Často jsou pacientům předepisována širokospektrá antibiotika. Jejich antimikrobiální účinek je zaměřen na bakterie, viry, plísně a prvoky. Dnes mají lékaři k dispozici obrovské množství antibiotik. Mají různý původ, chemické složení, mechanismus antimikrobiálního účinku, antimikrobiální spektrum a četnost rozvoje lékové rezistence. Klasifikace antibiotik prošla od jejich použití v klinické praxi mnoha změnami.
Existují různé skupiny antibiotik. Všechny však mají podobné vlastnosti:
Nevykazují znatelný toxický účinek na tělo.
Mají výrazný selektivní účinek na mikroorganismy.
Formování lékové rezistence.
Termín „antibiotikum“ byl zaveden do lexikonu lékařské praxe od přijetí a zavedení penicilinu do lékařské praxe v roce 1942.
První antibiotikum objevil v roce 1929 vědec Alexander Fleming. Anglický biochemik Ernst Chain jako první získal antibiotikum v jeho čisté formě. Poté začala jejich výroba. A od roku 1940 se již antibiotika aktivně používají k léčbě.
Dnes se vyrábí více než 30 skupin antimikrobiálních léků. Všechny mají své vlastní mikrobiální spektrum a mají různé stupně účinnosti a bezpečnosti.
Rýže. 1. V roce 1945 byli Fleming, Florey a Chain oceněni Nobelovou cenou za fyziologii a medicínu „za objev penicilinu a jeho léčivých účinků při různých infekčních chorobách“.
Rýže. 2. Na fotografii je „Saving Mold“ penicilinu.
„Když jsem se za svítání 28. září 1928 probudil, rozhodně jsem neplánoval revoluci v medicíně svým objevem prvního antibiotika nebo zabijáckých bakterií na světě,“ napsal do svého deníku Alexander Fleming, muž, který vynalezl penicilin.
Kdo vyrábí antibiotika?
Antibiotika jsou schopna produkovat některé kmeny bakterií, hub a aktinomycet.
Bakterie
Kmeny Bacillus subtilis tvoří bacitracin a subtilin.
Pseudomonas aeruginosa má schopnost tvořit některé typy pyosloučenin (pyocináza, pyocyanin atd.).
Bacillus brevis tvoří gramicidin a tyrotricin.
Bacillus subtilis tvoří některá polypeptidová antibiotika.
Bacillus polimixa tvoří polymyxin (aerosporin).
Actinomycetes
Aktinomycety jsou bakterie podobné houbám. Z aktinomycet bylo získáno více než 200 antimikrobiálních sloučenin s antibakteriálními, antivirovými a antifungálními vlastnostmi.Nejznámější z nich: streptomycin, tetracyklinin, erythromycin, neomycin atd.
Streptomyces rimosus vylučují oxytetracyklin a rimocidin.
Streptomyces aureofaciens vylučují chlortetracyklin a tetracyklin.
Streptomyces griseus tvoří streptomycin, mannosidostreptomycin, cykloheximid a streptocin.
Houby
Nejvýznamnější výrobci antibiotik. Houby produkují cefalosporiny,
griseofulvin, mykofenolové a penicilové kyseliny atd.
Penicillium notatum A Penicillium chrysogenum tvoří penicilin.
Aspergillus flavus tvoří penicilin a kyselinu aspergilovou.
Aspergillus fumigatus tvoří fumigatin, spinulosin, fumigacin (kyselina gelvolová) a gliotoxin.
Rýže. 3. Fotografie ukazuje kolonii Bacillus subtilis, půdní bakterie. Bacillus subtilis produkuje některá polypeptidová antibiotika.
Rýže. 4. Na fotografii kmeny Penicillium notatum a Penicillium chrysogenum tvoří penicilin.
Malování bakteriálních buněk v různých barvách v závislosti na tloušťce buňky vynalezl v roce 1884 dánský bakteriolog Hans Christian Joachim Gram. Jeho metoda barvení hrála hlavní roli ve vývoji klasifikace bakterií.
Rýže. 6. Fotografie ukazuje strukturu bakteriální stěny grampozitivních (vpravo) a gramnegativních (vlevo) bakterií.
