В лактамные антибиотики классификация
Содержание
- 1 Антибиотики. Основные классификации антибиотиков. Классификация по химическому строению. Механизм антимикробного действия антибиотиков
- 1.1 Основные классификации антибиотиков
- 1.2 По химическому строению антибиотики делятся:
- 1.3 Основу молекулы бета-лактамных антибиотиков составляет бета-лактамное кольцо. К ним относятся:
- 1.4 Препараты группы гликопептидов в своей молекуле содержат замещенные пептидные соединения. К ним относятся:
- 1.5 Препараты группы полипептидов в своей молекуле содержат остатки полипептидных соединений, к ним относятся:
- 1.6 Препараты группы поливное в своей молекуле содержат несколько сопряженных двойных связей. К ним относятся:
- 1.7 К антрациклиновым антибиотикам относятся противоопухолевые антибиотики:
- 1.8 По механизму антимикробного действия антибиотики можно разделить на следующие группы:
- 1.9 К ингибиторам синтеза клеточной стенки относятся:
- 2 Бета-лактамные антибиотики (стр. 1 из 2)
Антибиотики. Основные классификации антибиотиков. Классификация по химическому строению. Механизм антимикробного действия антибиотиков
Антибиотики — группа соединений природного происхождения или их полусинтетических и синтетических аналогов, обладающих антимикробным или противоопухолевым действием.
К настоящему времени известно несколько сотен подобных веществ, но лишь немногие из них нашли применение в медицине.
Основные классификации антибиотиков
В основу классификации антибиотиков также положено несколько разных принципов.
По способу получения их делят:
- на природные;
- синтетические;
- полусинтетические (на начальном этапе получают естественным путем, затем синтез ведут искусственно).
Продуценты антибиотиков:
- по преимуществу актиномицеты и плесневые грибы;
- бактерии (полимиксины);
- высшие растения (фитонциды);
- ткани животных и рыб (эритрин, эктерицид).
По направленности действия:
- антибактериальные;
- противогрибковые;
- противоопухолевые.
По спектру действия — числу видов микроорганизмов, на которые действуют антибиотики:
- препараты широкого спектра действия (цефалоспорины 3-го поколения, макролиды);
- препараты узкого спектра действия (циклосерин, линкомицин, бензилпенициллин, клиндамицин). В некоторых случаях могут быть предпочтительнее, так как не подавляют нормальную микрофлору.
По химическому строению антибиотики делятся:
- на бета-лактамные антибиотики;
- аминогликозиды;
- тетрациклины;
- макролиды;
- линкозамиды;
- гликопептиды;
- полипептиды;
- полиены;
- антрациклиновые антибиотики.
Основу молекулы бета-лактамных антибиотиков составляет бета-лактамное кольцо. К ним относятся:
- пенициллины ~ группа природных и полусинтетических антибиотиков, молекула которых содержит 6-аминопенициллано-вую кислоту, состоящую из 2 колец — тиазолидонового и бета-лактамного. Среди них выделяют:
. биосинтетические (пенициллин G — бензилпенициллин);
- аминопенициллины (амоксициллин, ампициллин, бекампи-циллин);
. полусинтетические «антистафилококковые» пенициллины (оксациллин, метициллин, клоксациллин, диклоксациллин, флуклоксациллин), основное преимущество которых — устойчивость к микробным бета-лактамазам, в первую очередь стафилококковым;
- цефалоспорины — это природные и полусинтетические антибиотики, полученные на основе 7-аминоцефалоспориновой кислоты и содержащие цефемовое (также бета-лактамное) кольцо,
т. е. по структуре они близки к пенициллинам. Они делятся на иефалоспорины:
1-го поколения — цепорин, цефалотин, цефалексин;
- 2-го поколения — цефазолин (кефзол), цефамезин, цефаман-дол (мандол);
- 3-го поколения — цефуроксим (кетоцеф), цефотаксим (кла-форан), цефуроксим аксетил (зиннат), цефтриаксон (лонга-цеф), цефтазидим (фортум);
- 4-го поколения — цефепим, цефпиром (цефром, кейтен) и др.;
- монобактамы — азтреонам (азактам, небактам);
- карбопенемы — меропенем (меронем) и имипинем, применяемый только в комбинации со специфическим ингибитором почечной дегидропептидазы циластатином — имипинем/цилас-татин (тиенам).
Аминогликозиды содержат аминосахара, соединенные глико-зидной связью с остальной частью (агликоновым фрагментом) молекулы. К ним относятся:
- синтетические аминогликозиды — стрептомицин, гентамицин (гарамицин), канамицин, неомицин, мономицин, сизомицин, тобрамицин (тобра);
- полусинтетические аминогликозиды — спектиномицин, амика-цин (амикин), нетилмицин (нетиллин).
