Бета-лактамные антибиотики. Классификация пенициллинов и цефалоспоринов Бета лактамные антибиотики

Бета-лактамные антибиотики – это противомикробные средства, которые объединяют 4 группы антибиотиков различных по происхождению и спектру противомикробной активности, но объединённые по одному общему признаку – содержание бета-лактамного кольца в молекулярной формуле.

К группе бета-лактамов относятся пенициллиновые антибиотики, цефалоспорины, карбапенемы и мнобактамы.

Схожая химическая структура определяет общий механизм антибактериального действия, который заключается в нарушении процесса синтеза мурена – основного строительного компонента мембраны прокариот.

Не исключается развитие перекрёстной аллергии или приобретенной устойчивости у бактерий из-за общего структурного компонента.

Отмечено, что лактамное кольцо обладает высокой чувствительностью к разрушительному воздействию белков бета-лактамазы. Каждый из представителей 4 классов характеризуется своей степенью устойчивости и может существенно отличаться у природных и полусинтетических представителей.

В настоящее время лактамные антибиотики являются одной наиболее часто применяемых групп антибиотиков и используются повсеместно для медикаментозной терапии обширного перечня заболеваний.

Общая классификация бета-лактамных антибиотиков:

Пенициллины:
Цефалоспорины, 5 поколений.
Карбапенемы.
Монобактамы.

Полный перечень

Пенициллины
Природные		бензилпенициллин ®
		Феноксиметилпенициллин ®
		Бензатин феноксиметилпенициллин ®
Полусинтетические	Антистаилококковые	оксациллин ®
	Аминопенициллины (расширенного спектра)	ампициллин ®
		амоксициллин ®
	Карбоксипенициллины (антисинегнойные)	карбенициллин ®
		тикарциллин ®
	Уреидопенициллины	азлоциллин ®
		мезлоциллин ®
		пиперациллин ®
	Ингибиторозащищенные
	Комбинированные
Цефалоспорины
1 поколение	Инъекционные	цефалотин ®
		цефалоридин ®
		цефазолин ®
	Пероральные	цефалексин ®
		цефадроксил ®
		цефрадин ®
2 поколение	Инъекционные	цефуроксим ®
		цефамандол ®
		цефокситин ®
		цефотетан ®
		цефметазол ®
	Пероральные	цефаклор ®
		цефуроксим-аксетил ®
3 поколение	Инъекционнные	цефотаксим ®
		цефтриаксон ®
		цефодизим ®
		цефтизоксим ®
		цефоперазон ®
		цефпирамид ®
		цефтазидим ®
		цефоперазон/сульбактам ®
	Пероральные	цефиксим ®
		цефдиторен
		цефподоксим ®
		цефтибутен ®
4 поколение	Инъекционные	цефпиром ®
		цефепим ®
5 поколение	Инъекционные	цефтобипрол ®
		цефтаролин ®
		цефтолозан ®
Карбапенемы
Инфузии и внутримышечно		имипенем ®
		меропенем ®
Монобактамы
Инфузии		азтреонам ®

Инструкции на большинство данных препаратов есть на сайте в разделе « «.

Пенициллины

Пенициллины – первые противомикробные вещества, которые были случайно открыты Александром Флемингом и произвели революцию в мире медицины. Природным продуцентом являются грибы Пенициллы. При достижении минимально ингибирующей концентрации бета-лактамные антибиотики обладают бактерицидной активностью (уничтожают патогенные микроорганизмы). Пенициллин малотоксичен для млекопитающих, так как у них отсутствует основная мишень для воздействия – пептидогликан (муреин ®). Однако возможна индивидуальная непереносимость к препарату и развитие аллергической реакции.

Из-за частого применения пенициллинов микроорганизмы выработали системы защиты от антибактериального воздействия бета-лактамов:

активный синтез бета-лактамаз;
перестройка белков пептидогликана.

Поэтому учёные модифицировали химическую формулу вещества и в XXI веке большое распространение приобрели полусинтетические пенициллины, губительные для большого числа грамположительных и грамотрицательных бактерий.

История открытия

Британский бактериолог А. Флеминг, как он сам позже признался, не планировал совершать революцию в медицине открытием антибиотиков. Однако ему это удалось, причём совершенно случайно. Но, как известно – удача одаривает только подготовленные умы, которым он и являлся. К 1928 году он уже успел зарекомендовать себя как грамотный микробиолог и проводил всестороннее изучение бактерий семейства Staphylococcaceae. Однако пристрастием к идеальному порядку А. Флеминг не отличался.

