Антибіотики широкого спектра дії. Класифікація. Групи

1. Хто виробляє антибіотики?
2. бактерії
3. актиноміцети
4. грибки
5. Клітинна стінка бактерій і антибіотики
6. грамнегативнібактерії
7. грампозитивні бактерії
8. Групи антибіотиків природного походження
9. Групи антибіотиків синтетичного походження (хіміопрепарати)
10. сульфаніламіди
11. Аналоги ізонікотиновоїкислоти і азотистих основ
12. похідні нітрофурану
13. Група хінолонів / фторхінолов
14. похідні імідазолу
15. похідні оксихинолина
16. Групи антибіотиків за механізмом інгібуючої дії на різні структури клітини
17. Антибіотики, що впливають на клітинну стінку
18. Антибіотики, що пригнічують синтез рибосомних білків
19. Антибіотики, які порушують функцію цитоплазматичної мембрани
20. Антибіотики, які інгібують РНК-полімерази
21. Класифікація антибіотиків по впливу на мікробну клітину
22. Антибіотики з бактеріоцідное дією
23. Антибіотики, що володіють бактеріостатичний ефект
24. Антибіотики вузького і широкого спектру дії
25. Антибіотики вузького спектра дії
26. Антибіотики широкого спектра дії
27. Антибіотики широкого спектра дії: коротка характеристика
28. Ізоксалпеніцілліни
29. Пеніциліни з розширеним спектром активності
30. Амінопеніцилінів (Ампіцилін і амоксицилін)
31. Карбоксіпеніцілліни (Карбеніцилін, Тикарцилін, Карфеціллін)
32. Уреідопеніцілліни (Піперацилін, Азлоцилін, Мезлоциллін)
33. цефалоспорини
34. тетрацікліні
35. аміноглікозіді
36. макроліді
37. рифампіцин

Антибіотики широкого спектра дії часто призначаються хворим. Їх протимікробну дію направлено на бактерії, віруси, грибки і найпростіші. Сьогодні в розпорядженні лікарів є величезна кількість антибіотиків. У них різне походження, хімічний склад, механізм антимікробної дії, антимікробний спектр і частота розвитку лікарської стійкості. Класифікація антибіотиків зазнала безліч змін з часу їх застосування в клінічній практиці.

Різноманітні групи антибіотиків. Однак всі вони мають і схожі ознаки:

• Чи не виявляють помітне токсичну дію на організм.
• Мають виражений виборчою дією на мікроорганізми.
• Формують лікарську стійкість.

Термін «антибіотик» впроваджений в лексикон лікарської практики з моменту отримання і впровадження в лікувальну практику пеніциліну в 1942 році.

Перший антибіотик було відкрито ще в 1929 році вченим Олександром Флемінгом. Біохімік англієць Ернст Чейн вперше отримав антибіотик в чистому вигляді. Далі було розпочато їх виробництво. А з 1940 року антибіотики вже активно використовувалися для лікування.

Сьогодні виробляється більше 30-и груп протимікробних препаратів. Всі вони мають свій мікробний спектр, мають різну ступінь ефективності і безпеки.

Мал. 1. У 1945 році Флемингу, Флорі і Чейні була присуджена Нобелівська премія з фізіології та медицини «За відкриття пеніциліну і його цілющого впливу при різних інфекційних хворобах».

Мал. 2. На фото «Рятівна цвіль» пеніциліну.

«Коли я прокинувся на світанку 28 вересня 1928 року, я, звичайно, не планував революцію в медицині своїм відкриттям першого в світі антибіотика або бактерії-вбивці», - цей запис в щоденнику зробив Олександр Флемінг, людина, яка винайшов пеніцилін.

Хто виробляє антибіотики?

Антибіотики здатні виробляти деякі штами бактерій, грибки і актиноміцети.