Gramnegativní bakterie
Bakterie, které se po obarvení Gramem (Gram-negativní) zdají červené nebo růžové, mají silnou, vícevrstvou buněčnou stěnu. Vnější membrána gramnegativních bakterií slouží jako ochrana proti některým antibiotikům – lysozymu a penicilinu.Lipidová část vnějšího listu membrány těchto bakterií navíc působí jako endotoxiny, které, když se během infekce dostanou do krevního řečiště, způsobí těžkou intoxikaci a toxický šok.
Gram-pozitivní bakterie
Bakteriální buňky, které se na Gramově barvení jeví fialově (Gram-pozitivní), mají tenkou buněčnou stěnu. Vnější list jejich membrány postrádá lipidovou vrstvu – ochranu před nepříznivými podmínkami. Takové bakterie jsou snadno poškozeny antibiotiky s bakteriostatickým účinkem a antiseptiky.
Rýže. 7. Na fotografii je skvrna zbarvená Gramem. Jsou viditelné modré grampozitivní koky a růžové gramnegativní bacily.
Skupiny antibiotik syntetického původu (chemická léčiva)
Látky, které potlačují růst a množení bakterií syntetického původu, se správně neoznačují jako antibiotika, ale léky na chemoterapii. Dnes je to 14 skupin. Antimikrobiální chemické sloučeniny byly vytvářeny od počátku 20. století. Vědci však v této oblasti dosáhli velkých úspěchů již od úspěchu syntetické chemie. První chemikálie byla syntetizována Paulem Ehrlichem v roce 1907. Byl to lék na léčbu syfilis Salvarsan.
Dnes je 90 % všech léků prodávaných v lékárnách syntetického původu.
Rýže. 8. Na fotce je Salvarsan nebo “Drug 606”.Drogu vytvořil Paul Ehrlich na 606. pokus. 605 experimentů na vytvoření chemického léku k léčbě syfilis bylo neúspěšných.
Sulfonamidy
Tato skupina chemoterapeutických léků je zastoupena Norsulfazol, Sulfazin, Sulfadimezin, Sulfapyridazin, Sulfamono- a Sulfadimethoxiny. urosulfan široce používané v urologické praxi. Biseptol je kombinovaný lék, který obsahuje sulfamethoxazol a trimethoprim.
Léky ze skupiny sulfonamidů blokují tvorbu růstových faktorů v buňce – speciálních chemikálií, které se účastní metabolických procesů. Použití sulfonamidů je omezené kvůli jejich souběžným účinkům na lidské buňky.
Analogy kyseliny isonikotinové a dusíkatých bází
Analogy isonikotinové kyseliny a dusíkatých bází jsou široce používány při léčbě tuberkulózy. Drogy v této skupině: Phtivazid, Isoniazd, Metazid, Ethionamid, Prothionamid a PAS.
Deriváty nitrofuranu
Deriváty nitrofuranu mají antimikrobiální aktivitu proti gramnegativním a gramnegativním bakteriím, chlamydiím a trichomonas. V této skupině jsou prezentovány léky Furacilin, Furazolidon a další, stejně jako deriváty nitro-imidazolu - Metronidazol a Tinidazol. Blokují procesy syntézy dceřiných molekul DNA.
Skupina chinolon/fluorochinol
Léky z této skupiny jsou účinné proti gramnegativním bakteriím. Jsou prezentovány kyselina nalidixová, deriváty kyselina chinolontrikarboxylová a deriváty chinoxalinu. Jak byly tyto léky zavedeny do klinické praxe, byly rozděleny do 4 generací.Vysoká antimikrobiální aktivita fluorochinolů dala podnět k vývoji lékových forem pro topické použití – ušních a očních kapek.
Imidazolové deriváty
Imidazolové deriváty (klotrimazol, ketokonazol, mikonazol atd.) mají silnou aktivitu proti parazitickým prvokům a houbám. Široce se používá při trichomoniáze, amébióze a plísňových infekcích. metronidazol vykazuje aktivitu proti původci žaludečních vředů a duodenálních vředů Helicobacter pylori.