Подготовив к убою чашки Петри с культурами стафилококков, он оставил их на своём столе в лаборатории и уехал на месяц в отпуск. По возвращению он обратил внимание, что в месте, где на чашку с потолка упала плесень, отсутствовал бактериальный рост. 28 сентября 1928 года было сделано величайшее открытие в истории медицины. Получить вещество в чистом виде удалось к 1940 году, совместными усилиями Флеминга, Флори и Чейна, за что они были удостоены Нобелевской премии.

Показания к применению пенициллинов

Пенициллины назначаются при широком спектре заболеваний:

гнойный ;
синуситы;
отиты;
лечение хеликобактерной инфекции (амоксициллин);
сепсис;
менингококковые инфекции;
остеомиелит;
воспалительные процессы ;
дифтерия;
инфекции, передающиеся половым путем (сифилис, гонорея);
пиодермии;
инфекции органов малого таза (простатиты, аднекситы и т.д.);
и ( , скарлатина и т.д.);
злокачественный карбункул.

Противопоказания и побочные симптомы пенициллинов

Основным противопоказанием к применению пенициллинов является индивидуальная непереносимость и аллергии ко всем препаратам лактамным антимикробным лекарствам. Запрещается вводить в просвет между оболочкой спинного мозга и надкостницы людям с диагнозом – эпилепсия.

К побочным симптомам относят расстройства ЖКТ ( ) и ЦНС (слабость, сонливость, раздражительность), и полости рта, а также , возможны отёки.

Отмечено, что при соблюдении дозировки и продолжительности лечения побочные эффекты проявляются редко.

Важные особенности пенициллинов

Больным с патологиями функционирования почек и печени назначается исключительно, если польза от антибиотика значительно превышает возможные риски. При отсутствии облегчения симптомов заболевания спустя 48-72 часа после начала лечения рекомендуется назначение препаратов альтернативной группы.

Запрещается самолечение лактамными лекарствами из-за быстрых темпов развития устойчивости патогенных штаммов к ним.

Цефалоспорины

Наиболее обширная группа бета-лактамов, лидирующая по количеству медикаментозных средств. К настоящему моменту разработано 5 поколений лекарств. Каждое последующее поколение отличается большей резистентностью к лактамазам и расширенным списком противомикробной активности.

Особый интерес представляет 5 поколение, но многие из открытых препаратов ещё находятся на стадии предклинических и клинических испытаний. Предполагается, что они будут активны в отношении штамма золотистого стафилококка, устойчивого ко всем известным противомикробным средствам.

История открытия цефалоспоринов

Они открыты в 1948 году итальянским учёным Д. Бротзу, занимавшимся исследованием тифа. Он отметил, что в присутствии C. acremonium не наблюдается рост культуры S. typhi на чашке Петри. Позже вещество было получено в чистом виде и активно применяется во многих областях медицины и совершенствуется микробиологами и фармакологическими компаниями.

Показания к применению цефалоспоринов

Препараты назначаются врачом после выделения, идентификации возбудителя воспаления и определения чувствительности к антибиотикам. Недопустимо самолечение, это может привести к тяжёлым последствиям для организма человека и распространению неконтролируемой устойчивости бактерий. Цефалоспорины эффективны против стафилококковых и стрептококковых инфекциях дермы, костной ткани и суставов, в том числе MRSA (5 поколение цефалоспоринов), инфекциях респираторного тракта, менингитах, синуситах, тонзиллитах, отитах, интраабдоминальных инфекциях, инфекциях половых органов, ЗППП (заболеваниях, передающихся половым путем) и т.д.

Противопоказания и побочные симптомы цефалоспоринов

Противопоказания аналогичны пенициллинам. При этом частота проявления побочных эффектов ниже, чем в предыдущей группе. Отметки в анамнезе пациента об аллергии к пенициллинам служат предостережением для применения.

Перед применением инъекционных антибиотиков выполняют тест на аллергические реакции (аллергопробы).

Важные особенности

Ни одно из лекарств цефалоспоринов не совместимо с алкоголем. Нарушение этого правила может привести к острой и тяжелой интоксикации, поражению печени и нервной системы.

Не установлено корреляции между приёмом пищи и принятием препарата. Принимая лактамные антибиотики внутрь, рекомендуется запивать его большим количеством воды. Несмотря на то, что специальных исследований, направленных на установление безопасности цефалоспоринов для беременных не проводилось, тем не менее, его с успехом применяют для женщин в положении. При этом не отмечено каких-либо осложнений течения беременности и патологий у плода. Однако без назначения врача применять антибиотики запрещено.