Основу молекулы тетрациклинов составляет полифункциональное гидронафтаценовое соединение с родовым названием тетрациклин. Среди них имеются:
- природные тетрациклины — тетрациклин, окситетрациклин (клинимицин);
- полусинтетические тетрациклины — метациклин, хлортетрин, доксициклин (вибрамицин), миноциклин, ролитетрациклин. Препараты группы макролидв содержат в своей молекуле мак-роциклическое лактоновое кольцо, связанное с одним или несколькими углеводными остатками. К ним относятся:
- эритромицин;
- олеандомицин;
- рокситромицин (рулид);
- азитромицин (сумамед);
- кларитромицин (клацид);
- спирамицин;
- диритромицин.
К линкозамидам относятся линкомицин и клиндамицин. Фармакологические и биологические свойства этих антибиотиков очень близки к макролидам, и, хотя в химическом отношении это совершенно иные препараты, некоторые медицинские источники и фармацевтические фирмы — производители хими-опрепаратов, например делацина С, относят линкозамины к группе макролидов.
Препараты группы гликопептидов в своей молекуле содержат замещенные пептидные соединения. К ним относятся:
- ванкомицин (ванкацин, диатрацин);
- тейкопланин (таргоцид);
- даптомицин.
Препараты группы полипептидов в своей молекуле содержат остатки полипептидных соединений, к ним относятся:
- грамицидин;
- полимиксины М и В;
- бацитрацин;
- колистин.
Препараты группы поливное в своей молекуле содержат несколько сопряженных двойных связей. К ним относятся:
- амфотерицин В;
- нистатин;
- леворин;
- натамицин.
К антрациклиновым антибиотикам относятся противоопухолевые антибиотики:
- доксорубицин;
- карминомицин;
- рубомицин;
- акларубицин.
Есть еще несколько достаточно широко используемых в настоящее время в практике антибиотиков, не относящихся ни к одной из перечисленных групп: фосфомицин, фузидиевая кислота (фузидин), рифампицин.
В основе антимикробного действия антибиотиков, как и других химиотерапевтических средств, лежит нарушение мгтабо-лизма микробных клеток.
По механизму антимикробного действия антибиотики можно разделить на следующие группы:
- ингибиторы синтеза клеточной стенки (муреина);
- вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны;
- подавляющие белковый синтез;
- ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот.
К ингибиторам синтеза клеточной стенки относятся:
- бета-лактамные антибиотики — пенициллины, цефалоспори-ны, монобактамы и карбопенемы;
- гликопептиды — ванкомицин, клиндамицин.
Механизм блокады синтеза бактериальной клеточной стенки ванкомицином.
отличается от такового у пенициллинов и це-фалоспоринов и соответственно не конкурирует с ними за места связывания.
Поскольку пептидогликана нет в стенках животных клеток, то эти антибиотики обладают очень низкой токсичностью для макроорганизма, и их можно применять в высоких дозах (мегатерапия).
К антибиотикам, вызывающим повреждение цитоплазматической мембраны (блокирование фосфолипидных или белковых компонентов, нарушение проницаемости клеточных мембран, изменение мембранного потенциала и т. д.), относятся:
- полиеновые антибиотики — обладают ярко выраженной противогрибковой активностью, изменяя проницаемость клеточной мембраны путем взаимодействия (блокирования) со стероидными компонентами, входящими в ее состав именно у грибов, а не у бактерий;
- полипептидные антибиотики.
Самая многочисленная группа антибиотиков — подавляющие белковый синтез.
Нарушение синтеза белка может происходить на всех уровнях, начиная с процесса считывания информации с ДНК и кончая взаимодействием с рибосомами — блокирование связывания транспортной т-РНК с ЗОБ-субъединицами рибосом (аминогликозиды), с 508-субъединицами рибосом (макро-лиды) или с информационной и-РНК (на 308-субъединице рибосом — тетрациклины). В эту группу входят:
- аминогликозиды (например, аминогликозид гентамицин, угнетая белковый синтез в бактериальной клетке, способен нарушать синтез белковой оболочки вирусов и поэтому может обладать противовирусным действием);
- макролиды;
- тетрациклины;
- хлорамфеникол (левомицетин), нарушающий синтез белка микробной клеткой на стадии переноса аминокислот на рибосомы.
Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот обладают не только антимикробной, но и цитостатической активностью и поэтому используются как противоопухолевые средства. Один из антибиотиков, относящихся к этой группе, — рифампицин — инги-бирует ДНК-зависимую РНК-полимеразу и тем самым блокирует синтез белка на уровне транскрипции.