Hydroxychinolinové deriváty
Léky z této skupiny jsou účinné proti grampozitivním a gramnegativním bakteriím, včetně kmenů, které jsou rezistentní vůči antibiotikům. Některé z nich jsou účinné proti prvokům (Hiniofor), ostatní - ve vztahu ke kvasinkovitým houbám rodu Candida (nitroxolin).
Skupiny antibiotik podle mechanismu inhibičního působení na různé buněčné struktury
Antibiotika mají škodlivý účinek na mikrobiální buňku. Jejich „cíle“ jsou buněčná stěna, cytoplazmatická membrána, ribozomy a nukleotid.
Antibiotika, která ovlivňují buněčnou stěnu
Tato skupina léků je prezentována peniciliny, cefalosporiny a cykloserin.
Peniciliny zabíjejí mikrobiální buňky inhibicí syntézy peptidoglykanu (mureinu), hlavní složky jejich buněčných membrán. Tento enzym je produkován pouze rostoucími buňkami.
Antibiotika, která inhibují syntézu ribozomálních proteinů
Největší skupina antibiotik, které produkují aktinomycety. Je prezentována aminoglykosidy, tetracyklinová skupina, chloramfenikol, makrolidy atd.
Streptomycin (skupina aminoglykosidů) má antibakteriální účinek tím, že blokuje ribozomální podjednotku 30S a narušuje čtení genetických kodonů, což má za následek tvorbu polypeptidů nepotřebných pro mikroba.
tetracykliny narušují vazbu aminoacyl-tRNA na komplex ribozom-matrice, v důsledku čehož je potlačena syntéza proteinů ribozomy.
U malých bakterií, intracelulárních parazitů, tetracykliny potlačují oxidaci kyseliny glutamové, výchozího produktu reakcí energetického metabolismu. Levomycetin, linkomycin a makrolidy potlačit reakci peptidyltransferázy s 50S ribozomální podjednotkou, což vede k zastavení syntézy proteinů bakteriální buňkou.
Antibiotika, která narušují funkci cytoplazmatické membrány
Cytoplazmatická membrána se nachází pod buněčnou stěnou a jedná se o lipoprotein (až 30 % lipidů a až 70 % proteinů). Antibakteriální léky narušující funkci cytoplazmatické membrány představují polyenová antibiotika (Nystatin, Levorin a Amfotericin B) A Polymyxin. Polyenová antibiotika se adsorbují na cytoplazmatickou membránu hub a vážou se na její látku ergosterol. V důsledku tohoto procesu buněčná membrána ztrácí makromolekuly, což vede k dehydrataci buněk a jejich smrti.
Antibiotika, která inhibují RNA polymerázu
Tuto skupinu představují rifampiciny, které produkují aktinomycety. Rifampin inhibuje aktivitu DNA-dependentní RNA polymerázy, což vede k blokování syntézy proteinů při přenosu informace z DNA do RNA.
Rýže. 10. Poškození membrány bakteriální buňky antibiotiky vede k její smrti (počítačové modelování).
Rýže. jedenáct.Fotografie ukazuje okamžik syntézy bílkovin z aminokyselin ribozomem (vlevo) a trojrozměrný model ribozomu bakterie Haloarcula marismortui (vpravo). Právě ribozomy se často stávají „cílem“ mnoha antibakteriálních léků.
Rýže. 12. Fotografie ukazuje okamžik zdvojení DNA nahoře a molekuly RNA dole. Rifampin inhibuje aktivitu DNA-dependentní RNA polymerázy, což vede k blokování syntézy proteinů při přenosu informace z DNA do RNA.
Klasifikace antibiotik podle účinku na mikrobiální buňku
Antibiotika mají různé účinky na bakterie. Některé z nich zastavují růst bakterií (bakteriostatika), jiné zabíjejí (baktericidní působení).
Antibiotika s baktericidním účinkem
Léky v této skupině zabíjejí bakteriální buňky. Tyto zahrnují benzylpenicilin, jeho semisyntetické deriváty, cefalosporiny, fluorochinolony, aminoglykosidy, rifampiciny.
