Antibioticele cu spectru larg sunt adesea prescrise pacienților. Efectul lor antimicrobian vizează bacterii, viruși, ciuperci și protozoare. Astăzi, medicii au la dispoziție un număr mare de antibiotice. Au origini diferite, compoziție chimică, mecanism de acțiune antimicrobiană, spectru antimicrobian și frecvența de dezvoltare a rezistenței la medicamente. Clasificarea antibioticelor a suferit multe modificări de la utilizarea lor în practica clinică.
Există diferite grupe de antibiotice. Cu toate acestea, toate au caracteristici similare:
Ele nu prezintă un efect toxic vizibil asupra organismului.
Au un efect selectiv pronunțat asupra microorganismelor.
Formarea rezistenței la medicamente.
Termenul „antibiotic” a fost introdus în lexicul practicii medicale de la primirea și introducerea penicilinei în practica medicală în 1942.
Primul antibiotic a fost descoperit în 1929 de omul de știință Alexander Fleming. Biochimistul englez Ernst Chain a fost primul care a obținut un antibiotic în forma sa pură. Apoi a început producția lor. Și din 1940, antibioticele au fost deja utilizate în mod activ pentru tratament.
Astăzi, sunt produse peste 30 de grupuri de medicamente antimicrobiene. Toate au propriul spectru microbian și au grade diferite de eficacitate și siguranță.
Orez. 1. În 1945, Fleming, Florey și Chain au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină „pentru descoperirea penicilinei și a efectelor sale vindecătoare în diferite boli infecțioase”.
Orez. 2. Fotografia arată „Mucegaiul salvator” al penicilinei.
„Când m-am trezit în zorii zilei de 28 septembrie 1928, cu siguranță nu am plănuit să revoluționez medicina prin descoperirea primei bacterii ucigașe sau antibiotice din lume”, a scris Alexander Fleming, bărbatul care a inventat penicilina, în jurnalul său.
Cine face antibiotice?
Antibioticele sunt capabile să producă unele tulpini de bacterii, ciuperci și actinomicete.
Bacterii
Tulpini Bacillus subtilis formează bacitracină și subtilină.
Pseudomonas aeruginosa are capacitatea de a forma unele tipuri de piocompuși (piocinaza, piocianina etc.).
Bacillus brevis formează gramicidină și tirotricină.
Bacillus subtilis formează unele antibiotice polipeptidice.
Bacilul polimixa formează polimixină (aerosporină).
Actinomicete
Actinomicetele sunt bacterii asemănătoare ciupercilor. Din actinomicete s-au obținut peste 200 de compuși antimicrobieni cu proprietăți antibacteriene, antivirale și antifungice.Cele mai cunoscute dintre ele: streptomicina, tetraciclinina, eritromicina, neomicina etc.
Streptomyces rimosus secretă oxitetraciclină și rimocidină.
Streptomyces aureofaciens secretă clortetraciclină și tetraciclină.
Streptomyces griseus formează streptomicina, manosidostreptomicina, cicloheximidă și streptocina.
ciuperci
Cei mai importanți producători de antibiotice. Ciupercile produc cefalosporine,
griseofulvina, acizi micofenolic și penicilic etc.
Penicillium notatum Și Penicillium chrysogenum formează penicilină.
Aspergillus flavus formează penicilină și acid aspergilic.
Aspergillus fumigatus formeaza fumigatina, spinulosina, fumigacina (acid gelvolic) si gliotoxina.
Orez. 3. Fotografia prezintă o colonie de Bacillus subtilis, o bacterie a solului. Bacillus subtilis produce unele antibiotice polipeptidice.
Orez. 4. În fotografie, tulpinile Penicillium notatum și Penicillium chrysogenum formează penicilină.
Orez. 5. Fotografia prezintă o colonie de actinomicete.
Pictura celulelor bacteriene în culori diferite în funcție de grosimea celulei a fost inventată în 1884 de bacteriologul danez Hans Christian Joachim Gram. Metoda sa de colorare a jucat un rol major în dezvoltarea clasificării bacteriilor.
Orez. 6. Fotografia arată structura peretelui bacterian al bacteriilor gram-pozitive (dreapta) și gram-negative (stânga).
