Üldisus
Beetalaktaamid (või β-laktaamid) moodustavad suure antibiootikumide perekonna, mis sisaldab arvukalt molekule, millel on ühine keskne tuum nende keemilise struktuuri alusel: l "beeta-laktaamtsükkel, tuntud ka kui lihtsamalt beeta-laktaam.
Beeta -laktaamitsükkel - lisaks selle antibiootikumide klassi kesksele tuumale - on ka nende molekulide farmakofoor, see tähendab rühm, mis annab nendele ravimitele omased antibakteriaalsed omadused.
Beeta-laktaamantibiootikumide klassid
Suures beeta-laktaamide perekonnas leiame neli antibiootikumide klassi penitsilliinid, tsefalosporiinid, i karbapeneemid ja mina monobaktaamid.
Nende ravimite peamisi omadusi kirjeldatakse lühidalt allpool.
Penitsilliinid
Penitsilliinid on loodusliku päritoluga antibiootikumid, kuna need pärinevad seenest (st seenest).
Täpsemalt, selle klassi antibiootikumide eellased - penitsilliin G. (või bensüülpenitsilliin) ja penitsilliin V (või fenoksümetüülpenitsilliin) - eraldati esmakordselt kultuuridest Penicillium notatum (vorm, mida praegu tuntakse kui Penicillium chrysogenum).
Penitsilliini avastamise põhjuseks on Alexander Fleming, kes 1928. aastal jälgis, kuidas Penicillium notatum suutsid pärssida bakterite kasvu.
Bensüülpenitsilliini ja fenoksümetüülpenitsilliini eraldas aga kümme aastat hiljem rühm Briti keemikuid.
Sellest hetkest alates algas suur uurimistöö areng penitsilliinide valdkonnas, püüdes leida uusi ja üha ohutumaid ja tõhusamaid ühendeid.
Avastati ja sünteesiti tuhandeid uusi molekule, millest mõnda kasutatakse ka tänapäeval teraapias.
Penitsilliinid on antibiootikumid, millel on bakteritsiidne toime, see tähendab, et nad on võimelised tapma bakterirakke.
Sellesse suurepärasesse klassi kuuluvate paljude molekulide hulgast mäletame ampitsilliini, amoksitsilliini, metitsilliini ja oksatsilliini.
Tsefalosporiinid
Tsefalosporiinid - nagu penitsilliinid - on samuti loodusliku päritoluga antibiootikumid.
Molekul peeti selle klassi ravimite eelkäijaks - tsefalosporiin C - avastas Itaalia arst Giuseppe Brotzu Cagliari ülikoolist.
Aastate jooksul on välja töötatud arvukalt tsefalosporiini, mille aktiivsus on võrreldes nende loodusliku eelkäijaga suurenenud, saades seeläbi tõhusamaid ja laiema toimega ravimeid.
Tsefalosporiinid on ka bakteritsiidsed antibiootikumid.
Sellesse ravimite rühma kuuluvad tsefasoliin, tsefaleksiin, tsefuroksiim, tsefakloor, tseftriaksoon, tseftasidiim, tsefiksiim ja tsefpodoksiim.
Karbapeneemid
Selle rühma ravimite eelkäija on tienamütsiin, mis isoleeriti esmakordselt aktinomütseedist Streptomyces cattleya.
Avastati, et tienamütsiin on "intensiivse antibakteriaalse toimega ja laia toimespektriga" ühend, mis on võimeline pärssima teatud tüüpi β-laktamaase (teatud ensüümid, mida toodavad teatud bakteriliigid, mis on võimelised beetalaktaami hüdrolüüsima ja inaktiveerima). antibiootikum).
Kuna tienamütsiin osutus väga ebastabiilseks ja raskesti isoleeritavaks, tehti selle struktuuris muudatusi, saades stabiilsema poolsünteetilise esimese derivaadi imipeneemi.
Meropeneem ja ertapeneem kuuluvad ka sellesse antibiootikumide klassi.
Karbapeneemid on antibakteriaalsed ained, millel on bakteriostaatiline toime, see tähendab, et nad ei suuda bakterirakkusid hävitada, kuid pärsivad nende kasvu.
Monobactami
Ainus sellesse antibiootikumide klassi kuuluv ravim on astreonaam.
Aztreonaam ei pärine looduslikest ühenditest, vaid on täiesti sünteetilise päritoluga. Selle toime spekter piirdub ainult gramnegatiivsete bakteritega ja sellel on võime ka teatud tüüpi β-laktamaase inaktiveerida.
Toimemehhanism
Kõik beetalaktaamantibiootikumid mõjutavad bakteriraku seina sünteesi, st häirivad peptidoglükaani sünteesi.
Peptidoglükaan on polümeer, mis koosneb paralleelsetest lämmastikku sisaldavate süsivesikute ahelatest, mis on omavahel ühendatud ristsidemetega aminohappejääkide vahel.
Neid sidemeid moodustavad teatud peptidaaside perekonda kuuluvad ensüümid (karboksüpeptidaasid, transpeptidaasid ja endopeptidaasid).
Beeta-laktaamantibiootikumid seonduvad nende peptidaasidega, takistades eespool nimetatud põiksidemete teket; sel viisil tekivad peptidoglükaani sisse nõrgad alad, mis põhjustavad bakteriraku lüüsi ja surma.
Resistentsus beeta-laktaamantibiootikumide suhtes
Mõned bakteriliigid on beeta-laktaamantibiootikumide suhtes resistentsed, kuna nad sünteesivad teatud ensüüme (vt β-laktamaas) on võimelised hüdrolüüsima beeta-laktaamitsüklit; seda tehes nad inaktiveerivad antibiootikumi, takistades selle funktsiooni täitmist.
Selle resistentsusprobleemi lahendamiseks võib beeta-laktaamantibiootikume manustada koos teiste nimetatud ühenditega β-laktamaasi inhibiitorid mis - nagu nimigi ütleb - pärsib nende ensüümide aktiivsust.
Nende inhibiitorite näited on "klavulaanhape mida sageli leidub koos amoksitsilliiniga (nagu näiteks ravim Clavulin®), sulbaktaam mida leidub kombinatsioonis ampitsilliiniga (nagu näiteks ravim Unasyn®) ja tasobaktaam mida võib leida paljudest ravimitest koos piperatsilliiniga (näiteks näiteks ravimis Tazocin®).
Kuid antibiootikumiresistentsust ei põhjusta mitte ainult β-laktamaasi tootmine bakterite poolt, vaid seda võivad põhjustada ka muud mehhanismid.
Need mehhanismid hõlmavad järgmist:
- Muutused antibiootikumide sihtmärkide struktuuris;
- Ravimi poolt inhibeeritust erineva metaboolse raja loomine ja kasutamine;
- Rakkude läbilaskvuse muutmine ravimi suhtes, takistades sel viisil antibiootikumi läbimist või adhesiooni bakteriraku membraanile.
Kahjuks on antibiootikumiresistentsuse nähtus viimastel aastatel märkimisväärselt suurenenud, peamiselt selle kuritarvitamise ja väärkasutuse tõttu.
Seetõttu on sellised võimsad ja tõhusad ravimid nagu beetalaktaamid resistentsete bakteritüvede pideva arengu tõttu üha enam kasutu.