бактерії

• Штами Bacillus subtilis утворюють бацитрацин і субтілін.
• Pseudomonas aeruginosa має здатність утворювати деякі види піосоедіненій (піоціназа, піоціанін і ін).
• Bacillus brevis утворює грамицидин і тиротрицин.
• Bacillus subtilis утворює деякі поліпептидні антибіотики.
• Bacillus polimixa утворює поліміксин (аероспорін).

актиноміцети

Актиноміцети є грібковоподобние бактерії. З актиноміцетів отримано понад 200 антимікробних сполук антибактеріальної, антивірусної та протигрибкової спрямованості. Найвідоміші з них: стрептоміцин, тетраціклінін, еритроміцин, неоміцин та ін.

Streptomyces rimosus виділяють окситетрациклин і рімоцідін.

Streptomyces aureofaciens виділяють хлортетрациклин і тетрациклін.

Streptomyces griseus утворює стрептоміцин, маннозідострептоміцін, циклогексимид і стрептоцин.

грибки

Найголовніші виробники антибіотиків. Грибки виробляють цефалоспорин,

гризеофульвин, микофеноловую і пеніцилінову кислоти і ін.

Penicillium notatum і Penicillium chrysogenum утворюють пеніцилін.

Aspergillus flavus утворює пеніцилін і аспергілловую кислоту.

Aspergillus fumigatus утворює фумігатін, спінулозін, фумігацін (гельволевую кислоту) і гліотоксін.

Мал. 3. На фото колонія сінної палички - грунтової бактерії. Bacillus subtilis утворює деякі поліпептидні антибіотики.

Мал. 4. На фото штами Penicillium notatum і Penicillium chrysogenum утворюють пеніцилін.

Мал. 5. На фото колонії актиноміцетів.

Клітинна стінка бактерій і антибіотики

Фарбування бактеріальних клітин в різний колір залежно від товщини клітини винайшов в 1884 році датський бактеріолог Ганс Крістіан Йоахім Грам. Його метод забарвлення зіграв головну роль в розробці класифікації бактерій.

Мал. 6. На фото будова бактеріальної стінки грампозитивних (праворуч) і грамнегативних (зліва) бактерій.

грамнегативнібактерії

У бактерій, які при фарбуванні по Граму набувають червоне або рожеве забарвлення (грамнегативні), клітинна стінка товста, багатошарова. Зовнішня мембрана грамнегативних бактерій служить захистом від деяких антибіотиків - лізоциму та пеніциліну. До того ж ліпідна частина зовнішнього листа мембрани цих бактерій виконує роль ендотоксинів, які, потрапляючи у кров'яне русло при зараженні викликають потужну інтоксикацію і токсичний шок.

грампозитивні бактерії

У бактеріальних клітин, які при фарбуванні по Граму набувають фіолетового забарвлення (грампозитивні), клітинна стінка тонка. Зовнішній лист мембрани у них позбавлений ліпідного шару - захисту від несприятливих умов. Такі бактерії легко пошкоджуються антибіотиками з бактеріостатичну дію і антисептиками.

Мал. 7. На фото мазок, забарвлений за Грамом. Видно коки синього кольору і грамнегативні бацили рожевого кольору.

Групи антибіотиків природного походження

Існують наступні групи антибіотиків, що розрізняються за хімічним складом:

• Бета-лактамні антибіотики.
• Тетрациклін і його похідні.
• Аміноглікозиди і аміноглікозидні антибіотики.
• Макроліди.
• Левоміцетин.
• Рифампіцин.
• Поліеновие антибіотики.

Групи антибіотиків синтетичного походження (хіміопрепарати)

Речовини, що пригнічують ріст і розмноження бактерій синтетичного походження правильно називати не антибіотиками, а хіміопрепаратами. Сьогодні їх налічується 14 груп. Створювалися хімічні сполуки антимікробної спрямованості ще з початку XX століття. Однак великих успіхів на цьому терені вчені досягли з моменту успіхів синтетичної хімії. Перший хімічний препарат був синтезований Паулем Ерліхом в 1907 році. Це був препарат для лікування сифілісу Сальварсан.

