Es pot dir que el descobriment de la penicil·lina a principis del segle passat va ser un fet revolucionari. Durant la Segona Guerra Mundial, el primer antibiòtic va salvar milions de soldats ferits de la sèpsia. La penicil·lina s'ha convertit en un fàrmac eficaç i alhora barat per a moltes infeccions greus amb fractures greus, ferides purulentes. Amb el temps, es van sintetitzar altres classes d'antibiòtics.
Característiques generals
Avui ja hi ha un gran nombre de fàrmacs pertanyents al vast món dels antibiòtics -substàncies d'origen natural o semisintètic que tenen la capacitat de destruir determinats grups de patògens o impedir-ne el creixement o la reproducció. Els mecanismes, els espectres d'acció dels antibiòtics poden ser diferents. Amb el temps, apareixen nous tipus i modificacions d'antibiòtics. La seva diversitat requereix sistematització. En el nostre temps, la classificació dels antibiòtics s'accepta segons el mecanisme i l'espectre d'acció, així com segons l'estructura química. Segons el mecanisme d'acció, es divideixen en:
- bacteriostàtica, inhibidora del creixement oreproducció de microorganismes patògens;
- bactericida, que ajuden a matar els bacteris.
Mecanismes bàsics d'acció dels antibiòtics:
- violació de la paret cel·lular bacteriana;
- supressió de la síntesi de proteïnes en una cèl·lula microbiana;
- violació de la permeabilitat de la membrana citoplasmàtica;
- inhibició de la síntesi d'ARN.
Beta-lactàmics - penicil·lines
Per estructura química, aquests compostos es classifiquen de la següent manera.
Antibiòtics betalactàmics. El mecanisme d'acció dels antibiòtics lactàmics està determinat per la capacitat d'aquest grup funcional d'unir-se als enzims implicats en la síntesi del peptidoglicà, la base de la membrana externa de les cèl·lules dels microorganismes. Així, se suprimeix la formació de la seva paret cel·lular, la qual cosa ajuda a aturar el creixement o la reproducció dels bacteris. Els betalactàmics tenen una baixa toxicitat i alhora una bona acció bactericida. Representen el grup més gran i es divideixen en subgrups que tenen una estructura química semblant.
Les penicil·lines són un grup de substàncies aïllades d'una determinada colònia de floridura i que actuen bactericides. El mecanisme d'acció dels antibiòtics de la sèrie de la penicil·lina es deu al fet que, destruint la paret cel·lular dels microorganismes, els destrueixen. Les penicil·lines són d'origen natural i semisintètic i són compostos d'ampli espectre: es poden utilitzar en el tractament de moltes mal alties causades per estreptococs i estafilococs. A més,tenen la propietat de selectivitat, actuant només sobre els microorganismes, sense afectar el macroorganisme. Les penicil·lines tenen els seus inconvenients, que inclouen l'aparició de resistència bacteriana. Dels naturals, els més comuns són la benzilpenicil·lina, la fenoximetilpenicil·lina, que s'utilitzen per combatre les infeccions meningocòcciques i estreptocòcciques per la seva baixa toxicitat i baix cost. Tanmateix, amb l'ús a llarg termini, es pot produir la immunitat del cos al fàrmac, la qual cosa comportarà una disminució de la seva eficàcia. Les penicil·lines semisintètiques s'obtenen normalment a partir de les naturals per modificació química per donar-los les propietats desitjades: amoxicil·lina, ampicil·lina. Aquests fàrmacs són més actius contra els bacteris resistents a les biopenicil·lines.
Altres betalactàmics
Les Les cefalosporines s'obtenen dels bolets del mateix nom, i la seva estructura és semblant a l'estructura de les penicil·lines, la qual cosa explica les mateixes reaccions negatives. Les cefalosporines formen quatre generacions. Els fàrmacs de primera generació s'utilitzen més sovint en el tractament d'infeccions lleus causades per estafilococs o estreptococs. Les cefalosporines de segona i tercera generació són més actives contra els bacteris gramnegatius, i les substàncies de quarta generació són els fàrmacs més potents que s'utilitzen per tractar infeccions greus.
Els carbapenems són efectius contra els bacteris Gram-positius, Gram-negatius i anaeròbics. El seu avantatge és l'absènciaresistència dels bacteris al fàrmac fins i tot després d'un ús prolongat.
Els monobactams també pertanyen als betalactàmics i tenen un mecanisme d'acció similar als antibiòtics, que consisteix a influir en les parets cel·lulars dels bacteris. S'utilitzen per tractar una gran varietat d'infeccions.