Bacteriile Gram-negative
Bacteriile care apar roșii sau roz atunci când sunt colorate cu Gram (Gram-negative) au un perete celular gros, multistratificat. Membrana exterioară a bacteriilor gram-negative servește ca protecție împotriva anumitor antibiotice - lizozima și penicilina.În plus, partea lipidică a frunzei exterioare a membranei acestor bacterii acționează ca endotoxine, care, atunci când intră în fluxul sanguin în timpul infecției, provoacă intoxicație severă și șoc toxic.
Bacteriile Gram pozitive
Celulele bacteriene care apar violet la colorația Gram (Gram-pozitive) au un perete celular subțire. Foaia exterioară a membranei lor nu are un strat lipidic - protecție împotriva condițiilor nefavorabile. Astfel de bacterii sunt ușor deteriorate de antibiotice cu acțiune bacteriostatică și antiseptice.
Orez. 7. Fotografia prezintă un frotiu colorat cu Gram. Sunt vizibili cocii gram-pozitivi albaștri și bacilii gram-negativi roz.
Grupuri de antibiotice de origine sintetică (medicamente chimice)
Substanțele care suprimă creșterea și reproducerea bacteriilor de origine sintetică sunt numite corect nu antibiotice, ci medicamente pentru chimioterapie. Astăzi sunt 14 grupuri. Compușii chimici antimicrobieni au fost creați încă de la începutul secolului al XX-lea. Cu toate acestea, oamenii de știință au obținut un mare succes în acest domeniu de la succesul chimiei sintetice. Prima substanță chimică a fost sintetizată de Paul Ehrlich în 1907. Era un medicament pentru tratarea sifilisului Salvarsan.
Astăzi, 90% din toate medicamentele vândute în farmacii sunt de origine sintetică.
Orez. 8. În fotografie este Salvarsan sau „Drug 606”.Medicamentul a fost creat de Paul Ehrlich la a 606-a încercare. 605 de experimente pentru a crea un medicament chimic pentru tratarea sifilisului au fost fără succes.
Sulfonamide
Acest grup de medicamente pentru chimioterapie este reprezentat de Norsulfazol, sulfazină, sulfadimezină, sulfapiridazină, sulfamono- și sulfadimetoxine. Urosulfan utilizat pe scară largă în practica urologică. Biseptol este un medicament combinat care conține sulfametoxazol și trimetoprim.
Medicamentele din grupul sulfonamidelor blochează formarea factorilor de creștere în celulă - substanțe chimice speciale care participă la procesele metabolice. Utilizarea sulfonamidelor este limitată datorită efectelor lor concomitente asupra celulelor umane.
Analogi ai acidului izonicotinic și ai bazelor azotate
Analogii acidului izonicotinic și ai bazelor azotate sunt utilizați pe scară largă în tratamentul tuberculozei. Medicamente din acest grup: Phtivazid, Isoniazd, Metazide, Etionamidă, Protionamidă și PAS.
derivați de nitrofuran
Derivații de nitrofuran au activitate antimicrobiană împotriva bacteriilor gram-negative și gram-negative, chlamydia și trichomonas. Sunt prezentate medicamentele din acest grup Furacilină, Furazolidonă și altele, precum și derivați nitro-imidazol - Metronidazol și Tinidazol. Ele blochează procesele de sinteză a moleculelor de ADN fiice.
Grupa chinolonă/fluorochinol
Medicamentele din acest grup sunt active împotriva bacteriilor gram-negative. Sunt prezentate acid nalidixic, derivate acid chinolon tricarboxilic și derivați de chinoxalină. Pe măsură ce aceste medicamente au fost introduse în practica clinică, au fost împărțite în 4 generații.Activitatea antimicrobiană ridicată a fluorochinolurilor a dat naștere la dezvoltarea formelor de dozare pentru uz local - picături pentru urechi și ochi.
derivați de imidazol
Derivații de imidazol (clotrimazol, ketoconazol, miconazol etc.) au activitate puternică împotriva protozoarelor și ciupercilor parazite. Folosit pe scară largă pentru trichomoniază, amebiază și infecții fungice. Metronidazol prezintă activitate împotriva agentului cauzal al ulcerului gastric și al ulcerului duodenal Helicobacter pylori.
Derivați de hidroxichinolină
Medicamentele din acest grup sunt active împotriva bacteriilor gram-pozitive și gram-negative, inclusiv a tulpinilor care sunt rezistente la antibiotice. Unele dintre ele sunt active împotriva protozoarelor (Hiniofor), altele - în legătură cu ciupercile asemănătoare drojdiei din genul Candida (Nitroxolina).
