Bredspektrumantibiotika skrivs ofta ut till patienter. Deras antimikrobiella effekt är riktad mot bakterier, virus, svampar och protozoer. Idag har läkarna ett stort antal antibiotika till sitt förfogande. De har olika ursprung, kemisk sammansättning, mekanism för antimikrobiell verkan, antimikrobiellt spektrum och frekvens av utveckling av läkemedelsresistens. Klassificeringen av antibiotika har genomgått många förändringar sedan de användes i klinisk praxis.
Det finns olika grupper av antibiotika. Men de har alla liknande egenskaper:
De uppvisar inte en märkbar toxisk effekt på kroppen.
De har en uttalad selektiv effekt på mikroorganismer.
Bildar läkemedelsresistens.
Termen "antibiotika" har införts i lexikonet för medicinsk praxis sedan mottagandet och införandet av penicillin i medicinsk praxis 1942.
Det första antibiotikumet upptäcktes redan 1929 av vetenskapsmannen Alexander Fleming. Den engelske biokemisten Ernst Chain var den första som fick ett antibiotikum i sin rena form. Sedan började deras produktion. Och sedan 1940 har antibiotika redan använts aktivt för behandling.
Idag produceras mer än 30 grupper av antimikrobiella läkemedel. De har alla sitt eget mikrobiella spektrum och har olika grader av effektivitet och säkerhet.
Ris. 1. 1945 tilldelades Fleming, Florey och Chain Nobelpriset i fysiologi eller medicin "för upptäckten av penicillin och dess helande effekt vid olika infektionssjukdomar."
Ris. 2. Bilden visar penicillins "Spara mögel".
"När jag vaknade i gryningen den 28 september 1928, planerade jag verkligen inte att revolutionera medicinen med min upptäckt av världens första antibiotika eller mördarbakterier", skrev Alexander Fleming, mannen som uppfann penicillin, i sin dagbok.
Vem tillverkar antibiotika?
Antibiotika kan producera vissa stammar av bakterier, svampar och aktinomyceter.
Bakterie
Stammar Bacillus subtilis bildar bacitracin och subtilin.
Pseudomonas aeruginosa har förmågan att bilda vissa typer av pyoföreningar (pyocinas, pyocyanin, etc.).
Bacillus brevis bildar gramicidin och tyrotricin.
Bacillus subtilis bildar vissa polypeptidantibiotika.
Bacillus polimixa bildar polymyxin (aerosporin).
Actinomycetes
Actinomycetes är svampliknande bakterier. Mer än 200 antimikrobiella föreningar med antibakteriella, antivirala och svampdödande egenskaper har erhållits från aktinomyceter.Den mest kända av dem: streptomycin, tetracyklinin, erytromycin, neomycin, etc.
Streptomyces rimosus utsöndrar oxytetracyklin och rimocidin.
Streptomyces aureofaciens utsöndrar klortetracyklin och tetracyklin.
Streptomyces griseus bildar streptomycin, mannosidostreptomycin, cykloheximid och streptocin.
Svampar
De viktigaste tillverkarna av antibiotika. Svampar producerar cefalosporin,
griseofulvin, mykofenol- och penicillinsyror etc.
Penicillium notatum Och Penicillium chrysogenum bildar penicillin.
Aspergillus flavus bildar penicillin och aspergillinsyra.
Aspergillus fumigatus bildar fumigatin, spinulosin, fumigacin (gelvolinsyra) och gliotoxin.
Ris. 3. Bilden visar en koloni av Bacillus subtilis, en jordbakterie. Bacillus subtilis producerar vissa polypeptidantibiotika.
Ris. 4. På bilden bildar stammarna Penicillium notatum och Penicillium chrysogenum penicillin.
Målningen av bakterieceller i olika färger beroende på cellens tjocklek uppfanns 1884 av den danske bakteriologen Hans Christian Joachim Gram. Hans färgningsmetod spelade en stor roll för att utveckla klassificeringen av bakterier.
Ris. 6. Fotot visar strukturen hos bakterieväggen hos grampositiva (höger) och gramnegativa (vänster) bakterier.