Сьогодні 90% всіх лікарських препаратів, які продаються в аптеках синтетичного походження.

Мал. 8. На фото Сальварсан або «Препарат 606». Препарат створений Паулем Ерліхом на 606 спробі. 605 експериментів зі створення хімічного препарату для лікування сифілісу були неуспішними.

сульфаніламіди

Ця група хіміопрепаратів представлена норсульфазол, сульфазин, сульфадимезин, сульфапиридазин, Сульфамоно- і сульфадиметоксин. Уросульфан широко застосовується в урологічній практиці. Бісептол є комбінованим препаратом, який містить сульфаметоксазол і триметоприм.

Препарати групи сульфаніламідів блокують в клітці освіту чинників зростання - спеціальних хімічних речовин, які беруть участь в обмінних процесах. Застосування сульфаніламідів обмежена через їх паралельного впливу на клітини людини.

Аналоги ізонікотиновоїкислоти і азотистих основ

Аналоги ізонікотиновоїкислоти і азотистих основ широко застосовуються при лікуванні туберкульозу. Препарати цієї групи: Фтивазид, Ізоніазд, метазід, Етіонамід, Протіонамід і ПАСК.

похідні нітрофурану

Похідні нітрофурану мають антимікробну дію відносно грамнегативних і грамнегативних бактерій, хламідій і трихомонад. Препарати цієї групи представлені фурациліну, Фуразолидоном і ін., А також похідними нітро-імідазолу - метронідазолу і тинідазолу. Вони блокують процеси синтезу дочірніх молекул ДНК.

Група хінолонів / фторхінолов

Препарати цієї групи виявляють активність щодо грамнегативних бактерій. Вони представлені налідіксіновой кислотою, похідними хінолонтрікарбоновой кислоти і похідними хіноксалін. У міру введення цих препаратів в клінічну практику, їх розділили на 4 покоління. Висока антимікробна активність фторхінолов послужила приводом до розробки лікарських форм для місцевого застосування - вушних і очних крапель.

похідні імідазолу

Похідні імідазолу (клотримазол, кетоконазол, міконазол та ін.) Володіють потужною активністю щодо паразитичних найпростіших і грибків. Широко застосовуються при трихомоніазі, амебіазі і грибкових інфекціях. Метронідазол виявляє активність щодо збудника виразкової хвороби шлунка і 12-й палої кишки Helicobacter pylori.

похідні оксихинолина

Препарати цієї групи активні щодо грампозитивних і грамнегативних бактерій, в тому числі щодо штамів, які виявляють стійкість до антибіотиків. Деякі з них активні щодо найпростіших (Хініофор), інші - щодо дріжджоподібних грибків роду Candida (Нитроксолин).

Мал. 9. Шляхи введення антибіотиків.

Групи антибіотиків за механізмом інгібуючої дії на різні структури клітини

Антибіотики згубно діють на мікробну клітину. Їх «мішенню» є клітинна стінка, цитоплазматична мембрана, рибосоми і нуклеотид.

Антибіотики, що впливають на клітинну стінку

Дана група препаратів представлена пенициллинами, цефалоспоринами і циклосерином.

Пеніциліни вбивають мікробну клітину шляхом пригнічення синтезу пептидоглікану (муреина) - основного компонента їх клітинних мембран. Цей фермент виробляють тільки зростаючі клітини.

Антибіотики, що пригнічують синтез рибосомних білків

Найчисленніша група антибіотиків, які продукуються актиноміцетами. Вона представлена аміноглікозидами, групою тетрацикліну, левоміцетином, макролідами і ін.

Стрептоміцин (група аміноглікозидів) має антибактеріальну дію способом блокування субодиниці 30S рибосоми і порушенням зчитування генетичного кодонів, в результаті чого утворюються непотрібні мікроби поліпептиди.

