Mecanismul de acțiune al antibioticelor: o descriere detaliată

Ai putea spune că dezvoltarea revoluționară a fost descoperirea penicilinei la începutul secolului XX. În timpul al doilea război mondial, primul antibiotic salvat milioane de soldați răniți de septicemie. Penicilina a devenit eficientă și la medicamente în același timp, mai ieftine dintr-o varietate de infecții grave cu fracturi grave, rani septice. De-a lungul timpului, a fost sintetizat, precum și 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 de acțiune ale spectrelor antibiotice pot fi diferite. Peste timp, noi tipuri și modificări de antibiotice. Este diversitatea lor necesită o sistematizare. În timpul nostru, am adoptat o clasificare a antibioticelor în funcție de mecanismul de acțiune și o gamă, precum și în structura chimică. Conform mecanismului lor de acțiune este împărțit în:

• bacteriostatici, care suprima creșterea sau reproducerea microorganismelor patogene;
• microbiocide, care contribuie la distrugerea bacteriilor.

Mecanismele de bază ale acțiunii antibioticelor:

• violarea peretelui celular bacterian;
• inhibarea sintezei proteinelor în celula bacteriană;
• permeabilitate încălcare a membranei citoplasmatice;
• inhibarea sintezei ARN-ului.

antibiotice beta-lactamice - peniciline

Conform structurii chimice a acestor compuși sunt clasificate 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, ea a inhibat formarea pereților celulari, ceea ce contribuie la încetarea creșterii sau reproducerii bacteriilor. Beta-lactamice au o toxicitate redusă, și în același timp un efect bactericid bun. Ele reprezintă cel mai mare grup și sunt împărțite în subgrupuri care au o structură chimică similară.

Peniciline - sunt un grup de substanțe eliberate din anumite colonii de mucegaiuri și efect bactericid. 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, acestea au proprietatea de selectivitate care acționează numai asupra microorganismelor, fără a afecta macro-organism. Penicilinele au dezavantaje, care includ apariția rezistenței bacteriene la acestea. 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, pentru acceptarea pe termen lung poate fi imunitatea organismului la droguri, reducând astfel eficacitatea. penicilinele semisintetice sunt în general derivați din naturale prin modificarea chimică a conferi proprietăți dorite - amoxicilina, ampicilina. Aceste medicamente au o activitate mai mare impotriva bacteriilor rezistente la biopenitsillinam.

Alte beta-lactamice

Cefalosporinele sunt obținute din ciuperci cu același nume, iar structura lor este similară cu structura penicilinelor care explică aceeași reacție adversă. Cefalosporinele cont de patru generații. medicamente de prima generație sunt utilizate cel mai frecvent în tratamentul infecțiilor ușoare sunt 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.

Carbapeneme acționează eficient asupra, bacterii gram-negative și anaerobe gram-pozitive. Caracteristica lor pozitivă este lipsa rezistenței bacteriene la medicament, chiar și după o lungă perioadă de aplicare a acesteia.

Monobactame aplică de asemenea beta-lactamice și au un mecanism similar de acțiune a antibioticelor, este influența pe pereții celulelor de bacterii. Ele sunt folosite pentru a trata o varietate de diferite infecții.

macrolide

Acesta este al doilea grup. Macrolidele - antibiotice naturale, care au o structură ciclică complexă. Ele reprezintă nucleul lactonă Porțiuni carbohidrat atașate polinomiale. Din numărul de atomi de carbon în inelul depinde de proprietățile medicamentului. Distinge 14-, 15- și compușii cu 16 membri. Spectrul de acțiune al microbilor este destul de largă. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei microbiene este prin reacția lor cu ribozomi și , prin aceasta violare a sintezei proteinelor în celula microorganismului prin inhibarea noi reacții de adiție a monomerului la lanțul peptidic. Acumulând in celulele sistemului imunitar, macrolide efectuate și uciderea intracelulara de microbi.

Macrolidele sunt cele mai sigure și mai puțin toxice și printre antibioticele cunoscute eficiente nu numai împotriva Gram-pozitive, dar bacteriile negative. Utilizarea lor nu se observă reacții secundare nedorite. Aceste antibiotice sunt caracterizate prin efect bacteriostatic, dar la concentrații mai mari, ar putea avea un efect bactericid asupra pneumococilor și alte microorganisme. Ca o metodă pentru producerea macrolidele sunt împărțite în naturale și semisintetică.

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 aparut in anii 70 ai secolului 20 și utilizate pe scară largă până în prezent.

Antibioticele macrolide sunt, de asemenea, semi - azolides și ketolides. Azolide Inelul lactonă în moleculă, între noua și a zecea atomii de carbon incluși atom de azot. 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 într-un mediu acid, în comparație cu eritromicina și se poate acumula în ea. Azitromicina este utilizat într-o varietate de boli ale tractului respirator, ale tractului urinar, intestin, piele si altele.

Ketolides preparate prin atașarea inelului ceto lactonă treilea atom. Ele sunt mai puține bacterii obiceiul de formare, în comparație cu macrolide.

tetracicline

Tetraciclinele sunt o clasă de poliketide. antibioticelor cu spectru larg de influență bacteriostatic. 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, oxitetraciclină a fost primit de la colonia de aceeasi ciuperca. Al treilea membru al acestui grup este tetraciclina, care a fost creat pentru prima dată printr-o modificare chimică a derivatului său clor, și un an mai târziu, de asemenea izolat de la actinomicete. Toate celelalte medicamente din grupa tetraciclinei sunt derivați semi-sintetici ai acestor compuși.