Gramnegativa bakterier
Bakterier som ser röda eller rosa ut när de färgas med Gram (Gram-negativa) har en tjock, flerskiktad cellvägg. Det yttre membranet av gramnegativa bakterier fungerar som skydd mot vissa antibiotika - lysozym och penicillin.Dessutom fungerar lipiddelen av det yttre bladet av membranet av dessa bakterier som endotoxiner, som, när de kommer in i blodomloppet under infektion, orsakar allvarlig förgiftning och toxisk chock.
Gram-positiva bakterier
Bakterieceller som ser lila ut vid Gram-färgning (Gram-positiva) har en tunn cellvägg. Det yttre skiktet av deras membran saknar ett lipidskikt - skydd mot ogynnsamma förhållanden. Sådana bakterier skadas lätt av antibiotika med bakteriostatisk verkan och antiseptika.
Ris. 7. Bilden visar ett Gram-färgat utstryk. Blå grampositiva kocker och rosa gramnegativa baciller är synliga.
Grupper av antibiotika av syntetiskt ursprung (kemiska läkemedel)
Ämnen som hämmar tillväxten och reproduktionen av bakterier av syntetiskt ursprung kallas korrekt inte antibiotika, utan kemoterapiläkemedel. Idag finns det 14 grupper. Antimikrobiella kemiska föreningar har skapats sedan början av 1900-talet. Men forskare har nått stora framgångar på detta område sedan framgången med syntetisk kemi. Den första kemikalien syntetiserades av Paul Ehrlich 1907. Det var ett läkemedel för att behandla syfilis Salvarsan.
Idag är 90 % av alla läkemedel som säljs på apotek av syntetiskt ursprung.
Ris. 8. På bilden är Salvarsan eller "Drug 606".Läkemedlet skapades av Paul Ehrlich på det 606:e försöket. 605 experiment för att skapa ett kemiskt läkemedel för att behandla syfilis misslyckades.
Sulfonamider
Denna grupp av kemoterapiläkemedel representeras av Norsulfazol, Sulfazin, Sulfadimezin, Sulfapyridazin, Sulfamono- och Sulfadimetoxiner. Urosulfan används ofta i urologisk praxis. Biseptol är ett kombinationsläkemedel som innehåller sulfametoxazol och trimetoprim.
Läkemedel från sulfonamidgruppen blockerar bildandet av tillväxtfaktorer i cellen - speciella kemikalier som deltar i metaboliska processer. Användningen av sulfonamider är begränsad på grund av deras samtidiga effekter på mänskliga celler.
Analoger av isonicotinsyra och kvävehaltiga baser
Analoger av isonicotinsyra och kvävehaltiga baser används i stor utsträckning vid behandling av tuberkulos. Läkemedel i denna grupp: Phtivazid, Isoniazd, Metazide, Ethionamide, Prothionamide och PAS.
Nitrofuranderivat
Nitrofuranderivat har antimikrobiell aktivitet mot gramnegativa och gramnegativa bakterier, klamydia och trichomonas. Läkemedel i denna grupp presenteras Furacillin, Furazolidon och andra, såväl som nitro-imidazolderivat - Metronidazol och Tinidazol. De blockerar processerna för syntes av dotter-DNA-molekyler.
Kinolon/fluorokinolgrupp
Läkemedel i denna grupp är aktiva mot gramnegativa bakterier. De presenteras nalidixinsyra, derivat kinolontrikarboxylsyra och kinoxalinderivat. När dessa läkemedel introducerades i klinisk praxis delades de in i 4 generationer.Den höga antimikrobiella aktiviteten hos fluorokinoler gav upphov till utvecklingen av doseringsformer för lokal användning - öron- och ögondroppar.
Imidazolderivat
Imidazolderivat (klotrimazol, ketokonazol, mikonazol, etc.) har kraftfull aktivitet mot parasitiska protozoer och svampar. Används ofta för trichomoniasis, amöbiasis och svampinfektioner. Metronidazol visar aktivitet mot det orsakande medlet av magsår och duodenalsår Helicobacter pylori.
