Пенициллин подавляет у бактерий

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Действие — пенициллин

Действие пенициллина связано с подавлением синтеза клеточной стенки у некоторых бактерий, в особенности у грамположительных бактерий ( разд. Погибают только растущие клетки. Некоторые бактерии содержат плазмиды, которые делают их устойчивыми к пенициллину ( разд. К настоящему времени известно несколько сотен пени-циллинов, молекулы которых имеют одну и ту же базовую структуру, но различные боковые цепи. Некоторые из них являются синтетическими, некоторые — полусинтетическими, некоторые — природного происхождения. Они имеют разную специфичность; другими словами, они различаются по эффективности воздействия на разные бактерии. Это является хорошим стимулом для поиска альтернативных форм антибиотика. [1]

Бактериостатическое действие феназониевых солей может быть подобным действию пенициллина . Кеваллито [161] показал, что пенициллин, стрептомицин и пиоцианин дезактивируются в течение приблизительно 15 мин. Этот тип взаимодействия может быть также близок важному свойству некоторых производных феназина, таких, как сафранин, окрашивать живую ткань. Базин [162] постулировал, что проникающая способность красителя в живую клетку рода Chara тесно связана с числом незамещенных аминогрупп в красителе. [2]

Это направление исследований имеет очень важное значение для изучения механизма действия пенициллинов , а также механизма их биосинтеза. [4]

Следует заметить, что в 1948 г. появился весьма подробный обзор 175, посвященный цитохимическому истолкованию механизма действия пенициллинов . В этом обзоре дана почти исчерпывающая характеристика состояния вопроса, что делает излишним детальное рассмотрение современного состояния этой проблемы; поэтому дальнейшее ее изложение будет ограничено только наиболее существенным. [5]

Известно, что длительное использование пенициллина в мировой медицинской практике привело к тому, что многие виды микроорганизмов частично к нему приспособились, и действие пенициллина не оказывает на них пагубного влияния. Поэтому необходимо искать Кодифицированные формы этого лекарственного препарата, сохраняющего антибиотический эффект. Наиболее современны методы синтеза производных пенициллина на основе использования иммобилизованного фермента. [6]

Другим наглядным примером специфичности явлений в этой области могут служить наблюдения Бейли и Каваллито [157], показавших, что жирные кислоты С10 — С18 усиливают действие стрептомицина, но ослабляют действие пенициллина . [7]

Уникальность химического состава клеточной стенки прокариот, ее отличие от таковой эукариот сделали возможным создание и применение лекарственных препаратов, специфически действующих только на прокариотную клеточную стенку. На этом основано действие пенициллина и некоторых других антибиотиков, подавляющих разные этапы синтеза пептидогликана. [8]

Следствием существенных различий структуры клеточной оболочки у грамположительных и грамотрицательных бактерий является получение разных образований под действием агентов, нарушающих синтез пептидогликана. Например, под действием пенициллина из грамположительных клеток образуется протопласт, не несущий оболочки, а из грамотрицательных — сферопласт, имеющий остатки оболочки на поверхности клетки. Клетки, утерявшие клеточную стенку в результате мутации или разрушающего воздействия, называются также L-формами и могут существовать только в изотонических растворах. [10]

По конечному результату — подавлению образования клеточной стенки бактерий — в известной мере сходны с цшслосернном такие важные антибиотики, как пенициллины, в частности бензилпешшдллин. Однако по сути дела механизм действия пенициллинов совершенно иной — они не взаимодействуют с фосфопиридоксалевыми ферментами. Конкретный химический механизм действия пеиициллииов езде не известен, если не считать косвенных данных о том, что он взаимодействуют с каким-то соединением в щггоплазматической мембране бактериальных клеток за счет реакционноспособного р-лактамного цикла. [11]

