťazec počas tvorby proteínu, ktorý je potrebný pre bakteriálnu bunku. Experimenty ukázali, že bakteriostatické koncentrácie chlórtetracyklínu sú dostatočné na potlačenie syntézy proteínov, avšak na inhibíciu syntézy nukleových kyselín sú potrebné veľké koncentrácie liečiva. 
Tetracyklíny sú použité v boji proti ochoreniu obličiek, rôzne kožné infekcie, respiračné a mnoho ďalších chorôb. V prípade potreby nahradí penicilín, ale v posledných rokoch sa používanie tetracyklínov výrazne poklesol v dôsledku vzniku rezistencie mikroorganizmov k tejto skupine antibiotík. Negatívne role použitím antibiotiká ako prísada do krmiva pre zvieratá, čo vedie k zníženiu terapeutických vlastnostiach liečiva v dôsledku výskytu rezistencie k nej. Ju prekonať, sú vybavené kombináciou rôznych liečiv, ktoré majú iný mechanizmus antimikrobiálne pôsobenie antibiotík. Napríklad terapeutický účinok je zosilnený súčasným použitím tetracyklínu a streptomycínu.
Aminoglykozidy Aminoglykozidy - prírodné a polosyntetických antibiotík s veľmi širokým spektrom účinnosti, ktoré obsahujú v molekule zvyšky aminosaharidov. Stal sa prvým aminoglykozid streptomycín, izolované z kolónií ray húb v polovici minulého storočia a aktívne používa pri liečbe rôznych infekcií.Ako baktericídneho činidlá, antibiotiká spomínané skupiny sú účinné aj pri silne zníženej imunity. Mechanizmus účinku antibiotík v mikrobiálnej bunke, je tvorba silnej kovalentnej väzby sa ničenia proteíny a ribozómy mikroorganizmov syntézy proteínov v bakteriálnej bunkovej reakcie. Nie je celkom objasnený mechanizmus aminoglykozidov baktericídne účinok, na rozdiel od bakteriostatické pôsobenia tetracyklíny a makrolidy tiež porušujú syntézu proteínov v bakteriálnych bunkách. Avšak je známe, že aminoglykozidy sú aktívne iba za aeróbnych podmienok, a tak vykazujú nízku účinnosť v tkanivách s zlom zásobenie.
Po prvom antibiotikami - penicilínom a streptomycínom, začali byť tak široko používaný na liečbu akéhokoľvek ochorenia, ktoré veľmi skoro tam bol problém zvyknúť mikroorganizmov k týmto liekom. V súčasnej dobe, streptomycín sa používa predovšetkým v kombinácii s ostatnými najnovšej generácie liekov na liečbu tuberkulózy alebo také, dnes vzácne infekcií, ako je mor. V iných prípadoch priradený kanamycín, ktorý je tiež prvej generácie aminoglykozidové antibiotikum. Avšak, vzhľadom k vysokej toxicite kanamycínu v súčasnej dobe preferované gentamycínu - prípravu druhej generácie, tretej generácie a prípravu amikacínu je aminoglykozidové - sa používa len zriedka, aby sa zabránilo závislosti na takúto mikroorganizmov.
chloramfenikol chloramfenikol alebo chloramfenikol, je prírodné antibiotikum so širokým spektrom účinku, pôsobí na veľké množstvo gram-pozitívnym a gram-negatívnym organizmom, mnoho z hlavných vírusov. Na chemická štruktúra je odvodená nitrofenilalkilaminov, bol najprv získaný z kultúry aktinomycét v polovici 20. storočia, a dva roky neskôr tiež syntetizované chemicky. 
Levomycetin má bakteriostatický účinok na mikroorganizmy. Mechanizmus pôsobenia antibiotík na bakteriálnu bunky je potláčať aktivitu procesu katalyzátora tvorby peptidové väzby pri syntéze proteínov, kedy ribozómov. Odolnosť voči levomycetínu v baktériách sa vyvíja veľmi pomaly. Liečivo sa používa na liečbu týfusovej horúčky alebo dyzentérie.
glykopeptidy a lipopeptidy
glykopeptidy - cyklické peptidové zlúčeniny, ktoré sú prírodné alebo semisyntetické antibiotikum s úzkym spektrom účinku niektorých kmeňov mikroorganizmov. Sú vyvíjať baktericídny účinok na grampozitívne baktérie, a môže nahradiť penicilín v prípade rezistencie na nej. Mechanizmus pôsobenia antibiotík na mikroorganizmy možno vysvetliť tvorbou väzieb s aminokyselinami a bunkovej steny peptidoglykánu, čím sa potláča ich syntézu.
prvý glykopeptidy - vankomycín, bolo vyrobené z aktinomycét, odobratých z pôdy Indie. Je to prírodné antibiotikum, ktoré je aktívne proti mikroorganizmom, a to aj v období rozmnožovania. Spočiatku, vankomycín bol použitý ako náhrada v prípade penicilínu alergie na nej v liečbe infekcií.Zvýšenie odolnosti voči lieku sa však stalo vážnym problémom. V 80. rokoch bola získaná teicoplaninu - antibiotikum zo skupiny glykopeptidov. On bol menovaný na rovnakých infekcií, a v kombinácii s gentamicínom, dáva dobré výsledky.