Источник: https://alexmed.info/2017/09/07/%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8-%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8/
Бета-лактамные антибиотики (стр. 1 из 2)
Введение
1. Отличительные свойства новых бета-лактамных антибиотиков
2. Бактериальные осложнения при ВИЧ-инфекции и их лечение
Заключение
Список литературы
Введение
Антибиотики (антибиотические вещества) – это продукты обмена микроорганизмов, избирательно подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, опухолевых клеток. Образование антибиотиков – одна из форм проявления антагонизма.
В научную литературу термин веден в 1942 г. Ваксманом, – “антибиотик – против жизни”. По Н.С.
Егорову: “Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности организмов, их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или к злокачественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя развитие”.
Специфичность антибиотиков по сравнению с другими продуктами обмена (спиртами, органическими кислотами), также подавляющими рост отдельных микробных видов, заключается в чрезвычайно высокой биологической активности.
Существует несколько подходов в классификации антибиотиков: по типу продуцента, строению, характеру действия. По химическому строению различают антибиотики ациклического, алициклического строения, хиноны, полипептиды и др. По спектру биологического действия антибиотики можно подразделить на несколько групп:
антибактериальные, обладающие сравнительно узким спектром действия, подавляющие развитие грамположительных микроорганизмов и широкого спектра действия, подавляющие развитие как грамположительных, так и грамотрицительных микроорганизмов;
противогрибковые, группа полиеновых антибиотиков, действующие на микроскопические грибы;
противоопухолевые, действующие на опухолевые клетки человека и животных, а также на микроорганизмы.
В настоящее время описано свыше 6000 антибиотиков, но на практике применяется только около 150, так как многие обладают высокой токсичностью для человека, другие – инактивируются в организме и пр.
Бета-лактамные антибиотики (β-лактамные антибиотики, β-лактамы) – группа антибиотиков, которые объединяет наличие в структуре β-лактамного кольца.
К бета-лактамам относятся подгруппы пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов. Сходство химической структуры предопределяет одинаковый механизм действия всех β-лактамов (нарушение синтеза клеточной стенки бактерий), а также перекрёстную аллергию к ним у некоторых пациентов.
Пенициллины, цефалоспорины и монобактамы чувствительны к гидролизующему действию особых ферментов – β-лактамаз, вырабатываемых рядом бактерий. Карбапенемы характеризуются значительно более высокой устойчивостью к β-лактамазам.
С учётом высокой клинической эффективности и низкой токсичности β-лактамные антибиотики составляют основу антимикробной химиотерапии на современном этапе, занимая ведущее место при лечении большинства инфекций.
Бета-лактамные антибиотики, обладающие пространственным сходством с субстратом реакции D-аланил-D-аланином, образуют ковалентную ацильную связь с активным центром транспептидазы и необратимо ингибируют ее. Поэтому транспептидазы и подобные им ферменты, участвующие в транспептидировании, называют также пенициллинсвязывающими белками.
Почти все антибиотики, подавляющие синтез клеточной стенки бактерий, бактерицидны – они вызывают гибель бактерий в результате осмотического лизиса.
В присутствии таких антибиотиков аутолиз клеточной стенки не уравновешивается процессами восстановления, и стенка разрушается эндогенными пептидогликангидролазами (аутолизинами), обеспечивающими ее перестройку в процессе нормального роста бактерий.
1. Отличительные свойства новых бета-лактамных антибиотиков
Бета-лактамные антибиотики (БЛА) являются основой современной химиотерапии, так как занимают ведущее или важное место в лечении большинства инфекционных болезней.
По количеству применяемых в клинике препаратов – это наиболее многочисленная группа среди всех антибактериальных средств.
Их многообразие объясняется стремлением получить новые соединения с более широким спектром антибактериальной активности, улучшенными фармакокинетическими характеристиками и устойчивостью к постоянно возникающим новым механизмам резистентности микроорганизмов
Благодаря способности связываться с пенициллином (и другими БЛА) эти ферменты получили второе название – пенициллинсвязывающие белки (PBPs). Молекулы PBPsжестко связаны с цитоплазматической мембраной микробной клетки, они осуществляют образование поперечных сшивок.
Связывание БЛА с PBPsведет к инактивации последних, прекращению роста и последующей гибели микробной клетки.
Таким образом, уровень активности конкретных БЛА в отношении отдельных микроорганизмов в первую очередь определяется их аффинностью (сродством) к PBPs.
Для практики важно то, что чем ниже аффинность взаимодействующих молекул, тем более высокие концентрации антибиотика требуются для подавления функции фермента.