Antibiotika s bakteriostatickým účinkem
Léky v této skupině zastavují růst mikrobů. Bakterie, které nedosáhly určité velikosti, nejsou schopné množení a rychle hynou, proto je bakteriostatický účinek svou silou stejný jako baktericidní účinek. Antibiotika do této skupiny zahrnují tetracykliny, makrolidy a aminoglykosidy.
Rýže. 13. Alergie se může vyvinout na antibiotika, stejně jako na jiné léky. Fotografie ukazuje různé projevy alergií (kožní forma).
Na základě účinku na mikroby se antibiotika dělí do dvou skupin: širokospektrá (hlavní část antimikrobiálních léčiv) a úzká.
Úzkospektrální antibiotika
A) Benzylpenicilin působí proti pyogenním kokům, grampozitivním bakteriím a spirochetám.
b) Antimykotika přírodního původu Nystatin, Levorin a Amfotericin B. Jsou účinné proti houbám a prvokům.
Širokospektrální antibiotika
Širokospektrá antibiotika jsou účinná proti řadě gramnegativních a grampozitivních bakterií. Některé z nich mají škodlivý účinek na intracelulární parazity – rickettsie, chlamydie a mykoplazmata. Prezentována jsou širokospektrá antibiotika cefalosporiny třetí generace, tetracykliny, chloramfenikol, aminoglykosidy, makrolidy a rifampicin.
Rýže. 14. Pro děti jsou široce používány tabletové formy, suspenze a sirupy. Pro teenagery - tablety a kapsle.
Přirozeně se vyskytující peniciliny jsou považovány za úzkospektrá antibiotika. Benzylpenicilin a fenoxypenicilin se nejaktivněji používají v lékařské praxi. Léky jsou účinné proti grampozitivním bakteriím a kokům.
Isoxalpeniciliny
80–90 % kmenů Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) je rezistentních vůči penicilinu, protože jsou schopny produkovat enzymy (penicilinázy), které ničí jednu ze základních částí molekuly všech penicilinů – beta-laktamový kruh. Od roku 1957 začal vývoj polosyntetických antibakteriálních léků. Vědci vyvinuli antibiotika, která jsou odolná vůči působení stafylokokového enzymu (isoxalpeniciliny).Mezi hlavní antistafylokokové léky patří oxacilin a nafticilin, které se široce používají při léčbě stafylokokových infekcí.
karboxypeniciliny (účinné proti Pseudomonas aeruginosa),
ureidopeniciliny (účinné proti Pseudomonas aeruginosa).
Aminopeniciliny (ampicilin a amoxicilin)
Léčiva v této skupině jsou účinná proti Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes a
Streptococcus pneumoniae.
Léky jsou široce používány při léčbě infekcí horních cest dýchacích, v praxi lékařů ORL, onemocnění močového systému a ledvin, gastrointestinálního traktu, včetně léčby žaludečních vředů způsobených Helicobacter pylori a meningitidy.
Stejně jako aminopeniciliny jsou léky z této skupiny účinné proti řadě infekcí, včetně Pseudomonas aeruginosa a Klebsiella spp.
V lékařské praxi se dnes používá pouze azlocilin.
Karboxypeniciliny a ureidopeniciliny jsou zničeny stafylokokovými beta-laktamázovými enzymy.
Sloučeniny, které jsou inhibitory beta-laktamázy (kyselina klavulanová, sulbaktam a tazobaktam), mohou překonat stafylokokové enzymy.Peniciliny chráněné před destruktivním působením stafylokokového enzymu se nazývají chráněné inhibitory. Jsou zastoupeny Amoxicilin/Klavulanát, Ampicillin/Sulbaktam, Amoxicilin/Sulbaktam, Piperacilin/Tazobaktam, Tikarcillin/Klavulanát. Peniciliny chráněné inhibitory jsou široce používány k léčbě infekcí různých lokalizací a používají se k předoperační profylaxi v břišní chirurgii.
Cefalosporiny
Největší skupinou antibiotik jsou cefalosporiny. Pokrývají široké antimikrobiální spektrum, mají vysokou baktericidní aktivitu a jsou vysoce odolné vůči stafylokokovým beta-laktamázám. Cefalosporiny se dělí do 4 generací. Cefalosporiny 3. a 4. generace mají široké spektrum antimikrobiálního účinku. Toto rozdělení je založeno na spektru antimikrobiální aktivity a odolnosti vůči beta-laktamázám. Cefalosporiny zabíjejí mikrobiální buňky inhibicí syntézy peptidoglykanu (mureinu), hlavní složky jejich buněčných membrán.