Grupuri de antibiotice după mecanismul de acțiune inhibitorie asupra diferitelor structuri celulare
Antibioticele au un efect negativ asupra celulei microbiene. „Țintele” lor sunt peretele celular, membrana citoplasmatică, ribozomii și nucleotidele.
Antibiotice care afectează peretele celular
Este prezentat acest grup de medicamente peniciline, cefalosporine și cicloserina.
Penicilinele ucid celulele microbiene prin inhibarea sintezei peptidoglicanului (mureina), componenta principală a membranelor lor celulare. Această enzimă este produsă numai de celulele în creștere.
Antibiotice care inhibă sinteza proteinelor ribozomale
Cel mai mare grup de antibiotice care sunt produse de actinomicete. Ea este prezentată aminoglicozide, grupa tetraciclinei, cloramfenicol, macrolide si etc.
Streptomicină (un grup de aminoglicozide) are un efect antibacterian prin blocarea subunității ribozomale 30S și perturbarea citirii codonilor genetici, rezultând formarea de polipeptide inutile pentru microbi.
Tetracicline întrerupe legarea aminoacil-ARNt de complexul ribozom-matrice, în urma căruia sinteza proteinelor de către ribozomi este suprimată.
La bacteriile mici, paraziții intracelulari, tetraciclinele suprimă oxidarea acidului glutamic, produsul de pornire în reacțiile de metabolism energetic. Levomicetina, lincomicină și macrolide suprimă reacția peptidil transferazei cu subunitatea ribozomală 50 S, ceea ce duce la încetarea sintezei proteinelor de către celula bacteriană.
Antibiotice care perturbă funcția membranei citoplasmatice
Membrana citoplasmatică este situată sub peretele celular și este o lipoproteină (până la 30% lipide și până la 70% proteine). Medicamentele antibacteriene care perturbă funcția membranei citoplasmatice sunt reprezentate de antibiotice poliene (Nistatina, levorină și amfotericina B) Și Polimixină. Antibioticele poliene sunt adsorbite pe membrana citoplasmatică a ciupercilor și se leagă de substanța sa ergosterol. Ca urmare a acestui proces, membrana celulară pierde macromolecule, ceea ce duce la deshidratarea și moartea celulelor.
Antibiotice care inhibă ARN polimeraza
Acest grup este reprezentat de rifampicine, care sunt produse de actinomicete. Rifampina inhibă activitatea ARN polimerazei dependente de ADN, ceea ce duce la blocarea sintezei proteinelor atunci când se transferă informații de la ADN la ARN.
Orez. 10. Deteriorarea membranei unei celule bacteriene de către antibiotice duce la moartea acesteia (modelare pe computer).
Orez. unsprezece.Fotografia prezintă momentul sintezei proteinelor din aminoacizi de către ribozom (stânga) și un model tridimensional al ribozomului bacteriei Haloarcula marismortui (dreapta). Ribozomii devin adesea „ținta” pentru multe medicamente antibacteriene.
Orez. 12. Fotografia arată momentul dublării ADN-ului în partea de sus și a moleculei de ARN în partea de jos. Rifampina inhibă activitatea ARN polimerazei dependente de ADN, ceea ce duce la blocarea sintezei proteinelor atunci când se transferă informații de la ADN la ARN.
Clasificarea antibioticelor în funcție de efectul lor asupra celulei microbiene
Antibioticele au efecte diferite asupra bacteriilor. Unele dintre ele opresc creșterea bacteriilor (bacteriostatice), altele ucid (acțiune bactericidă).
Antibiotice cu acțiune bactericidă
Medicamentele din acest grup ucid celulele bacteriene. Acestea includ benzilpenicilina, derivații săi semisintetici, cefalosporine, fluorochinolone, aminoglicozide, rifampicine.
Antibiotice cu efect bacteriostatic
Medicamentele din acest grup opresc creșterea microbilor. Bacteriile care nu au atins o anumită dimensiune nu sunt capabile de reproducere și mor rapid, prin urmare efectul bacteriostatic este egal ca putere cu efectul bacteriocid. Antibioticele din acest grup includ tetracicline, macrolide și aminoglicozide.