Тетрацикліни порушують зв'язування аміноацил-тРНК з комплеск рибосоми-матриця, в результаті чого пригнічується синтез білка рибосомами.

У дрібних бактерій, внутрішньоклітинних паразитів, тетрациклін пригнічують окислення глутамінової кислоти - вихідного продукту в реакціях енергетичного метаболізму. Левоміцетин, лінкоміцин і макроліди пригнічують пептидилтрансферазної реакцію з 50 S субодиницею рибосоми, що веде до припинення синтезу білка бактеріальною клітиною.

Антибіотики, які порушують функцію цитоплазматичної мембрани

Цитоплазматична мембрана розташовується під клітинною стінкою і являє собою ліпопротеїн (до 30% ліпідів і до 70% протеїнів). Антибактеріальні препарати, які порушують функцію цитоплазматичної мембрани, представлені полієнових антибіотиків (Ністатин, Леворин і Амфотерицин В) і поліміксину. Поліеновие антибіотики адсорбуються на мембрані цитоплазми грибків і зв'язуються з її речовиною ергостеролу. В результаті цього процесу клітинна мембрана втрачає макромолекули, що призводить до зневоднення клітини і її загибелі.

Антибіотики, які інгібують РНК-полімерази

Дана група представлена ​​рифампіцин, які продукуються актиноміцетами. Рифампіцин пригнічує активність ДНК-залежною РНК-полімерази, що призводить до блокування синтезу білка при перенесенні інформації з ДНК на РНК.

Мал. 10. Пошкодження мембрани бактеріальної клітини антибіотиками призводить її до загибелі (комп'ютерне моделювання).

Мал. 11. На фото момент синтезу білка з амінокислот рибосомою (зліва) і тривимірна модель рибосоми бактерії Haloarcula marismortui (праворуч). Саме рибосоми часто стають «мішенню» для багатьох антибактеріальних препаратів.

Мал. 12. На фото момент подвоєння ДНК вгорі і молекула РНК внизу. Рифампіцин пригнічує активність ДНК-залежною РНК-полімерази, що призводить до блокування синтезу білка при перенесенні інформації з ДНК на РНК.

Класифікація антибіотиків по впливу на мікробну клітину

Антибіотики володіють різним дією на бактерії. Одні з них зупиняють зростання бактерій (бактериостатики), інші - вбивають (бактеріоцідное дію).

Антибіотики з бактеріоцідное дією

Препарати цієї групи вбивають бактеріальну клітину. До них відносяться бензилпенициллин, його напівсинтетичні похідні, цефалоспорини, фторхінолони, аміноглікозиди, рифампіцин.

Антибіотики, що володіють бактеріостатичний ефект

Препарати цієї групи зупиняють зростання бактерій. Бактерії, які не досягли певних розмірів, не здатні до розмноження і швидко гинуть, тому бактеріостатичний ефект дорівнює за силою бактеріоцідное. До антибіотиків цієї групи відносяться тетрациклін, макроліди і аміноглікозиди.

Мал. 13. На антибіотики, як і на інші лікарські препарати може розвинутися алергія. На фото різні прояви алергії (шкірна форма).

Антибіотики вузького і широкого спектру дії

По впливу на мікроби антибіотики поділяються на дві групи: широкого спектру дії (основна маса антимікробних препаратів) і вузького.

Антибіотики вузького спектра дії

а) Пеніцилін має активністю щодо гноєтворних коків, грампозитивних бактерій і спірохет.

б) Протигрибкові препарати природного походження Нистатин, Леворин і Амфотерицин В. Володіють активністю щодо грибків і найпростіших.

Антибіотики широкого спектра дії

Антибіотики широкого спектра дії проявляють активність щодо цілого ряду грамнегативних і грампозитивних бактерій. Деякі з них згубно діють на внутрішньоклітинні паразити - рикетсії, хламідії і мікоплазми. Антибіотики широкого спектра дії представлені цефалоспоринами третього покоління, тетрациклінами, левоміцетином, аміноглікозидами, макролідами і рифампіцином.

