Антибиотики

Антибиотики

1.  Понятие антибиотиков

2.  Основные классификации антибиотиков

3.  Классификация по химическому строению

4.  Механизм антимикробного действия антибиотиков

1.  Антибиотики —  группа  соединений природного  происхождения или их полусинтетических и синтетических аналогов, обладающих антимикробным или противоопухолевым действием.

К настоящему времени  известно несколько сотен подобных веществ, но лишь немногие из них нашли применение в медицине.

2.  В основу классификации антибиотиков также  положено  несколько разных принципов.

По  способу получения их делят:

•  на природные;

•  синтетические;

•  полусинтетические (на начальном этапе получают естественным путем, затем синтез ведут искусственно).

Продуценты  антибиотиков:              

•  по преимуществу актиномицеты и плесневые грибы;

•  бактерии (полимиксины);

•  высшие растения (фитонциды);

•  ткани животных и рыб (эритрин, эктерицид).

По  направленности действия:

•  антибактериальные;

•  противогрибковые;

•  противоопухолевые.

По  спектру действия — числу видов микроорганизмов, на которые действуют антибиотики:

•  препараты  широкого  спектра  действия  (цефалоспорины  3-го поколения, макролиды);

•  препараты узкого спектра действия (циклосерин, линкомицин, бензилпенициллин, клиндамицин). В некоторых случаях могут быть  предпочтительнее,  так как не  подавляют  нормальную микрофлору.

3. По химическому строению антибиотики делятся:

•  набета-лактамные антибиотики;

•  аминогликозиды;

•  тетрациклины;

•  макролиды;

•  линкозамиды;

•  гликопептиды;

•  полипептиды;

•  полиены;

•  антрациклиновые антибиотики.

Основу молекулы бета-лактамных антибиотиков составляет бета-лактамное кольцо. К ним относятся:

•  пенициллины ~ группа природных и полусинтетических антибиотиков, молекула которых содержит 6-аминопенициллано-вую кислоту, состоящую из 2 колец — тиазолидонового и бета-лактамного. Среди них выделяют:

.   биосинтетические (пенициллин G — бензилпенициллин);

• аминопенициллины (амоксициллин, ампициллин, бекампи-циллин);

. полусинтетические  "антистафилококковые" пенициллины (оксациллин, метициллин, клоксациллин, диклоксациллин, флуклоксациллин), основное преимущество которых — устойчивость к микробным бета-лактамазам, в первую очередь стафилококковым;

•  цефалоспорины — это природные и полусинтетические антибиотики, полученные на основе 7-аминоцефалоспориновой кислоты и содержащие цефемовое (также бета-лактамное) кольцо,

т. е. по структуре  они близки к пенициллинам. Они делятся на иефалоспорины:

1-го  поколения — цепорин, цефалотин, цефалексин;

•    2-го поколения — цефазолин (кефзол), цефамезин, цефаман-дол (мандол);

•    3-го поколения — цефуроксим (кетоцеф), цефотаксим (кла-форан), цефуроксим аксетил (зиннат), цефтриаксон (лонга-цеф), цефтазидим (фортум);

•    4-го поколения — цефепим, цефпиром (цефром, кейтен) и др.;

•  монобактамы — азтреонам (азактам, небактам);

•  карбопенемы — меропенем (меронем) и имипинем, применяемый только в комбинации со специфическим ингибитором почечной дегидропептидазы циластатином — имипинем/цилас-татин (тиенам).

Аминогликозиды содержат аминосахара, соединенные глико-зидной связью с остальной частью (агликоновым фрагментом) молекулы. К ним относятся:

•  синтетические  аминогликозиды  —  стрептомицин,   гентамицин (гарамицин), канамицин, неомицин, мономицин, сизомицин, тобрамицин (тобра);

•  полусинтетические аминогликозиды — спектиномицин,  амика-цин (амикин), нетилмицин (нетиллин).

Основу молекулы тетрациклинов составляет полифункциональное гидронафтаценовое соединение с родовым названием тетрациклин.Среди них имеются:

•  природные   тетрациклины   —   тетрациклин,   окситетрациклин (клинимицин);

•  полусинтетические тетрациклины — метациклин, хлортетрин, доксициклин (вибрамицин), миноциклин, ролитетрациклин. Препараты группы макролидв содержат в своей молекуле мак-роциклическое лактоновое кольцо, связанное с одним или несколькими углеводными остатками. К ним относятся:

•  эритромицин;

•  олеандомицин;

•  рокситромицин (рулид);

•  азитромицин (сумамед);

•  кларитромицин (клацид);

•  спирамицин;

•  диритромицин.

К линкозамидам относятся линкомицин и клиндамицин. Фармакологические и биологические свойства этих антибиотиков очень близки к макролидам, и, хотя в химическом отношении это совершенно иные препараты, некоторые медицинские источники и фармацевтические фирмы - производители хими-опрепаратов, например делацина С, относят линкозамины к группе макролидов.

Препараты группы гликопептидов в своей молекуле содержат замещенные пептидные соединения. К ним относятся:

•  ванкомицин (ванкацин, диатрацин);

•  тейкопланин (таргоцид);

•  даптомицин.

Препараты группы полипептидов в своей молекуле содержат остатки полипептидных соединений, к ним относятся:

•  грамицидин;

•  полимиксины М и В;

•  бацитрацин;

•  колистин.

Препараты группы поливное в своей молекуле содержат несколько сопряженных двойных связей. К ним относятся:

•  амфотерицин В;

•  нистатин;

•  леворин;

•  натамицин.

К антрациклиновым антибиотикам относятся противоопухолевые антибиотики:

•  доксорубицин;

•  карминомицин;

•  рубомицин;

•  акларубицин.