Кормление грудью во время лечения прекращают, так как вещество проникает в грудное молоко.

Карбапенемы

Лидеры по степени невосприимчивости к действию лактамаз. Данный факт объясняет огромный список патогенных бактерий, для которых карбапенемы губительны. Исключение составляет фермент NDM-1, выявленный у культур E. coli и K. pneumoniae. Проявляют бактерицидность к представителям семейств Enterohacteriaceae и Staphylococcaceae, синегнойной палочке и многим анаэробным бактериям.

Токсичность не превышает допустимые нормы, а их фармокинетические параметры довольно высокие. Эффективность антимикробного вещества была установлена и подтверждена в ходе независимых исследований при терапии воспалений разной степени тяжести и места локализации. Механизм их действия, как у всех лактамов, направлен на ингибирование биосинтеза клеточной стенки бактерий.

История открытия карбапенемов

Спустя 40 лет с начала «эры пенициллина» учёные забили тревогу о растущих уровнях резистентности и активно начали работу по поиску новых антимикробных средств, одним из результатов которой стало открытие группы карбапенемов. Сначала открыли имипенем, который отвечал всем требованиям, предъявляемым к бактерицидным веществам. С момента его открытия в 1985 году уже более 26 млн пациентов им излечись. Карбапенемы не утратили своего значения и в настоящее время и нет такой области медицины, где они не применялись бы.

Показания

Средство показано для госпитализированных больных с инфекциями различных систем органов, при:

больничной пневмонии;
сепсисе;
менингитах;
лихорадке;
воспалениях оболочки сердца и мягких тканей;
инфекциях абдоминальной области;
остеомиелите.

Противопоказания и побочные симптомы карбапенемов

Безопасность вещества подтверждена многочисленными исследованиями. Частота проявления негативных симптомов (тошнота, рвота, сыпь, судорожные припадки, сонливость, боли в височной области, расстройство стула) менее 1,8 % от общего числа больных. Отрицательные явления купируются сразу же при отмене приёма лекарства. Известны единичные сообщения о снижении концентрации нейтрофилов в крови на фоне лечения карбапенемами.

Важные особенности карбапенемов

Антибиотики бета-лактамного ряда успешно применяются для эффективной терапии уже более 70 лет, тем не менее, необходимо строго соблюдать назначения врача и инструкцию по применению. Карбапенемы не совместимы с алкоголем и стоит ограничить его приём на 2 недели после медикаментозного лечения. Выявлена полная несовместимость с ганцикловиром. При сочетанном применении этих средств наблюдаются судороги.

Беременным и женщинам на грудном вскармливании назначается при патологиях, угрожающих жизни.

Монобактамы

Отличительная черта – отсутствие ароматического кольца, связанного с бета-лактамным кольцом. Подобное строение гарантирует им полную невосприимчивость к лактамазам. Обладают бактерицидной активностью по большей степени в отношении грамнегативных аэробных бактерий. Данный факт объясняется особенностями строения их клеточной стенки, которая заключается в более тонком слое пептидогликана при сопоставлении с грампозитивными микробами.

Важная особенность монобактамов – не вызывают перекрестной аллергии к другим лактамным антибиотикам. Поэтому их применение допустимо при индивидуальной непереносимости к другим лактамным антибиотикам.

Единственное лекарство, которое введено в медицинскую практику – азтреонам с ограниченным спектром активности. Азтреонам считается «молодым» антибиотиком, он был одобрен в 1986 году Министерством по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.

Показания монобактамов

Характеризуется узким спектром действия и относится к группе антибиотических препаратов, применяемых при воспалительных процессах, вызванными грамнегативными патогенными бактериями:

сепсис;
госпитальная и внебольничная пневмония;
инфекции мочевыводящих протоков, органов брюшной полости, дермы и мягких тканей.

С целью достижения максимального результата рекомендована сочетанная терапия с лекарствами, уничтожающими грампозитивные микробные клетки. Исключительно парентеральное введение.

Противопоказания и побочные симптомы монобактамов

Ограничением к назначению азтреонама является только индивидуальная непереносимость и аллергия.

Возможны нежелательные реакции со стороны организма, проявляющиеся в виде желтухи, дискомфорта абдоминальной области, спутанности сознания, нарушения сна, сыпи и тошноты. Как правило, все они исчезают при прекращении терапии. Любые, даже самые незначительные негативные реакции со стороны организма – это повод незамедлительно обратиться к врачу и скорректировать лечение.