Prezentovány jsou cefalosporiny 3. generace Cefixim, Cefotaxim, Ceftriaxon, Ceftazidim, Cefoperazon, Ceftibuten atd. cefalosporiny 4. generace — Cefepime a Cefpirome.
Vysoká účinnost cefalosporinů a nízký toxický účinek učinily tato antibiotika jedním z nejoblíbenějších mezi všemi antimikrobiálními léky v klinickém použití.
tetracykliny
Použití léků ze skupiny tetracyklinů je dnes omezené. Důvodem jsou vedlejší účinky těchto antibiotik a vznik velkého počtu případů mikroorganismů rezistentních na tetracyklin. Přírodní antibiotikum tetracyklin a semisyntetické antibiotikum Doxycyklin Dnes se používají při chlamydiích, rickettsióze, některých nemocech přenosných ze zvířat na člověka (zoonózy) a silném akné.
Aminoglykosidy
Aminoglykosidy vedou k mikrobiální buněčné smrti blokováním ribozomální podjednotky 30S a narušením čtení genetických kodonů, což vede k tvorbě polypeptidů, které jsou pro mikroba nepotřebné. Vzhledem k tomu, že se aminoglykosidy zavádějí do lékařské praxe, rozlišují se 4 generace antibiotik této skupiny.
První generaci představují Streptomycin, Neomycin, Kanamycin, Monomycin.
II generace - Gentamicin.
III generace - Tobramycin, Amikacin, Netilmicin, Sizomycin.
IV generace - isepamycin.
Aminodikosidy se používají k léčbě závažných onemocnění jako je mor, tuberkulóza, tularémie atd. Mají nebezpečné vedlejší účinky, a proto je jejich použití v lékařské praxi omezené (poškození ledvin, sluchových a bráničních nervů).
Makrolidy
Makrolidy jsou nejvíce netoxická antibiotika. Mají vysoký stupeň bezpečnosti a pacienti je dobře snášejí. V této skupině jsou prezentovány léky Erythromycin, Spiramycin, Josamycin a Midecamycin - přírodní antibiotika a Clarithromycin, Azithromycin, Midecamycin acetát a Roxithromycin - polosyntetický původ.
Makrolidy jsou předepisovány především při infekcích způsobených grampozitivními koky a intracelulárními parazity – mykoplazmaty a chlamydiemi a také legionelami.
Rifampiciny
Rifampiciny jsou polosyntetické deriváty přírodních antibiotik Rifamycin, který produkují aktinomycety. Antibiotika jsou široce používána k léčbě tuberkulózy a lepry.Rifampiciny inhibují aktivitu DNA-dependentní RNA polymerázy, což vede k blokování syntézy proteinů během přenosu informace z DNA do RNA.
Rýže. 15. Fotografie ukazuje použití diskové difúzní metody pro stanovení citlivosti mikroorganismů na antibiotika.
Rýže. 16. Diagram ukazuje zóny, kde je růst mikroorganismů inhibován antibiotiky.
Rýže. 17. Na fotografii vlevo kolonie bakterií vykazují rezistenci na antibiotické tablety. Vpravo kolem tablet není žádný výrůstek, což znamená, že bakterie jsou citlivé na antibiotika.
Rýže. 18. Za posledních pět let se trh s antibiotiky v Ruské federaci více než zdvojnásobil. Jak se říká, je poptávka – je nabídka. Domácí lékárničky Rusů jsou přeplněné antimikrobiálními léky. Mikroorganismy jsou každým rokem stále odolnější, což vyžaduje delší léčebné kúry a překonání nových antibiotik.
Širokospektrální antibiotika jsou univerzálními vojáky v boji proti četným patogenům. Klasifikace antibiotik prošla od jejich použití v klinické praxi mnoha změnami. Existuje mnoho skupin antibiotik. Všechny je však spojuje výrazný selektivní účinek na mikroorganismy a mírný toxický účinek na makroorganismus.