Na konci 20. storočia sa objavila nová skupina antibiotík - lipopeptidy izolované zo streptomycetov. Podľa ich chemickej štruktúry sú to cyklické lipopeptidy. Toto antibiotikum s úzkym spektrom účinku, vykazuje baktericídny účinok proti gram-pozitívnym baktériám a stafylokokov, ktoré sú rezistentné k betalaktámových liekov a glykopeptidov.
mechanizmus účinku antibiotík významne líšia od tých, ktoré už známe - lipopeptid formy v prítomnosti iónov vápnika silné väzby s bunkovou membránou baktérií, čo vedie k depolarizáciu a jeho ukončenie syntézy proteínov, a tak, aby škodlivý bunka umiera. Prvým predstaviteľom triedy lipopeptidov je daptomycín.
S ohľadom na daptomycínu, možné uviesť, značná miera baktericídne aktivity, a čo je najdôležitejšie - nedostatok skrížené rezistencie, alebo aspoň veľmi spomaliť jeho tvorbe v dôsledku skutočnosti, že sa úplne novým mechanizmom pôsobenia antibiotík začlenený do štruktúry látky.
Polyény
Ďalšou skupinou sú polyénové antibiotiká.Dnes je veľký nárast hubových ochorení, ktoré sa ťažko liečia. Na boj proti nim sú antifungálne látky určené - prírodné alebo polosyntetické polyénové antibiotiká.Prvý antifungálny liek v polovici minulého storočia bol nystatín, ktorý bol izolovaný z kultúry streptomycetov. Počas tohto obdobia bolo do lekárskej praxe zahrnuté množstvo polyénových antibiotík získaných z rôznych hubových kultúr - griseofulvín, levorin a iné.Teraz boli použité polyény štvrtej generácie. Majú všeobecný názov kvôli prítomnosti niekoľkých dvojitých väzieb v molekulách.
Mechanizmus pôsobenia polyénových antibiotík je spôsobený tvorbou chemických väzieb so sterolmi bunkových membrán v hubách. Polyénových molekula tak zakotvený v bunkovej membráne a formy Ion pevné kanál, ktorým komponenty smerom von bunky, čo vedie k jeho eliminácii. V malých dávkach sú polyény fungistatické a vo vysokých dávkach fungicídne. Avšak ich aktivita sa nevzťahuje na baktérie a vírusy. 
Polymyxíny - prírodné antibiotiká, sú produkované baktériami tvoriacimi spóry pôdy. V terapii našli aplikáciu v 40. rokoch minulého storočia. Tieto lieky sú charakterizované baktericídnym účinkom, ktorý je spôsobený poškodením cytoplazmatickej membrány bunky mikroorganizmu spôsobujúcej jej smrť.Polymyxíny sú účinné proti gramnegatívnym baktériám a zriedkavo spôsobujú závislosť mikroorganizmov. Príliš vysoká toxicita však obmedzuje ich použitie v terapii. Zlúčeniny tejto skupiny - sulfát polymyxínu B a sulfát polymyxínu M sa používajú zriedkavo a len ako rezervné prípravky.
protinádorová antibiotiká aktinomycín
produkoval niektoré ray húb, majú cytostatický účinok. Prírodné aktinomycíny v štruktúre sú chromopeptidy, ktoré sa líšia aminokyselinami v peptidových reťazcoch a určujú ich biologickú aktivitu. Actinomycíny priťahujú pozornosť špecialistov ako protinádorové antibiotiká.Mechanizmus účinku v dôsledku vytvorenie dostatočne stabilných väzieb peptidových reťazcov liečivá s dvojitej špirály DNA mikroorganizmu a tým blokujú syntézu RNA.
Dactinomycín, získaný v šesťdesiatych rokoch 20. storočia, sa stal prvým protinádorovým liekom, ktorý sa našiel v onkologickej liečbe. Vzhľadom na veľký počet vedľajších účinkov sa však táto liečba zriedkavo používa. Teraz boli získané účinnejšie protinádorové lieky. 
Antracyklíny sú extrémne silné protinádorové látky izolované zo streptomycetov. Mechanizmus pôsobenia antibiotík je spojený s tvorbou trojitých komplexov s reťazcami DNA a prasknutím týchto reťazcov. Druhý mechanizmus antimikrobiálneho účinku je tiež možný vďaka produkcii voľných radikálov, ktoré oxidujú rakovinové bunky.
Medzi prírodnými antracyklínmi možno uviesť daunorubicín a doxorubicín. Klasifikácia antibiotík podľa mechanizmu účinku na baktérie ich klasifikuje ako baktericídne. Avšak ich vysoká toxicita spôsobila, že hľadali nové zlúčeniny, ktoré boli získané synteticky. Mnohé z nich sa úspešne používajú v onkológii.
Antibiotiká sa už dlho podieľajú na medicíne a ľudskom živote. Vďaka nim boli porazené mnohé choroby, ktoré boli po mnoho storočí považované za nevyliečiteľné.V súčasnosti existuje taká rôznorodosť týchto zlúčenín, že sa vyžaduje nielen klasifikácia antibiotík podľa mechanizmu a spektra účinku, ale aj v mnohých ďalších charakteristikách.