Мал. 14. Для дітей широко використовуються таблетовані форми, суспензії і сиропи. Для підлітків - таблетки і капсули.

Антибіотики широкого спектра дії: коротка характеристика

пеніциліни

Пеніциліни природного походження вважаються антибіотиками вузького спектра дії. Найбільш активно в медичній практиці застосовується бензилпенициллин і феноксіпеніціллін. Препарати активні щодо грампозитивних бактерій і коків.

Ізоксалпеніцілліни

80-90% штамів Staphylococcus aureus (золотистий стафілокок) стійкі до пеніциліну, так як здатні виробляти ферменти (пеніцилінази), що руйнують одну із складових частин молекули всіх пеніцилінів - бета-лактамних кільця. З 1957 року розпочато розробку напівсинтетичних антибактеріальних препаратів. Вченими були розроблені антибіотики, стійкі до дії ферменту стафілококів (ізоксалпеніцілліни). Основними антистафілококову препаратами з них є оксацилін і нафтіціллін, які широко застосовуються при лікуванні стафілококової інфекції .

Пеніциліни з розширеним спектром активності

До пеніцилінів розширеного спектру дії відносяться:

• амінопеніцилінів (не вбивають синьогнійну паличку),
• карбоксіпеніцілліни (активні щодо синьогнійної палички),
• уреїдопеніциліни (активні щодо синьогнійної палички).

Амінопеніцилінів (Ампіцилін і амоксицилін)

Препарати цієї групи виявляють активність щодо Escherichia coli , Proteus mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes і

Streptococcus pneumoniae.

Препарати широко застосовуються при лікуванні інфекції верхніх дихальних шляхів, в практиці ЛОР-лікарів, захворюваннях сечовивідної системи і нирок, шлунково-кишкового тракту, в тому числі при лікуванні виразкової хвороби шлунка, причиною якого є Helicobacter pylori і менінгіті.

Карбоксіпеніцілліни (Карбеніцилін, Тикарцилін, Карфеціллін)

Як і амінопеніцилінів, препарати цієї групи ефективні при цілому ряді інфекцій, включаючи синьогнійну паличку (Pseudomonas aeruginosa).

Уреідопеніцілліни (Піперацилін, Азлоцилін, Мезлоциллін)

Як і амінопеніцилінів, препарати цієї групи ефективні при цілому ряді інфекцій, включаючи синьогнійну паличку (Pseudomonas aeruginosa) і клебсиеллу (Klebsiella spp.)

У медичній практиці сьогодні застосовується тільки Азлоцилін.

Карбоксіпеніцілліни і уреїдопеніциліни руйнуються ферментами стафілококів бета-лактамазами.

Подолати ферменти стафілококів можуть сполуки - інгібітори бета-лактамаз (клавуланова кислота, сульбактам та тазобактам). Пеніциліни, захищені від руйнівної дії стафілококового ферменту, називаються інгібіторозащіщеннимі. Вони представлені амоксицилін / клавуланат, Ампіциліном / сульбактаму, амоксицилін / сульбактаму, піперацилін / тазобактам, Тикарцилін / клавуланат. Інгібіторозащіщенние пеніциліни широко застосовуються для лікування інфекцій різної локалізації, використовуються при передопераційної профілактики в абдомінальній хірургії.

цефалоспорини

Найбільшу групу антибіотиків представляють цефалоспорини. Вони охоплюють широкий антимікробний спектр, мають високу бактерицидну активність і високу стійкість до бета-лактамаз стафілококів. Цефалоспорини поділяються на 4 покоління. Цефалоспорини 3 і 4 покоління мають широкий спектр антимікробної дії. В основі даного розподілу лежить спектр антимікробної активності і стійкість до бета-лактамаз. Цефалоспорини вбивають мікробну клітину шляхом пригнічення синтезу пептидоглікану (муреина) - основного компонента їх клітинних мембран.