Однако, согласно более поздним данным, пенициллины, невидимому, реагируют внутри бактериальной клетки не с цис-теином, а с другими соединениями, содержащими сульфгидрильные группы, в частности с глутатионом пте-шо переводя его в соответствующий дисульфид. В подтверждение этого мнения приводится, например, тот факт, что одним из первых проявлений бактериоста-тического действия пенициллинов в отношении Staphylococcus aureus является нарушение у них обмена глутаминовой кислоты ITSI-ITSO остаток которой входит в состав глутатиона. [12]

Некоторые бактерии, особенно из числа грамотрицательных, содержат фермент, называемый пенициллиназой, который и осуществляет подобный процесс. Поскольку пенициллиновая кисло та: не обладает антибиотической активностью, эти бактерии иммунны по отношению к действию пенициллина . [13]

Особенно много работ, попрежнему посвящено применению пенициллинов в медицине. Сравнительно много внимания было уделено биосинтезу пенициллинов, их анализу, изучению устойчивости этих антибиотиков, а также выяснению условий, позволяющих продлить действие пенициллинов в организме. Значительное число работ касается различных сторон производственного получения пенициллинов. Повышенный интерес вызывают также следующие два вопроса, мало затронутые предыдущими исследованиями: 1) механизм антибиотического действия пенициллинов и 2) положительное влияние, оказываемое на активность пенициллинов некоторыми примесями, присутствующими в некристаллических препаратах этих антибиотиков. [14]

Исследование солюбилизации пенициллина и стрептомицина водными растворами твина 80 показало, что присутствие последнего увеличивает бактериостатическую активность антибиотиков. Оксиэтилиро-ванное касторовое масло угнетало активность стрептомицина, не влияло на бактериальную активность бацитрацина, неомицина, олеандомици-на и дигидрострептомицина, но несколько улучшало действие пенициллина и тетрациклинов. [15]

Виды и свойства современных антибиотиков группы пенициллинов

Антибиотики группы пенициллинов включают большое число природных и синтетических представителей. Они являются лекарственными средствами, которые используются в лечении большинства инфекционных заболеваний, вызванных различными видами бактерий. Их прародителем является пенициллин, который впервые выделил из плесневого грибка английский микробиолог А. Флеминг в прошлом веке.

Общие свойства и принцип антибактериального действия

Все представители этой группы в составе молекулы содержат β-лактамное кольцо, которое определяет их антибактериальную активность. Они обладают бактерицидным действием – приводят к гибели бактерий, за счет нарушения синтеза ее клеточной стенки. Это приводит к тому, что ионы натрия и другие соединения свободно проникают в бактериальную клетку и вызывают нарушение обмена в ней с последующей гибелью. Эта группа средств является самой безопасной из всех антибиотиков и практически не оказывает негативного влияния на организм человека, что дает возможность использовать некоторые препараты для терапии беременных, кормящих женщин и маленьких детей.

Основные виды

В зависимости от способа получения, структуры молекулы, и спектра активности выделяют несколько основных видов пенициллинов, к которым относятся:

• Полусинтетические аналоги с широким спектром активности.

Каждый представитель этой группы лекарственных средств обладает определенным спектром в отношении основных видов патогенных (болезнетворных) бактерий.

Природные пенициллины

Самый первый вид антибиотиков, который получают природным путем, выделен из плесневого грибка. Невзирая на свою давность, этот вид лекарственных противомикробных средств не теряет своей актуальности и на сегодняшний день. Представителем является бензилпенициллин, который максимально активен в отношении стафилококков, стрептококков, является безопасным для организма и недорогим в производстве антибиотиком. Единственным недостатком такого препарата является то, что все большее количество бактерий в ходе своей эволюции приобрели устойчивость к нему.

Сегодня известны бактерии, которые кроме устойчивости к антибиотикам, обладают определенной зависимостью от антибиотиков, их нормальная жизнедеятельность невозможна в условиях отсутствия таких препаратов.