Toate aceste substanțe sunt similare în structura chimică și proprietățile de activitate împotriva multor forme de bacterii gram-pozitive și gram-negative, unele virusuri și protozoare. Ele sunt rezistente la dependenta si microorganisme. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asupra celulei bacteriene este de a suprima în procesul de biosinteză a proteinelor. Acțiunea moleculelor de medicament în bacteriilor Gram-negative care trec in celule prin simpla difuzie. 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. Astfel, există un decalaj în lanțul în timpul sintezei 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 numiți cu o combinație de diferite medicamente având mecanism de acțiune diferit antimicrobian al antibioticelor. De exemplu, efectul tratamentului îmbunătățit prin aplicarea simultană a tetraciclină și streptomicină.

aminoglicozidele

Aminoglicozidele - antibiotice naturale și semi-sintetice cu un spectru foarte larg de activitate, care conțin în moleculă reziduurile 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. Ca bactericide, antibiotice din grupul menționat sunt eficiente chiar și la imunitate redusă puternic. 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.

După primul antibiotic - 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 atribuite kanamicina, care este, de asemenea, prima generație de antibiotic aminoglicozidic. 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.

cloramfenicol

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.

Cloramfenicolul 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. la cloramfenicol rezistență la bacterii se dezvoltă foarte lent. Medicamentul utilizat în tifoide bolii sau shigelloza.

Glicopeptide și lipopeptide

Glicopeptide - 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.

First glicopeptide - vancomicină, a fost produs din actinomicete, prelevate din sol din India. Este un antibiotic natural care este activ împotriva microorganismelor, chiar și în sezonul 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 medicamente a devenit o problemă serioasă. În 80 de ani a fost obținut teicoplanin - un antibiotic din grupa glicopeptidelor. El a fost numit la aceleași infecții, și în combinație cu gentamicină, el dă rezultate bune.

La sfârșitul secolului 20, un nou grup de antibiotice - lipopeptide izolate din Streptomyces. Chimic, acestea 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 al antibioticelor în mod 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 - daptomicinei.

În ceea ce privește 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.

poliene

Următorul grup - antibiotice polîenici. Astăzi există o creștere uriașă în boli fungice sunt dificil de tratat. Pentru a combate ele sunt substanțe antifungice - antibiotice naturale sau semisintetice poliene. Primul medicament antifungic este încă în mijlocul secolului trecut a început să Nistatina, care a fost izolat din cultura Streptomyces. Pe parcursul acestei perioade, practica medicală a inclus multe antibiotice polîenici, derivate dintr-o varietate de culturi fungice - griseofulvina, Levorinum și altele. Am primit doar utilizarea poliene este deja a patra generație. Denumirea comună au ajuns datorită prezenței mai multor legături duble în moleculele.

Mecanismul de acțiune al antibioticelor polîenici datorită formării legăturilor chimice cu sterolii membranei celulare in fungi. astfel, molecula polienică incorporate in membrana celulelor si forme de ioni cu fir canal prin care componentele se extind celulele spre exterior, ceea ce duce la eliminarea acesteia. In doze mici poliene posedă activitate fungistatică și în înaltă - fungicid. Cu toate acestea, activitatea lor nu este acoperită de bacterii și viruși.

Polimyxin - antibiotice naturale produse de bacteriile din sol cu spori. În terapie, acestea au fost folosite în anii '40 ai secolului trecut. Aceste formulări sunt diferite efect bactericid, care este cauzată de deteriorarea membranei citoplasmatică a celulelor de microorganisme care provoacă distrugerea ei. Polimyxin eficiente împotriva bacteriilor gram-negative și microorganisme sunt rareori dependenta. Cu toate acestea, toxicitatea prea mare limitează utilizarea lor în terapie. Compușii din acest grup - sulfat B polimixina și sulfat de polimixină M sunt utilizate rar și numai ca rezervă preparate.

antibiotice antitumorale

Acetinomicină produs unele ciuperci ray, au un efect citostatic. actinomycins naturale în structura sunt hromopeptidami diferite aminoacizi în lanțurile peptidice care determină activitatea lor biologică. Actinomicin atrag atenția specialiștilor, cum ar fi 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, rezultând în anii '60 ai secolului 20, acesta este primul agent anticancer care a găsit utilizarea în terapia oncologică. Cu toate acestea, din cauza numărului mare de efecte secundare ale acestui medicament este rar folosit. Acum am obținut medicamente antineoplazice mai activ.

Antracicline - un agent anti-tumoral extrem de puternic izolate din Streptomyces. Mecanismul de acțiune al antibioticelor asociate cu formarea de complecși ternari cu lanțuri ADN și aceste lanțuri pauză. Și un al doilea posibil mecanism de acțiune antimicrobiană ca urmare a producerii de radicali liberi care oxida celulele canceroase.

Antracicline naturale pot fi numite daunorubicină și doxorubicină. Clasificarea antibioticelor în funcție de mecanismul lor de actiune asupra bacteriilor le clasifică ca microbicide. Cu toate acestea, toxicitatea lor ridicată forțat să caute pentru noi compuși care au fost preparați sintetic. Multe dintre ele au fost folosite cu succes in oncologie.

Antibioticele au devenit de mult timp o parte a practicii medicale și a vieții umane. Datorită lor, au fost învinse multe boli, care timp de secole a fost considerată incurabilă. În prezent, există o mare diversitate a acestor compuși, care necesită nu numai clasificarea antibioticelor conform mecanismului de acțiune și a spectrului, dar, de asemenea, multe alte caracteristici.