Hydroxykinolinderivat
Läkemedel i denna grupp är aktiva mot grampositiva och gramnegativa bakterier, inklusive stammar som är resistenta mot antibiotika. Vissa av dem är aktiva mot protozoer (Hiniofor), andra - i förhållande till jästliknande svampar av släktet Candida (Nitroxolin).
Grupper av antibiotika enligt mekanismen för hämmande verkan på olika cellstrukturer
Antibiotika har en skadlig effekt på den mikrobiella cellen. Deras "mål" är cellväggen, cytoplasmatiskt membran, ribosomer och nukleotid.
Antibiotika som påverkar cellväggen
Denna grupp av läkemedel presenteras penicilliner, cefalosporiner och cykloserin.
Penicilliner dödar mikrobiella celler genom att hämma syntesen av peptidoglykan (murein), huvudkomponenten i deras cellmembran. Detta enzym produceras endast av växande celler.
Antibiotika som hämmar syntesen av ribosomala proteiner
Den största gruppen av antibiotika som produceras av aktinomyceter. Hon presenteras aminoglykosider, tetracyklingrupp, kloramfenikol, makrolider och så vidare.
Streptomycin (en grupp aminoglykosider) har en antibakteriell effekt genom att blockera 30S ribosomala subenheten och störa läsningen av genetiska kodon, vilket resulterar i bildandet av polypeptider som är onödiga för mikroben.
Tetracykliner stör bindningen av aminoacyl-tRNA till ribosom-matriskomplexet, som ett resultat av vilket proteinsyntes av ribosomer undertrycks.
Hos små bakterier, intracellulära parasiter, undertrycker tetracykliner oxidationen av glutaminsyra, startprodukten i energimetabolismreaktioner. Levomycetin, linkomycin och makrolider undertrycka peptidyltransferasreaktionen med den ribosomala subenheten 50 S, vilket leder till att bakteriecellen upphör med proteinsyntesen.
Antibiotika som stör det cytoplasmatiska membranets funktion
Det cytoplasmatiska membranet ligger under cellväggen och är ett lipoprotein (upp till 30 % lipider och upp till 70 % proteiner). Antibakteriella läkemedel som stör funktionen hos det cytoplasmatiska membranet representeras av polyenantibiotika (Nystatin, Levorin och Amphotericin B) Och Polymyxin. Polyenantibiotika adsorberas på svampens cytoplasmatiska membran och binder till dess substans ergosterol. Som ett resultat av denna process förlorar cellmembranet makromolekyler, vilket leder till celluttorkning och död.
Antibiotika som hämmar RNA-polymeras
Denna grupp representeras av rifampiciner, som produceras av aktinomyceter. Rifampin hämmar aktiviteten hos DNA-beroende RNA-polymeras, vilket leder till blockering av proteinsyntesen vid överföring av information från DNA till RNA.
Ris. 10. Skador på membranet i en bakteriecell av antibiotika leder till dess död (datormodellering).
Ris. elva.Bilden visar ögonblicket för proteinsyntes från aminosyror av ribosomen (vänster) och en tredimensionell modell av ribosomen av bakterien Haloarcula marismortui (höger). Det är ribosomer som ofta blir "målet" för många antibakteriella läkemedel.
Ris. 12. Bilden visar ögonblicket för DNA-fördubbling i toppen och RNA-molekylen längst ner. Rifampin hämmar aktiviteten hos DNA-beroende RNA-polymeras, vilket leder till blockering av proteinsyntesen vid överföring av information från DNA till RNA.
Klassificering av antibiotika efter deras effekt på den mikrobiella cellen
Antibiotika har olika effekter på bakterier. Vissa av dem stoppar tillväxten av bakterier (bakteriostatika), andra dödar (bakteriocidal verkan).
Antibiotika med bakteriedödande verkan
Läkemedel i denna grupp dödar bakterieceller. Dessa inkluderar bensylpenicillin, dess semisyntetiska derivat, cefalosporiner, fluorokinoloner, aminoglykosider, rifampiciner.
Antibiotika med bakteriostatisk effekt
Läkemedel i denna grupp stoppar tillväxten av mikrober. Bakterier som inte har nått en viss storlek är inte kapabla att fortplanta sig och dör snabbt, därför är den bakteriostatiska effekten lika stark som den bakteriocidala effekten. Antibiotika i denna grupp inkluderar tetracykliner, makrolider och aminoglykosider.