Цефалоспорини 3-го покоління представлені цефіксимом, цефотаксиму, Цефтриаксоном, цефтазидимом, цефоперазон, Цефтібутеном і ін. Цефалоспорини 4-го покоління - цефпірому і цефепіму.

Висока ефективність цефалоспоринів і низький токсичний ефект зробили ці антибіотики одними з найпопулярніших в клінічному використанні серед усіх антимікробних препаратів.

тетрацікліні

! Застосування препаратів групи тетрацікліну сегодня обмежена. Причиною цього є побічні Дії ціх антібіотіків и з'явилися Великої кількості віпадків стійкіх до тетрацікліну мікроорганізмів. Природний антибіотик тетрациклін і напівсинтетичний антибіотик доксициклін сьогодні застосовують при хламідіозу, рикетсіозах, деяких захворюваннях, що передаються від тварин людині (зоонози) і тяжкому перебігу вугрової висипки.

аміноглікозіді

Аміноглікозиди призводять мікробну клітину до загибелі способом блокування субодиниці 30S рибосоми і порушенням зчитування генетичного кодонів, в результаті чого утворюються непотрібні мікроби поліпептиди. У міру введення аміноглікозидів в медичну практику виділяються 4 покоління антибіотиків цієї групи.

• I покоління представлено Стрептоміцином, неоміцин, канамицин, мономицин.
• II покоління - гентаміцин.
• III покоління - Тобраміцин, амікацин, нетилміцин, сізоміцін.
• IV покоління - Ізепаміціном.

Аміногдікозіди застосовуються для лікування важких захворювань, таких як чума, туберкульоз, туляремія та ін. Вони мають небезпечними побічними діями, в зв'язку з чим, їх застосування в медичній практиці обмежена (ураження нирок, слухових і діафрагмальних нервів).

макроліді

Макроліди- самі нетоксичні антибіотики. Вони мають високий ступінь безпеки і добре переносяться хворими. Препарати цієї групи представлені Еритроміцином, спіраміцин, джозаміцин і мідекаміціна - природними антибіотиками і кларитроміцин, азитроміцин, мідекаміціна ацетатом і рокситроміцину - напівсинтетичного походження.

Призначаються макроліди в основному при інфекціях, викликаних грампозитивними коками і внутрішньоклітинними паразитами - мікоплазмами і хламідіями, а також легионеллами.

рифампіцин

Рифампіцин є полусинтетическими похідними природного антибіотика рифаміцин, який продукується актиноміцетами. Антибіотики широко застосовуються для лікування туберкульозу і лепри. Рифампіцин пригнічують активність ДНК-залежною РНК-полімерази, що призводить до блокування синтезу білка при перенесенні інформації з ДНК на РНК.

Мал. 15. На фото використання диско-дифузійної методу визначення чутливості мікроорганізмів до антибіотиків.

Мал. 16. На схемі відображені зони пригнічення росту мікроорганізмів антибіотиками.

Мал. 17. На фото зліва колонії бактерій проявляють стійкість до таблеткам антибіотиків. Справа зростання навколо таблеток відсутня, значить, бактерії чутливі до антибіотиків.

Мал. 18. Більш ніж у два рази за останні п'ять років в РФ виріс ринок антибіотиків. Як то кажуть, є попит - є пропозиція. Домашні аптечки росіян переповнені антимікробними препаратами. Мікроорганізми з кожним роком виявляють все більшу стійкість, на подолання якої потрібні більш тривалі курси лікування і нові антибіотики.

Антибіотики широкого спектра дії є універсальними солдатами в боротьбі з численними хвороботворними мікробами. Класифікація антибіотиків зазнала безліч змін з часу їх застосування в клінічній практиці. Існує багато груп антибіотиків. Однак їх всіх об'єднує виражене виборче дію на мікроорганізми і незначне токсичну дію на макроорганізм.