Orez. 13. Se pot dezvolta alergii la antibiotice, ca și la alte medicamente. Fotografia prezintă diferite manifestări ale alergiilor (forma pielii).
Pe baza efectului lor asupra microbilor, antibioticele sunt împărțite în două grupe: cu spectru larg (cea mai mare parte a medicamentelor antimicrobiene) și înguste.
Antibiotice cu spectru îngust
A) Benzilpenicilina are activitate împotriva cocilor piogeni, bacteriilor gram-pozitive și spirochetelor.
b) Medicamente antifungice de origine naturală Nistatina, levorină și amfotericina B. Sunt active împotriva ciupercilor și protozoarelor.
Antibiotice cu spectru larg
Antibioticele cu spectru larg sunt active împotriva unei game de bacterii gram-negative și gram-pozitive. Unele dintre ele au un efect dăunător asupra paraziților intracelulari - rickettsia, chlamydia și micoplasma. Sunt prezentate antibiotice cu spectru larg cefalosporine de generația a treia, tetracicline, cloramfenicol, aminoglicozide, macrolide și rifampicină.
Orez. 14. Formele de tablete, suspensiile și siropurile sunt utilizate pe scară largă pentru copii. Pentru adolescenți - tablete și capsule.
Penicilinele naturale sunt considerate antibiotice cu spectru îngust. Benzilpenicilina și fenoxipenicilina sunt utilizate cel mai activ în practica medicală. Medicamentele sunt active împotriva bacteriilor gram-pozitive și a cocilor.
Izoxalpeniciline
80-90% dintre tulpinile de Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) sunt rezistente la penicilină, deoarece sunt capabile să producă enzime (penicilinaze) care distrug una dintre părțile constitutive ale moleculei tuturor penicilinelor - inelul beta-lactamic. Din 1957, a început dezvoltarea medicamentelor antibacteriene semisintetice. Oamenii de știință au dezvoltat antibiotice care sunt rezistente la acțiunea enzimei stafilococice (izoxalpeniciline).Principalele medicamente antistafilococice dintre ele sunt oxacilina și nafticilina, care sunt utilizate pe scară largă în tratamentul infecțiilor stafilococice.
Peniciline cu un spectru extins de activitate
Penicilinele cu spectru extins includ:
aminopeniciline (nu omoara Pseudomonas aeruginosa),
carboxipeniciline (active împotriva Pseudomonas aeruginosa),
ureidopeniciline (active împotriva Pseudomonas aeruginosa).
Aminopeniciline (ampicilină și amoxicilină)
Medicamentele din acest grup sunt active împotriva Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes și
Streptococcus pneumoniae.
Medicamentele sunt utilizate pe scară largă în tratamentul infecțiilor tractului respirator superior, în practica medicilor ORL, boli ale sistemului urinar și rinichilor, tractului gastro-intestinal, inclusiv în tratamentul ulcerului gastric cauzat de Helicobacter pylori și meningită.
Ca și aminopenicilinele, medicamentele din acest grup sunt eficiente împotriva unui număr de infecții, inclusiv Pseudomonas aeruginosa și Klebsiella spp.
În practica medicală astăzi este folosit numai Azlocilină.
Carboxipenicilinele și ureidopenicilinele sunt distruse de enzimele beta-lactamaze stafilococice.
Compușii care sunt inhibitori de beta-lactamaze (acid clavulanic, sulbactam și tazobactam) pot depăși enzimele stafilococice.Penicilinele protejate de acțiunea distructivă a enzimei stafilococice se numesc protejate de inhibitor. Acestea sunt reprezentate de Amoxicilină/Clavulanat, Ampicilină/Sulbactam, Amoxicilină/Sulbactam, Piperacilină/Tazobactam, Ticarcilină/Clavulanat. Penicilinele protejate cu inhibitori sunt utilizate pe scară largă pentru tratarea infecțiilor de diferite localizări și sunt utilizate pentru profilaxia preoperatorie în chirurgia abdominală.
Cefalosporine
Cel mai mare grup de antibiotice sunt cefalosporinele. Acestea acoperă un spectru larg de antimicrobiene, au activitate bactericidă ridicată și sunt foarte rezistente la beta-lactamazele stafilococice. Cefalosporinele sunt împărțite în 4 generații. Cefalosporinele de generația a 3-a și a 4-a au un spectru larg de acțiune antimicrobiană. Această diviziune se bazează pe spectrul activității antimicrobiene și rezistența la beta-lactamaze. Cefalosporinele ucid celulele microbiene prin inhibarea sintezei peptidoglicanului (mureina), componenta principală a membranelor lor celulare.