Ris. 13. Allergier kan utvecklas mot antibiotika, liksom mot andra mediciner. Bilden visar olika manifestationer av allergier (hudform).
Baserat på deras effekt på mikrober delas antibiotika in i två grupper: bredspektrum (de flesta antimikrobiella läkemedel) och smala.
Antibiotika med smalt spektrum
A) Bensylpenicillin har aktivitet mot pyogena kocker, grampositiva bakterier och spiroketer.
b) Antimykotika av naturligt ursprung Nystatin, Levorin och Amphotericin B. De är aktiva mot svampar och protozoer.
Bredspektrumantibiotika
Bredspektrumantibiotika är aktiva mot en rad gramnegativa och grampositiva bakterier. Vissa av dem har en skadlig effekt på intracellulära parasiter - rickettsia, klamydia och mykoplasma. Bredspektrumantibiotika presenteras tredje generationens cefalosporiner, tetracykliner, kloramfenikol, aminoglykosider, makrolider och rifampicin.
Ris. 14. Tablettformer, suspensioner och siraper används ofta för barn. För tonåringar - tabletter och kapslar.
Naturligt förekommande penicilliner anses vara smalspektrumantibiotika. Bensylpenicillin och fenoxipenicillin används mest aktivt i medicinsk praxis. Läkemedlen är verksamma mot grampositiva bakterier och kocker.
Isoxalpenicilliner
80–90 % av stammar av Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) är resistenta mot penicillin, eftersom de kan producera enzymer (penicillinaser) som förstör en av beståndsdelarna i molekylen av alla penicilliner - betalaktamringen. Sedan 1957 började utvecklingen av halvsyntetiska antibakteriella läkemedel. Forskare har utvecklat antibiotika som är resistenta mot verkan av stafylokockenzymet (isoxalpenicilliner).De viktigaste antistafylokockläkemedlen bland dem är oxacillin och nafticillin, som används i stor utsträckning vid behandling av stafylokockinfektioner.
Penicilliner med ett utökat aktivitetsspektrum
Penicilliner med utökat spektrum inkluderar:
aminopenicilliner (dödar inte Pseudomonas aeruginosa),
karboxipenicilliner (aktiva mot Pseudomonas aeruginosa),
ureidopenicilliner (aktiva mot Pseudomonas aeruginosa).
Aminopenicilliner (Ampicillin och Amoxicillin)
Läkemedel i denna grupp är aktiva mot Escherichia coli, Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes och
Streptococcus pneumoniae.
Läkemedlen används i stor utsträckning vid behandling av övre luftvägsinfektioner, i praktiken av ÖNH-läkare, sjukdomar i urinvägarna och njurarna, mag-tarmkanalen, inklusive vid behandling av magsår orsakade av Helicobacter pylori och meningit.
Liksom aminopenicilliner är läkemedel i denna grupp effektiva mot ett antal infektioner, inklusive Pseudomonas aeruginosa och Klebsiella spp.
I medicinsk praxis idag används det endast Azlocillin.
Karboxypenicilliner och ureidopenicilliner förstörs av stafylokockbeta-laktamasenzymer.
Föreningar som är betalaktamashämmare (klavulansyra, sulbaktam och tazobaktam) kan övervinna stafylokockenzymer.Penicilliner skyddade från stafylokockenzymets destruktiva verkan kallas inhibitorskyddade. De representeras av Amoxicillin/Clavulanat, Ampicillin/Sulbactam, Amoxicillin/Sulbactam, Piperacillin/Tazobactam, Ticarcillin/Clavulanat. Inhibitorskyddade penicilliner används i stor utsträckning för att behandla infektioner av olika lokaliseringar och används för preoperativ profylax vid bukkirurgi.
Cefalosporiner
Den största gruppen antibiotika är cefalosporiner. De täcker ett brett antimikrobiellt spektrum, har hög bakteriedödande aktivitet och är mycket resistenta mot stafylokockbeta-laktamaser. Cefalosporiner är indelade i 4 generationer. 3:e och 4:e generationens cefalosporiner har ett brett spektrum av antimikrobiell verkan. Denna uppdelning är baserad på spektrumet av antimikrobiell aktivitet och resistens mot betalaktamaser. Cefalosporiner dödar mikrobiella celler genom att hämma syntesen av peptidoglykan (murein), huvudkomponenten i deras cellmembran.
3:e generationens cefalosporiner presenteras Cefixim, Cefotaxime, Ceftriaxon, Ceftazidim, Cefoperazon, Ceftibuten, etc. 4:e generationens cefalosporiner — Cefepime och Cefpirome.
Den höga effektiviteten av cefalosporiner och låg toxisk effekt har gjort dessa antibiotika till en av de mest populära bland alla antimikrobiella läkemedel i klinisk användning.
Tetracykliner
Användningen av läkemedel i tetracyklingruppen är idag begränsad. Anledningen till detta är biverkningarna av dessa antibiotika och uppkomsten av ett stort antal fall av tetracyklinresistenta mikroorganismer. Naturligt antibiotika Tetracyklin och semisyntetisk antibiotika Doxycyklin Idag används de mot klamydia, rickettsios, vissa sjukdomar som överförs från djur till människor (zoonoser) och svår akne.
Aminoglykosider
Aminoglykosider leder till mikrobiell celldöd genom att blockera den 30S ribosomala subenheten och störa läsningen av genetiska kodon, vilket resulterar i bildandet av polypeptider som är onödiga för mikroben. När aminoglykosider introduceras i medicinsk praxis, särskiljs 4 generationer av antibiotika av denna grupp.
Den första generationen representeras av Streptomycin, Neomycin, Kanamycin, Monomycin.
II generation - Gentamicin.
III generation - Tobramycin, Amikacin, Netilmicin, Sizomycin.
IV generation - Isepamycin.
Aminodicosider används för att behandla allvarliga sjukdomar som pest, tuberkulos, tularemi, etc. De har farliga biverkningar, och därför är deras användning i medicinsk praxis begränsad (skador på njurar, hörselnerver och phrenic nerver).
Makrolider
Makrolider är de mest giftfria antibiotika. De har en hög grad av säkerhet och tolereras väl av patienter. Läkemedel i denna grupp presenteras Erytromycin, Spiramycin, Josamycin och Midecamycin - naturliga antibiotika och Klaritromycin, Azitromycin, Midecamycinacetat och Roxitromycin - halvsyntetiskt ursprung.
Makrolider ordineras främst för infektioner orsakade av grampositiva kocker och intracellulära parasiter - mykoplasma och klamydia samt legionella.
Rifampiciner
Rifampiciner är halvsyntetiska derivat av ett naturligt antibiotikum Rifamycin, som produceras av aktinomyceter. Antibiotika används ofta för att behandla tuberkulos och spetälska.Rifampiciner hämmar aktiviteten hos DNA-beroende RNA-polymeras, vilket leder till att proteinsyntesen blockeras under överföringen av information från DNA till RNA.
Ris. 15. Bilden visar användningen av diskdiffusionsmetoden för att bestämma mikroorganismers känslighet för antibiotika.
Ris. 16. Diagrammet visar zoner där tillväxten av mikroorganismer hämmas av antibiotika.
Ris. 17. På bilden till vänster visar bakteriekolonier resistens mot antibiotikatabletter. Till höger finns ingen tillväxt runt tabletterna, vilket innebär att bakterierna är känsliga för antibiotika.
Ris. 18. Under de senaste fem åren har antibiotikamarknaden i Ryska federationen mer än fördubblats. Som de säger, det finns efterfrågan - det finns utbud. Ryssarnas hemmedicinskåp svämmar över med antimikrobiella läkemedel. Mikroorganismer blir allt mer resistenta för varje år, vilket kräver längre behandlingsförlopp och nya antibiotika för att övervinna.
Bredspektrumantibiotika är universella soldater i kampen mot många patogener. Klassificeringen av antibiotika har genomgått många förändringar sedan de användes i klinisk praxis. Det finns många grupper av antibiotika. Men de är alla förenade av en uttalad selektiv effekt på mikroorganismer och en lätt giftig effekt på makroorganismen.