К практически важным свойствам бета-лактамаз относятся:
субстратный профиль (способность к преимущественному гидролизу тех или иных БЛА, например пенициллинов или цефалоспоринов или тех и других в равной степени);
локализация кодирующих генов (плазмидная или хромосомная). Эта характеристика определяет эпидемиологию резистентности. При плазмидной локализации генов происходит быстрое внутри – и межвидовое распространение резистентности, при хромосомной наблюдают распространение резистентного клона;
тип экспрессии (конститутивный или индуцибельный). При конститутивном типе микроорганизмы синтезируют бета-лактамазы с постоянной скоростью, при индуцибельном количество синтезируемого фермента резко возрастает после контакта с антибиотиком (индукции);
чувствительность к ингибиторам. К ингибиторам относятся вещества бета-лактамной природы, обладающие минимальной антибактериальной активностью, но способные необратимо связываться с бета-лактамазами и, таким образом, ингибировать их активность (суицидное ингибирование).
В результате при одновременном применении БЛА и ингибиторов бета-лактамаз последние защищают антибиотики от гидролиза. Лекарственные формы, в которых соединены антибиотики и ингибиторы бета-лактамаз, получили название комбинированных, или защищенных, бета-лактамов. В клиническую практику внедрены три ингибитора: клавулановая кислота, сульбактам и тазобактам.
Таким образом, индивидуальные свойства отдельных БЛА определяются их аффинностью к ПСБ, способностью проникать через внешние структуры микроорганизмов и устойчивостью к гидролизу бета-лактамазами.
У некоторых встречающихся в клинике резистентных к беталактамам штаммов бактерий резистентность проявляется на уровне PBPs, то есть мишени уменьшают сродство к “старым” беталактамам. Поэтому новые природные и полусинтетические беталактамы проверяются на степень сродства к PBPs этих штаммов. Высокое сродство означает перспективность новых бета-лактамных структур.
При оценке новых беталактамных структур проверяется их устойчивость к действию разных беталактамаз – ренициллаз и цефалоспориназ плазмидного и хромосомного происхождения, выделенных из разных бактерий. Если большинство используемых беталактамаз не инактивируют новую беталактамную структуру, то она признается перспективной для клиники.
Химиками были созданы нечувствительные к распространенным у стафилококков пенициллиназам полусинтетические пенициллины: метициллин, оксациллин и нечувствительный к ферменту из синегнойной палочки карбенициллин. Получить эти полусинтетические пенициллины удалось после того, как из бензилпенициллина была выведена 6АПК (6-аминопенициллиновая кислота). Путем ее ацилирования были получены указанные антибиотики.
Многие беталактазы теряют способность к гидролизу беталактамного кольца таких антибиотиков, как у цефамицина С при наличии метоксигруппы или других заместителей в 6ά-положении у пенициллинов и в 7ά-положении у цефалоспоринов.
Эффективность беталактамов против граммоотрицательных бактерий зависит и от такого фактора, как скорость прохождения через пориновые пороги. Преимущества имеют компактные молекулы, которые могут проникать через катионоселективные и анионоселективные каналы, такие, как имипенем. К его ценным свойствам относится также и устойчивость к ряду беталактамаз.
Беталактамы, у которых вводимые в ядро молекулы-заместители создают катионный центр, высокоактивны против многих кишечных бактерий по причине катионоселективности пориновых каналов у бактерий, обитающих в кишечном тракте, например, лекарственный препарат цефтазидим.
Часто модификации затрагивают структуру сконденсированного с беталактамом пяти – или шестичленного кольца.
Если сера замещена в нем на кислород или углерод, то такие соединения называют “неклассическими” беталактамами (например, имипенем).
К “неклассическим” также относятся такие беталактамы, у которых беталактамное кольцо не сконденсировано с другим кольцом. Они получили название “монобактамы”. Наиболее известный препарат из “монобактамов” – азтреонам.
Большой интерес представляют природные соединения, обладающие высокой антибактериальной активностью и широким спектром действия.
При контакте с мишенью их гаммалактамное кольцо расщепляется и происходит ацилирование одного из аминокислотных остатков в активном центре транспептиназ.
Беталактамы могут инактивировать и гаммалактамы, но большая стабильность пятичленного гаммалактамного кольца расширяет возможности химического синтеза, то есть получение синтетических гаммалактамов с пространственной защитой гаммалактамного кольца от беталактамаз.
Ряды беталактамных синтетических антибиотиков быстро растут и используются для лечения самых разнообразных инфекций.
Источник: http://MirZnanii.com/a/149311/beta-laktamnye-antibiotiki