Есть еще несколько  достаточно широко используемых в настоящее время в практике антибиотиков, не относящихся ни к одной из перечисленных групп: фосфомицин, фузидиевая кислота (фузидин), рифампицин.

В основе антимикробного действия антибиотиков, как и других химиотерапевтических средств, лежит нарушение мгтабо-лизма микробных клеток.

4. По механизму антимикробного действия антибиотики можно разделить на следующие группы:

•  ингибиторы синтеза клеточной стенки (муреина);

•  вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны;

•  подавляющие белковый синтез;

•  ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот.

К ингибиторам синтеза клеточной стенки относятся:

•  бета-лактамные антибиотики — пенициллины, цефалоспори-ны, монобактамы и карбопенемы;

•  гликопептиды— ванкомицин, клиндамицин.

Механизм блокады синтеза бактериальной клеточной стенки ванкомицином. отличается от такового у пенициллинов и це-фалоспоринов и соответственно не конкурирует с ними за места связывания. Поскольку пептидогликана нет в стенках животных клеток, то эти антибиотики обладают очень низкой токсичностью для макроорганизма, и их можно применять в высоких дозах (мегатерапия).

К антибиотикам, вызывающим повреждение  цитоплазматической мембраны (блокирование фосфолипидных или белковых компонентов, нарушение проницаемости клеточных мембран, изменение мембранного потенциала и т. д.), относятся:

•  полиеновые антибиотики — обладают ярко выраженной противогрибковой активностью, изменяя проницаемость клеточной мембраны путем взаимодействия (блокирования) со стероидными компонентами, входящими в ее состав именно у грибов, а не у бактерий;

•  полипептидные антибиотики.

Самая многочисленная группа антибиотиков — подавляющие белковый синтез. Нарушение синтеза белка может происходить на всех уровнях, начиная с процесса считывания информации с ДНК и кончая взаимодействием с рибосомами — блокирование связывания транспортной т-РНК с ЗОБ-субъединицами рибосом (аминогликозиды), с 508-субъединицами рибосом (макро-лиды) или с информационной и-РНК (на 308-субъединице рибосом — тетрациклины). В эту группу входят:

•  аминогликозиды (например, аминогликозид гентамицин, угнетая белковый синтез в бактериальной клетке, способен нарушать синтез белковой оболочки вирусов и поэтому может обладать противовирусным действием);

•  макролиды;

•  тетрациклины;

•  хлорамфеникол   (левомицетин),   нарушающий   синтез   белка микробной клеткой на стадии переноса аминокислот на рибосомы.

Ингибиторы синтеза нуклеиновых  кислот обладают не только антимикробной, но и цитостатической активностью и поэтому используются как противоопухолевые средства. Один из антибиотиков, относящихся к этой группе, — рифампицин — инги-бирует ДНК-зависимую РНК-полимеразу и тем самым блокирует синтез белка на уровне транскрипции.

Терминология

Полностью синтетические препараты, не имеющие природных аналогов и оказывающие сходное с антибиотиками подавляющее влияние на рост бактерий, традиционно было принято называть не антибиотиками, а антибактериальными химиопрепаратами. В частности, когда из антибактериальных химиопрепаратов известны были только сульфаниламиды, принято было говорить обо всём классе антибактериальных препаратов как об «антибиотиках и сульфаниламидах». Однако в последние десятилетия в связи с изобретением многих весьма сильных антибактериальных химиопрепаратов, в частности фторхинолонов, приближающихся или превышающих по активности «традиционные» антибиотики, понятие «антибиотик» стало размываться и расширяться и теперь часто употребляется не только по отношению к природным и полусинтетическим соединениям, но и к многим сильным антибактериальным химиопрепаратам.

История

Основная статья: Изобретение антибиотиков

Изобретение антибиотиков можно назвать  революцией в медицине. Первыми антибиотиками  были пенициллин и стрептомицин.

Классификация

Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы. По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на три группы:

• бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),
• бактерициды (бактерии умертвляются, но физически продолжают присутствовать в среде),
• бактериолитические (бактерии умертвляются, и бактериальные клеточные стенки разрушаются).

Классификация по химической структуре, которую широко используют в медицинской среде, состоит из следующих групп:

• Бета-лактамные антибиотики, делящиеся на две подгруппы:
• Пенициллины — вырабатываются колониями плесневого грибка Penicillium;
• Цефалоспорины — обладают схожей структурой с пенициллинами. Используются по отношению к пенициллинустойчивым бактериям.
• Макролиды — антибиотики со сложной циклической структурой. Действие — бактериостатическое.
• Тетрациклины — используются для лечения инфекций дыхательных и мочевыводящих путей, лечения тяжелых инфекций типа сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза. Действие — бактериостатическое.
• Аминогликозиды — обладают высокой токсичностью. Используются для лечения тяжелых инфекций типа заражения крови или перитонитов.
• Левомицетины — Использование ограничено по причине повышенной опасности серьезных осложнений — поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови. Действие — бактерицидное.
• Гликопептидные антибиотики нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически.
• Линкозамиды оказывают бактериостатическое действие, которое обусловлено ингибированием синтеза белка рибосомами. В высоких концентрациях в отношении высокочувствительных микроорганизмов могут проявлять бактерицидный эффект.
• Противогрибковые — разрушают мембрану клеток грибков и вызывают их гибель. Действие — литическое. Постепенно вытесняются высокоэффективными синтетическими противогрибковыми препаратами.

Номенклатура

Долгое время не существовало каких-либо единых принципов присвоения антибиотикам названий. Чаще всего их называли по родовому или видовому наименованию продуцента, реже — в соответствии с химическим строением. Некоторые антибиотики названы в соответствии с местностью, откуда был выделен продуцент, а, например, этамицин получил название от номера штамма (8).