Полусинтетические аналоги с широким спектром

Это самый распространенный вид антибиотиков, которые используются практически во всех областях медицины, в частности для лечения хирургической патологии, ЛОР-заболеваний, инфекционных процессов дыхательной и пищеварительной системы. Они также являются безопасными в отношении организма человека, поэтому их можно применять для лечения беременных и кормящих женщин, а также детей с момента рождения. Основными представителями являются амоксициллин, ампициллин.

Антистафилококковые пенициллины

Основным представителем является оксациллин. Основной особенностью является то, что его молекула не разрушается под действием стафилококковых ферментов пенициллиназ, поэтому он применяется в случае неэффективности других препаратов. К сожалению, вследствие нерациональной антибиотикотерапии, все большее количество штаммов стафилококков устойчивы к этим препаратам.

Антисинегнойные пенициллины

К этому виду препаратов относятся карбоксипенициллин и уреидопенициллин. Они активные в отношении синегнойной палочки, которая является наиболее частым возбудителем внутрибольничных гнойных инфекций в хирургических стационарах. Сегодня эти препараты используются только в случае лабораторного подтверждения чувствительности возбудителя к ним. Это связано с появлением все большего количества устойчивых штаммов синегнойной палочки.

Ингибиторзащищенные пенициллины

Большинство бактерий в ходе борьбы за выживание, обрели способность вырабатывать фермент β-лактамазу, который разрушает β-лактамное кольцо молекулы антибиотиков. С целью предотвращения разрушения β-лактамного кольца, были разработаны синтетические производные, в молекулу которых было добавлено химическое соединение, которое ингибирует (подавляет) β-лактамазы. Такими соединениями являются клавулановая кислота, тазобактам, сульбактам. Это позволило значительно расширить спектр активност.

Комбинированные препараты

Для расширения спектра активности и предотвращения развития устойчивости у бактерий, были разработаны препараты, которые содержат в себе комбинацию из представителей нескольких видов пенициллинов.

Не рекомендуется самостоятельное и бесконтрольное применение антибиотиков, так как это может привести к развитию устойчивости у бактерий и последующей хронизации инфекционного процесса в организме.

На сегодняшний день пенициллины и их синтетические аналоги остаются основными лекарственными средствами для лечения различной инфекционной патологии. При их правильном применении, с учетом рекомендаций рациональной антибиотикотерапии, они позволяют полностью уничтожить патогенный микроорганизм, приведший к развитию патологического процесса.

Антибиотики, подавляющие синтез бактериальной клеточной стенки

К данной группе относятся:

  • пенициллины,
  • цефалоспорины,
  • циклосерин.

Пенициллины. Продуцентами пенициллинов являются плесневые грибы рода Penicillium, которые в процессе своей жизнедеятел’ь-ности образуют несколько видов пенициллинов. Наиболее активным природным соединением является бензилпенициллин.

Остальные виды пенициллинов отличаются от него тем, что вместо бензильного радикала (С2Н5-СН2-) содержат другие. Основной честью молекулы всех пенициллинов является 6-аминопенициллановая кислота — сложное гетероциклическое соединение, состоящее из бета-лактамного и тиазолинового колец. Путем присоединения к пенициллановой кислоте вместо бензильного различных других ради-олов были получены полусинтетические пенициллины нескольких ююлений, отличающиеся друг от друга антибактериальными спектрами, устойчивостью к пенициллиназе и фармакологическими свойствами.

К 1-му поколению относят: а) природные пенициллины — бенилпенициллин; б) пенициллиназоустойчивые полусинтетические пенициллины — метициллин, оксациллин, клоксациллин, нафциллин; в) аминопенициллины с расширенным антибактериальным спектром — ампициллин (петриксил), амоксициллин, циклоциллин и др. Ко 2-3-му поколениям относят карбоксипенициллины: карбеницил-лин, тикарциллин и др. К 4-му поколению относят пенициллины с широким антибактериальным спектром: а) уреидопенициллины — мезлоциллин, азлоциллин, пиперациллин и др.; б) амидинопенициллины — мециллам и др.