Macròlides
Aquest és el segon grup. Els macròlids són antibiòtics naturals amb una estructura cíclica complexa. Són un anell de lactona de múltiples membres amb residus d'hidrats de carboni units. Les propietats del fàrmac depenen del nombre d'àtoms de carboni de l'anell. Hi ha compostos de 14, 15 i 16 membres. L'espectre de la seva acció sobre els microbis és força ampli. El mecanisme d'acció dels antibiòtics sobre la cèl·lula microbiana consisteix en la seva interacció amb els ribosomes i, per tant, interrompen la síntesi de proteïnes a la cèl·lula del microorganisme en suprimir les reaccions d'addició de nous monòmers a la cadena peptídica. Els macròlids, que s'acumulen a les cèl·lules del sistema immunitari, també duen a terme la destrucció intracel·lular de microbis.
Els Els macròlids són els més segurs i menys tòxics entre els antibiòtics coneguts i són efectius no només contra els bacteris grampositius sinó també contra els bacteris gramnegatius. Quan s'utilitzen, no s'observen reaccions secundaries indesitjables. Aquests antibiòtics es caracteritzen per un efecte bacteriostàtic, però a concentracions elevades poden tenir un efecte bactericida sobre els pneumococs i alguns altres microorganismes. Segons el mètode de preparació, els macròlids es divideixen en naturals i semisintètics.
La primera droga deUna classe de macròlids naturals va ser l'eritromicina, obtinguda a mitjans del segle passat i utilitzada amb èxit contra bacteris gram-positius resistents a les penicil·lines. Una nova generació de drogues d'aquest grup va aparèixer als anys 70 del segle XX i encara s'utilitza activament.
Els macròlides també inclouen antibiòtics semisintètics: azolids i cetòlids. A la molècula d'azolida, un àtom de nitrogen s'inclou a l'anell de lactona entre el novè i el desè àtoms de carboni. El representant dels azolides és l'azitromicina amb un ampli espectre d'acció i activitat en la direcció de bacteris gram-positius i gram-negatius, alguns anaerobis. És molt més estable en un ambient àcid que l'eritromicina i s'hi pot acumular. L'azitromicina s'utilitza per a una varietat de mal alties del tracte respiratori, el sistema genitourinari, els intestins, la pell i altres.
Cetolides s'obtenen afegint un grup ceto al tercer àtom de l'anell de lactona. Es distingeixen per una menor habituació dels bacteris en comparació amb els macròlids.
Tetraciclines
Les Tetraciclines pertanyen a la classe dels policètids. Són antibiòtics d'ampli espectre amb efecte bacteriostàtic. El seu primer representant, la clortetraciclina, va ser aïllat a mitjans del segle passat d'un dels cultius d'actinomicets, també s'anomenen fongs radiants. Uns anys més tard es va obtenir oxitetraciclina d'una colònia dels mateixos fongs. El tercer representant d'aquest grup és la tetraciclina, que es va crear per primera vegada per modificació química del seu derivat del clor, i un any més tard també es va aïllar dels actinomicets. Altresels fàrmacs del grup de les tetraciclines són derivats semisintètics d'aquests compostos.
Totes aquestes substàncies són similars en estructura i propietats químiques, en activitat contra moltes formes de bacteris gram-positius i gram-negatius, alguns virus i protozous. També són resistents a l'habituació de microorganismes. El mecanisme d'acció dels antibiòtics sobre una cèl·lula bacteriana és suprimir els processos de biosíntesi de proteïnes en ella. Quan les molècules del fàrmac actuen sobre els bacteris gramnegatius, passen a la cèl·lula per simple difusió. El mecanisme de penetració de les partícules d'antibiòtics als bacteris Gram-positius encara no s'ha estudiat prou, però, es suposa que les molècules de tetraciclina interaccionen amb certs ions metàl·lics que es troben a les cèl·lules bacterianes per formar compostos complexos. En aquest cas, la cadena es trenca en el procés de formació de la proteïna necessària per a la cèl·lula bacteriana. Els experiments han demostrat que les concentracions bacteriostàtiques de clortetraciclina són suficients per suprimir la síntesi de proteïnes, però, es requereixen concentracions elevades del fàrmac per inhibir la síntesi d'àcids nucleics..
Les tetraciclines s'utilitzen en la lluita contra les mal alties renals, diverses infeccions de la pell, les vies respiratòries i moltes altres mal alties. Si cal, substitueixen la penicil·lina, però en els darrers anys l'ús de tetraciclines ha disminuït notablement, fet que s'associa amb l'aparició de resistència microbiana a aquest grup d'antibiòtics. L'ús d'aquestaantibiòtic com a additiu a l'alimentació animal, la qual cosa va provocar una disminució de les propietats medicinals del fàrmac a causa de l'aparició de resistència. Per superar-ho, es prescriuen combinacions amb diferents fàrmacs que tenen un mecanisme diferent d'acció antimicrobiana dels antibiòtics. Per exemple, l'efecte terapèutic es millora amb l'ús simultani de tetraciclina i estreptomicina.
Aminoglucòsids
Els aminoglucòsids són antibiòtics naturals i semisintètics amb un espectre d'acció extremadament ampli, que contenen residus d'aminosacàrids a la molècula. El primer aminoglucòsid va ser l'estreptomicina, aïllada d'una colònia de fongs radiants ja a mitjans del segle passat i utilitzada activament en el tractament de moltes infeccions. En ser bactericides, els antibiòtics del grup esmentat són efectius fins i tot amb una immunitat molt reduïda. El mecanisme d'acció dels antibiòtics sobre una cèl·lula microbiana és la formació de forts enllaços covalents amb les proteïnes dels ribosomes del microorganisme i la destrucció de les reaccions de síntesi de proteïnes a la cèl·lula bacteriana. El mecanisme de l'efecte bactericida dels aminoglucòsids no s'ha estudiat completament, en contrast amb l'efecte bacteriostàtic de les tetraciclines i els macròlids, que també pertorben la síntesi de proteïnes a les cèl·lules bacterianes. Tanmateix, se sap que els aminoglucòsids només són actius en condicions aeròbiques, per la qual cosa no són gaire efectius en teixits amb poca irrigació de sang.
Després de l'aparició dels primers antibiòtics: penicil·lina i estreptomicina, van començar a ser tan àmpliament utilitzats en el tractament de qualsevol mal altia que molt aviat va sorgir el problema dels microorganismes que s'acostumaven a aquests fàrmacs. ActualmentL'estreptomicina s'utilitza principalment en combinació amb altres fàrmacs de nova generació per tractar la tuberculosi o infeccions rares com la pesta. En altres casos, es prescriu kanamicina, que també és un antibiòtic aminoglucòsid de primera generació. Tanmateix, a causa de l' alta toxicitat de la kanamicina, ara es prefereix gentamicina, un fàrmac de segona generació, i el fàrmac aminoglucòsid de tercera generació és l'amikacina, que rarament s'utilitza per evitar que els microorganismes se'n tornin addictes.
Levomicetina
La levomicetina, o cloramfenicol, és un antibiòtic natural amb el més ampli espectre d'activitat, actiu contra un nombre important de microorganismes gram-positius i gram-negatius, molts virus grans. Segons l'estructura química, aquest derivat de les nitrofenilalquilamines es va obtenir per primera vegada a partir d'un cultiu d'actinomicets a mitjans del segle XX, i dos anys més tard també es va sintetitzar químicament.
La levomicetina té un efecte bacteriostàtic sobre els microorganismes. El mecanisme d'acció dels antibiòtics sobre una cèl·lula bacteriana és suprimir l'activitat dels catalitzadors per a la formació d'enllaços peptídics en els ribosomes durant la síntesi de proteïnes. La resistència bacteriana a la levomicetina es desenvolupa molt lentament. El fàrmac s'utilitza per a la febre tifoide o la disenteria.
Glicopèptids i lipopèptids
Els glicopèptids són compostos peptídics cíclics que són antibiòtics naturals o semisintètics amb unespectre d'acció sobre determinades soques de microorganismes. Tenen un efecte bactericida sobre els bacteris gram-positius, i també poden substituir la penicil·lina en cas de resistència a aquesta. El mecanisme d'acció dels antibiòtics sobre els microorganismes es pot explicar per la formació d'enllaços amb els aminoàcids del peptidoglicà de la paret cel·lular i, per tant, la supressió de la seva síntesi.
El primer glicopèptid, vancomicina, es va obtenir a partir d'actinomicets extrets del sòl de l'Índia. És un antibiòtic natural que actua activament sobre els microorganismes fins i tot durant l'època de reproducció. Inicialment, la vancomicina s'utilitzava com a substitut de la penicil·lina en casos d'al·lèrgia a aquesta en el tractament de les infeccions. No obstant això, l'augment de la resistència als medicaments s'ha convertit en un problema greu. A la dècada de 1980 es va obtenir la teicoplanina, un antibiòtic del grup dels glicopèptids. Es prescriu per a les mateixes infeccions i, en combinació amb gentamicina, dóna bons resultats.
