općenitost
Beta-laktami (ili β-laktami) čine veliku obitelj antibiotika, koji sadrže brojne molekule koje imaju zajedničku središnju jezgru na bazi njihove kemijske strukture: beta-laktamski prsten, koji je također poznat više kao beta-laktam .
Beta-laktamski prsten - osim što je središnja jezgra ove klase antibiotika - također je farmakofor tih molekula, to jest, skupina koja daje antibakterijska svojstva tipična za ove lijekove.
Razredi beta-laktamskih antibiotika
Unutar velike obitelji beta-laktama nalaze se četiri klase antibiotika, penicilini, cefalosporini, karbapenemi i monobaktami .
Glavne karakteristike ovih lijekova bit će ukratko opisane u nastavku.
penicilini
Penicilini su antibiotici prirodnog podrijetla, jer potječu od gljivica (tj. Gljivica).
Točnije, utemeljitelji ove klase antibiotika - penicilin G (ili benzilpenicilin ) i penicilin V (ili fenoksimetilpenicilin ) - prvi su put izolirani iz kultura Penicillium notatum (kalup koji je sada poznat kao Penicillium chrysogenum ).
Otkriće penicilina pripisuje se Alexanderu Flemingu koji je 1928. godine uočio kako kolonije Penicillium notatum mogu inhibirati rast bakterija.
Međutim, benzilpenicilin i fenoksimetilpenicilin izolirani su tek deset godina kasnije zahvaljujući skupini engleskih kemičara.
Od tog trenutka počeo je veliki razvoj istraživanja na području penicilina, u pokušaju pronalaženja novih spojeva koji su uvijek bili sigurniji i učinkovitiji.
Otkrivene su i sintetizirane tisuće novih molekula, od kojih se neke još uvijek koriste u terapiji.
Penicilini su antibiotici s baktericidnim djelovanjem, tj. Mogu ubiti bakterijske stanice.
Među mnogim molekulama koje pripadaju ovoj velikoj klasi, prisjećamo se ampicilina, amoksicilina, meticilina i oksacilina.
cefalosporine
Cefalosporini - kao što su penicilini - također su antibiotici prirodnog podrijetla.
Molekulu koja se smatrala pretkom ove klase lijekova - cefalosporinom C - otkrio je talijanski liječnik Giuseppe Brotzu sa Sveučilišta u Cagliariju.
Tijekom godina razvijeni su brojni cefalosporini s povećanom aktivnošću u odnosu na njihov prirodni prekursor, čime se dobivaju učinkovitiji lijekovi sa širim spektrom djelovanja.
Cefalosporini su također baktericidni antibiotici.
Cefazolin, cefaleksin, cefuroksim, cefaklor, ceftriakson, ceftazidim, cefiksim i cefpodoksim pripadaju ovoj klasi lijekova.
karbapenema
Preteča ove klase lijekova je tienamicin, koji je prvi put izoliran od aktinomiceta Streptomyces cattleya .
Otkriveno je da je tienamicin spoj s intenzivnom antibakterijskom aktivnošću, sa širokim spektrom djelovanja i sposobnim da inhibira neke vrste β-laktamaza (pojedini enzimi koje proizvode neke bakterijske vrste koje mogu hidrolizirati beta-laktam i za deaktiviranje antibiotika).
Budući da je utvrđeno da je tienamicin vrlo nestabilan i teško izoliran, došlo je do promjena u njegovoj strukturi, čime je dobiven stabilniji prvi polu-sintetski derivat, imipenem.
U ovu skupinu antibiotika uključen je i meropenem i œrapenem.
Karbapenemi su bakteriostatski antibiotici, tj. Ne mogu ubijati bakterijske stanice, ali inhibiraju njihov rast.
monobaktama
Jedini lijek koji pripada ovoj klasi antibiotika je aztreonam.
Aztreonam ne potječe od prirodnih spojeva, već je potpuno sintetskog podrijetla. Ima spektar djelovanja ograničen na gram-negativne bakterije i također ima sposobnost inaktivirati određene vrste β-laktamaza.
Mehanizam djelovanja
Svi beta-laktamski antibiotici djeluju tako da ometaju sintezu bakterijske stanične stijenke, tj. Ometaju sintezu peptidoglikana.
Peptidoglikan je polimer sastavljen od paralelnih lanaca ugljikohidrata dušika, koji su spojeni transverzalnim vezama između aminokiselinskih ostataka.
Ove veze formiraju se određenim enzimima koji pripadaju familiji peptidaza (karboksipeptidaza, transpeptidaza i endopeptidaza).
Beta-laktamski antibiotici vežu se na ove peptidaze sprečavajući stvaranje gore spomenutih križnih veza; na taj način unutar peptidoglikana nastaju slabe površine koje dovode do lize i smrti bakterijske stanice.
Rezistencija na beta-laktamske antibiotike
Neke bakterijske vrste su otporne na beta-laktamske antibiotike jer sintetiziraju određene enzime ( β-laktamaze ) koji mogu hidrolizirati beta-laktamski prsten; Na taj način oni deaktiviraju antibiotik i sprječavaju ga da obavlja svoju funkciju.
Da bi se riješio ovaj problem otpornosti, beta-laktamski antibiotici mogu se primijeniti zajedno s drugim spojevima koji se nazivaju inhibitori β-laktamaze koji - kao što i sam naziv implicira - inhibiraju aktivnost tih enzima.
Primjeri ovih inhibitora su klavulanska kiselina koja se često nalazi u kombinaciji s amoksicilinom (kao što je, na primjer, u ljekovitom Clavulin®), sulbaktam koji se nalazi u kombinaciji s ampicilinom (kao što je, na primjer, u Unasyn® lijeku) i tazobaktam koji se može naći u mnogim lijekovima u kombinaciji s piperacilinom (kao što je, na primjer, u lijeku Tazocin®).
Međutim, otpornost na antibiotike nije uzrokovana samo proizvodnjom b-laktamaznih bakterija, već može biti uzrokovana i drugim mehanizmima.
Ti mehanizmi uključuju:
- Promjene u strukturi antibiotskih ciljeva;
- Stvaranje i korištenje metaboličkog puta različitog od onog koji je inhibiran lijekom;
- Na taj način, promjene u propusnosti stanica za lijek ometaju prolaz ili adheziju antibiotika na membranu stanične bakterije.
Nažalost, fenomen otpornosti na antibiotike uvelike se povećao posljednjih godina, uglavnom zbog zlostavljanja i zlouporabe.
Prema tome, lijekovi koji su snažni i učinkoviti kao beta-laktami imaju sve veću vjerojatnost da postanu beskorisni zbog kontinuiranog razvoja otpornih bakterijskih sojeva.