Пенициллиназа относится к ферментам бета-лактамной группы, вызывающим гидролитическое расщепление бета-лактамного кольца с образованием неактивной бензилпенициллановой кислоты. Как уже отмечалось, синтез данного фермента контролируется R-плазмидами многих видов бактерий. Устойчивость метициллина, оксациллина и других полусинтетических пенициллинов к пенициллиназе связана с защитой бета-лактамного кольца от данного фермента.

Особый интерес приобретают фиксированные комбинации пенициллинов с ингибиторами бета-лактамаз. К ним относятся препараты из группы клавулановой кислоты (тиметин, амоксиклав) и производные сульфонов пенициллановой кислоты (сульбактам, тазобактам). Эти комбинации позволяют устранить многие недостатки пенициллинов при сохранении их достоинств.

Резистентность стафилококков к пенициллинам связана с продукцией пенициллиназы, а грамотрицательных бактерий — с данным ферментом, а также с особенностями структуры и химического состава (содержание большого количества липополисахарида) в клеточных стенках.

Антибактериальный спектр пенициллины 1-го поколения имеют сравнительно узкий: природные антибиотики (бензилпенициллин) действуют преимущественно на гноеродные кокки и некоторые грамположительные бактерии (палочки дифтерии, клостридии и др.). Типичными представителями противостафилококковых пенициллинов являются оксациллин, метициллин и другие препараты, устойчивые к пенициллиназе. У аминопенициллинов и карбокси-пенициллинов антибактериальный спектр расширен за счет ряда грамотрицательных бактерий (прежде всего энтеробактерий). Уреидопеницилинны активны в отношении некоторых других грамотрицательных бактерий, в частности псевдомонад. Это объясняется их способностью проникать через липополисахарид клеточных стенок грамотрицательных бактерий.

Механизм антибактериального действия всех пенициллинов связан с нарушением синтеза клеточной стенки за счет блокирования реакции транспептидирова-ния в синтезе пептидогликана (муреина). Таким образом, пенициллин действует только на растущие клетки, в которых осуществляются процессы биосинтеза пептидогликана. Вследствие отсутствия пептидогликана в клетках человека пенициллин не оказывает на них ингибирующего действия (отсутствие «мишени»), т.е. является практически нетоксичным антибиотиком.

Цефалоспорины — большая группа природных антибиотиков, продуцируемых грибами рода Cephalosporium, и их полусинтетических производных. Основным структурным компонентом цефалоспо-ринов является 7-аминоцефалоспориновая кислота (7-АЦК), которая имеет сходство с 6-аминопенициллановой кислотой (6-АПК), основой пенициллинов.

Однако различия в химической структуре этих двух групп антибиотиков делают цефалоспорины устойчивыми к пенициллиназам, редуцируемым стафилококками и другими грамположительными бактериями, но могут разрушаться пенициллиназами грамотрицательных бактерий и цефалоспориназами.

К цефалоспоринам относятся антибиотические препараты несколько поколений, отличающиеся друг от друга по антибактериальному спектру и фармакологическим свойствам. К цефалоспоринам 1-го поколения относятся цефалоридин (цепорин), цефалоксин, цефалотин (кефлин) и др.; 2-го поколения — цефамандол, цефуроксим, цефазолин (кефзол), мандол и др. 3-го поколения — кефлор, цефтазидим (фортум), клафоран, кетоцеф и др. Антибактериальный спектр цефалоспоринов 1-го поколения в целом достаточно широк. Они характеризуются высокой активностью против грамположительных бактерий и выборочно в отношении грамотрицательных. По действию на стафитококки и эшерихии они превосходят пенициллины. В терапевтических концентрациях преобладает бактерицидное действие препаратов. Однако так же, как и к пенициллинам, к ним устойчивы псевдомонады, протеи, многие энтерококки, бактероиды.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: