Бета-лактамни антибиотици

Общност

Бета-лактамите (или β-лактамите) представляват голямо семейство антибиотици, включващи множество молекули, които имат общо централното ядро ​​в основата на химическата си структура: l "бета-лактамен пръстен, известен още по -просто като бета-лактам.

Бета -лактамният пръстен - освен че съставлява централното ядро ​​на този клас антибиотици - е и фармакофорът на тези молекули, тоест това е групата, която придава типичните за тези лекарства антибактериални свойства.

Класове бета-лактамни антибиотици

В рамките на голямото семейство бета-лактами откриваме четири класа антибиотици, пеницилини, цефалоспорини, i карбапенеми и аз монобактами.
Основните характеристики на тези лекарства ще бъдат илюстрирани накратко.

Пеницилини

Пеницилините са антибиотици с естествен произход, тъй като произлизат от гъбички (т.е. гъбички).
По -точно, прародителите на този клас антибиотици - пеницилин G (или бензилпеницилин) и пеницилин V (или феноксиметилпеницилин) - за първи път са изолирани от култури на Penicillium notatum (мухъл, известен сега като Penicillium chrysogenum).
Откриването на пеницилин се приписва на Александър Флеминг, който през 1928 г. наблюдава как колониите на Penicillium notatum са в състояние да инхибират растежа на бактериите.
Въпреки това, бензилпеницилин и феноксиметилпеницилин са изолирани само десет години по -късно от група британски химици.
От този момент нататък започва голямото развитие на изследванията в областта на пеницилините, в опит да се намерят нови и все по -безопасни и ефективни съединения.
Хиляди нови молекули са открити и синтезирани, някои от които се използват и днес в терапията.
Пеницилините са антибиотици с бактерицидно действие, тоест те са способни да убиват бактериални клетки.
Сред многото молекули, принадлежащи към този голям клас, си спомняме ампицилин, амоксицилин, метицилин и оксацилин.

Цефалоспорини

Цефалоспорините - подобно на пеницилините - също са антибиотици с естествен произход.
Молекулата се счита за прародител на този клас лекарства - цефалоспорин С - е открит от италианския лекар Джузепе Броцу от университета в Каляри.
През годините са разработени множество цефалоспорини с повишена активност в сравнение с техния естествен предшественик, като по този начин се получават по -ефективни лекарства с по -широк спектър на действие.
Цефалоспорините също са бактерицидни антибиотици.
Цефазолин, цефалексин, цефуроксим, цефаклор, цефтриаксон, цефтазидим, цефиксим и цефподоксим принадлежат към този клас лекарства.

Карбапенеми

Родоначалникът на този клас лекарства е тиенамицин, който първо беше изолиран от актиномицет Streptomyces cattleya.
Открито е, че тиенамицинът е съединение с "интензивна антибактериална активност, с широк спектър на действие" и способно да инхибира някои видове β-лактамази (специфични ензими, произведени от някои бактериални видове, способни да хидролизират бета-лактама и да инактивират антибиотик).
Тъй като тиенамицинът се оказа много нестабилен и трудно се изолира, бяха направени промени в неговата структура, като по този начин се получи по -стабилно полусинтетично първо производно, имипенем.
Меропенем и ертапенем също принадлежат към този клас антибиотици.
Карбапенемите са антибиотици с бактериостатично действие, тоест не са в състояние да убиват бактериални клетки, но инхибират растежа им.

Монобактами

Единственото лекарство, принадлежащо към този клас антибиотици, е азтреонам.
Азтреонам не идва от естествени съединения, а е с напълно синтетичен произход, има спектър на действие, ограничен само до грам-отрицателни бактерии и също така има способността да инактивира някои видове β-лактамази.

Механизъм на действие

Всички бета-лактамни антибиотици действат, като пречат на синтеза на бактериалната клетъчна стена, тоест пречат на синтеза на пептидогликан.
Пептидогликанът е полимер, състоящ се от успоредни вериги от азотни въглехидрати, свързани заедно чрез омрежване между аминокиселинни остатъци.
Тези връзки се образуват от специфични ензими, принадлежащи към семейството на пептидазите (карбоксипептидази, транспептидази и ендопептидази).
Бета-лактамните антибиотици се свързват с тези пептидази, предотвратявайки образуването на гореспоменатите напречни връзки; по този начин вътре в пептидогликана се образуват слаби участъци, които водят до лизис и смърт на бактериалната клетка.

Резистентност към бета-лактамни антибиотици

Някои видове бактерии са резистентни към бета-лактамни антибиотици, защото синтезират определени ензими (le β-лактамаза) способни да хидролизират бета-лактамния пръстен; по този начин те инактивират антибиотика, като му попречат да изпълнява своята функция.
За да се реши този проблем с резистентността, бета-лактамните антибиотици могат да се прилагат заедно с други, наречени съединения инхибитори на β-лактамаза които - както подсказва името - инхибират активността на тези ензими.
Примери за тези инхибитори са "клавуланова киселина който често се среща във връзка с амоксицилин (както например в лекарството Clavulin®), сулбактам който се намира в комбинация с ампицилин (както например в лекарството Unasyn®) и тазобактам които могат да бъдат намерени в много лекарства в комбинация с пиперацилин (като например в лекарството Tazocin®).
Резистентността към антибиотици обаче не се причинява само от производството на β-лактамаза от бактериите, но може да бъде причинена и от други механизми.
Тези механизми включват:

• Промени в структурата на антибиотичните мишени;
• Създаване и използване на метаболитен път, различен от този, инхибиран от лекарството;
• Модификации на клетъчната пропускливост към лекарството, по този начин преминаването или адхезията на антибиотика към бактериалната клетъчна мембрана се затруднява.

За съжаление, феноменът на антибиотична резистентност се е увеличил значително през последните години, главно поради злоупотребата и злоупотребата с него.
Следователно такива мощни и ефективни лекарства като бета-лактамите са все по-опасни да станат безполезни поради непрекъснатото развитие на резистентни бактериални щамове.