A finals del segle XX, va aparèixer un nou grup d'antibiòtics: lipopèptids aïllats dels estreptomicets. Segons la seva estructura química, són lipopèptids cíclics. Es tracta d'antibiòtics d'espectre reduït amb un efecte bactericida contra els bacteris gram-positius, així com els estafilococs resistents als fàrmacs betalactàmics i als glicopèptids.
El mecanisme d'acció dels antibiòtics és significativament diferent dels ja coneguts: en presència d'ions de calci, el lipopèptid forma forts enllaços amb la membrana cel·lular bacteriana, que condueixen a la seva despolarització i a la interrupció de la síntesi de proteïnes, com a resultat. de la qual mor la cèl·lula nociva. Primerun membre de la classe dels lipopèptids és la daptomicina.
daptomicina
Polyenes
El següent grup són els antibiòtics poliènics. Avui hi ha un gran augment de mal alties fúngiques que són difícils de tractar. Per combatre'ls, es pretenen les substàncies antifúngiques: antibiòtics de poliè naturals o semisintètics. El primer fàrmac antifúngic a mitjans del segle passat va ser la nistatina, que es va aïllar d'un cultiu d'estreptomicets. Durant aquest període, molts antibiòtics poliènics obtinguts de diversos cultius de fongs -griseofulvina, levorina i altres- es van incloure en la pràctica mèdica. Ara ja s'han utilitzat poliens de quarta generació. Van rebre el seu nom comú a causa de la presència de diversos enllaços dobles a les molècules.
El mecanisme d'acció dels antibiòtics poliènics es deu a la formació d'enllaços químics amb els esterols de les membranes cel·lulars del fong. La molècula de poliè s'integra així a la membrana cel·lular i forma un canal de fil iònic pel qual els components de la cèl·lula passen a l'exterior, donant lloc a la seva eliminació. Els poliens són fungistàtics a dosis baixes i fungicides a dosis altes. Tanmateix, la seva activitat no s'estén als bacteris i virus.
Les polimixines són antibiòtics naturals produïts per bacteris que formen espores del sòl. En teràpia, van trobar aplicació als anys 40 del segle passat. Aquests fàrmacs es caracteritzen per una acció bactericida, que és causada per danys a la membrana citoplasmàtica de la cèl·lula del microorganisme, causant la seva mort. Les polimixines són efectives contra els bacteris Gram-negatius i poques vegades formen hàbits. Tanmateix, una toxicitat massa alta limita el seu ús en teràpia. Els compostos d'aquest grup, el sulfat de polimixina B i el sulfat de polimixina M, s'utilitzen poques vegades i només com a fàrmacs de reserva.
Antibiòtics antineoplàstics
Les actinomicines són produïdes per alguns fongs radiants i tenen un efecte citostàtic. Les actinomicines naturals són cromopèptids en estructura, que es diferencien en aminoàcids en cadenes peptídiques, que determinen la seva activitat biològica. Les actinomicines atrauen l'atenció dels especialistes com a antibiòtics antitumorals. El seu mecanisme d'acció es deu a la formació d'enllaços prou estables de les cadenes peptídiques del fàrmac amb la doble hèlix de l'ADN del microorganisme i com a resultat el bloqueig de la síntesi d'ARN.
La dactinomicina, obtinguda als anys 60 del segle XX, va ser el primer fàrmac antitumoral que es va utilitzar en teràpia oncològica. Tanmateix, a causa del gran nombre d'efectes secundaris, aquest fàrmac s'utilitza poques vegades. Ara s'han obtingut més fàrmacs anticancerígens actius.
Les antraciclines són substàncies antitumorals extremadament fortes aïllades dels estreptomicets. El mecanisme d'acció dels antibiòtics s'associa amb la formació de complexos triples amb cadenes d'ADN i la ruptura d'aquestes cadenes. També és possible un segon mecanisme d'acció antimicrobiana, a causa de la producció de radicals lliures que oxiden les cèl·lules cancerígenes.
De les antraciclines naturals, es poden esmentar la daunorrubicina i la doxorubicina. La classificació dels antibiòtics segons el mecanisme d'acció sobre els bacteris els classifica com a bactericides. Tanmateix, la seva alta toxicitat va obligar a buscar nous compostos que s'obtenien sintèticament. Molts d'ells s'utilitzen amb èxit en oncologia.
Els antibiòtics han entrat durant molt de temps a la pràctica mèdica i a la vida humana. Gràcies a ells es van vèncer moltes mal alties, que durant molts segles es van considerar incurables. Actualment, hi ha tanta varietat d'aquests compostos que no només cal classificar els antibiòtics segons el mecanisme i l'espectre d'acció, sinó també segons moltes altres característiques.