Sunt prezentate cefalosporine de generația a 3-a Cefiximă, Cefotaximă, Ceftriaxonă, Ceftazidimă, Cefoperazonă, Ceftibuten etc. Cefalosporine de generația a 4-a — Cefepime și Cefpirome.
Eficacitatea ridicată a cefalosporinelor și efectul toxic scăzut au făcut ca aceste antibiotice să fie unul dintre cele mai populare dintre toate medicamentele antimicrobiene în uz clinic.
Tetracicline
Utilizarea medicamentelor din grupul tetraciclinei este limitată astăzi. Motivul pentru aceasta este efectele secundare ale acestor antibiotice și apariția unui număr mare de cazuri de microorganisme rezistente la tetraciclină. Antibiotic natural Tetraciclină și antibiotic semisintetic Doxiciclina Astăzi sunt folosite pentru chlamydia, rickettzioză, unele boli transmise de la animale la om (zoonoze) și acnee severă.
Aminoglicozide
Aminoglicozidele duc la moartea celulelor microbiene prin blocarea subunității ribozomale 30S și întreruperea citirii codonilor genetici, ducând la formarea de polipeptide inutile pentru microbi. Pe măsură ce aminoglicozidele sunt introduse în practica medicală, se disting 4 generații de antibiotice din acest grup.
Prima generație este reprezentată de Streptomicina, Neomicina, Kanamicină, Monomicină.
a II-a generatie - Gentamicină.
generația a III-a - Tobramicină, Amikacin, Netilmicină, Sizomicină.
generația a IV-a - Isepamicină.
Aminodicozidele sunt folosite pentru tratarea unor boli grave precum ciuma, tuberculoza, tularemia etc. Au efecte secundare periculoase și, prin urmare, utilizarea lor în practica medicală este limitată (leziuni ale rinichilor, nervilor auditivi și frenici).
Macrolide
Macrolidele sunt cele mai netoxice antibiotice. Au un grad ridicat de siguranță și sunt bine tolerate de către pacienți. Sunt prezentate medicamentele din acest grup Eritromicină, Spiramicină, Josamicină și Midecamicină - antibiotice naturale si Claritromicină, azitromicină, acetat de midecamicină și roxitromicină - origine semisintetică.
Macrolidele sunt prescrise în principal pentru infecțiile cauzate de coci gram-pozitivi și paraziți intracelulari - micoplasme și chlamydia, precum și legionella.
Rifampicine
Rifampicinele sunt derivați semisintetici ai unui antibiotic natural Rifamicină, care este produs de actinomicete. Antibioticele sunt utilizate pe scară largă pentru a trata tuberculoza și lepra.Rifampicinele inhibă activitatea ARN polimerazei dependente de ADN, ceea ce duce la blocarea sintezei proteinelor în timpul transferului de informații de la ADN la ARN.
Orez. 15. Fotografia arată utilizarea metodei de difuzie pe disc pentru determinarea sensibilității microorganismelor la antibiotice.
Orez. 16. Diagrama prezintă zonele în care creșterea microorganismelor este inhibată de antibiotice.
Orez. 17. În fotografia din stânga, coloniile de bacterii prezintă rezistență la tabletele cu antibiotice. În partea dreaptă nu există creștere în jurul tabletelor, ceea ce înseamnă că bacteriile sunt sensibile la antibiotice.
Orez. 18. În ultimii cinci ani, piața antibioticelor din Federația Rusă s-a dublat. După cum se spune, există cerere - există ofertă. Dulapurile cu medicamente de acasă ale rușilor sunt pline de medicamente antimicrobiene. Microorganismele devin din ce în ce mai rezistente în fiecare an, ceea ce necesită cure mai lungi de tratament și noi antibiotice pentru a depăși.
Antibioticele cu spectru larg sunt soldați universali în lupta împotriva numeroși agenți patogeni. Clasificarea antibioticelor a suferit multe modificări de la utilizarea lor în practica clinică. Există multe grupuri de antibiotice. Cu toate acestea, toate sunt unite de un efect selectiv pronunțat asupra microorganismelor și de un ușor efect toxic asupra macroorganismului.