Важные особенности монобактамов

Нежелательно назначение беременным, потому что безопасность монобактамов не исследовалась для данной категории людей. Известно, что вещество может диффундировать сквозь плаценту в кровоток плода. Допустима терапия женщинами на ГВ, уровень бактерицидного вещества в грудном молоке не превышает 1%.

Детям назначают в случаях, если другие лекарства не проявили своих терапевтических свойств. Побочные симптомы аналогичны таковым у взрослых. Обязательно нужно проводить коррекцию дозы со снижением активного компонента. Коррекция также необходима пожилым пациентам, так как работа почек у них уже замедлена и вещество в значительно меньшей степени выводится из организма.

С осторожностью и исключительно в случаях угрожающих жизни больного назначаются при патологии печени и почек.

На нашем сайте Вы можете познакомиться с большинством групп антибиотиков, полными списками входящих в них препаратов, классификациями, историей и прочей важной информацией. Для этого создан раздел « » в верхнем меню сайта.

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.

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.

Цель работы:

Изучить группу бета-лактамные антибиотики, провести сравнительную характеристику препаратов на примере амоксициллина и цефазолина.

Задачи:

Изучить группу лекарственных средств бета-лактамных антибиотиков.

Привести классификацию бета-лактамных антибиотиков.

Обосновать выбор препаратов взятых для сравнительного исследования.

Провести сравнительный анализ выбраных препаратов,по следующим признакам:

Торговое название;

Лекарственные вормы выпуска;

Фирмы производителя.

Глава 1. Бета-лактамные антибиотики

1.1. классификация бета-лактамных антибиотиков:

включает 4 класса препаратов:

Пенициллины:

природные: бензилпенициллин, бициллины.

полусинтетические:
-узкого спектра: метициллин, оксациллин,
- широкого спектра: ампициллин, амоксициллин,
- карбоксипенициллины: карбенициллин, тикарциллин - легко разрушаются β-лактамазами.
- уреидопенициллины: азлоциллин, мезлоциллин, пиперациллин - легко разрушаются β-лактамазами.
- потенцированные пенициллины (содержат ингибиторы бета-лактамаз, которые защищают антибиотик от разрушения бактериальными ферментами, но сами бактерицидной активности не имеют). К ингибиторам бета-лактамаз относятся клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам.
Самые известные сочетания антибиотиков и ингибиторов бета-лактамаз:

амоксициллин + клавулановая кислота = амоксиклав, аугментин,

ампициллин + сульбактам = сультамициллин, уназин, амписид, сулациллинЦефалоспорины насчитывают 4 поколения.
β-лактамное кольцо цефалоспоринов устроено несколько иначе, чем у пенициллинов (отличие связано с окружающими кольцо участками), и потому более устойчиво к действию β-лактамаз (по сравнению с пенициллинами).Монобактамы: азтреонам.
азтреонам - единственный из всех 4 классов антибиотик, устойчивый к металло-бета-лактамазе Нью-Дели, но разрушающийся некоторыми другими бета-лактамазами. Спектр действия более узкий - действует только на грам-отрицательные бактерии и не действует на грам-положительные (стафило-, стрептококки и др.).

Карбапанемы: имипенем, меропенем.
Это дорогие современные антибиотики, имеющие самый широкий спектр действия из всех известных антибиотиков. Устойчивы к ряду бета-лактамаз, но не ко всем. Бесполезны для лечения MRSA-инфекций. Используются в реанимационных отделениях больниц для лечения тяжелых инфекций при неэффективности других препаратов.

Общая характеристика

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 учетом высокой клинической эффективности и низкой токсичности β-лактамные антибиотики составляют основу антимикробной химиотерапии на современном этапе, занимая ведущее место при лечении большинства инфекций. Группа пенициллина

Продуцируется различными видами плесневого гриба пенициллиума (Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum и др.). В результате жизнедеятельности этих грибов образуются различные виды пенициллина.

Один из наиболее активных представителей этой группы - бензилпенициллин - имеет следующее строение:

Другие виды пенициллина отличаются от бензилпенициллина тем, что вместо бензильной группы содержат другие радикалы.

По химическому строению пенициллин представляет собой кислоту, из него могут быть получены различные соли. Основой молекулы всех пенициллинов является 6-аминопенициллановая кислота - сложное гетероциклическое соединение, состоящее из двух колец: тиазолидинового и бета-лактамного.

Препараты группы пенициллина эффективны при инфекциях, вызванных грамположительными бактериями (стрептококками, стафилококками, пневмококками), спирохетами и другими патогенными микроорганизмами.

Характерной особенностью некоторых полусинтетических пенициллинов является их эффективность в отношении штаммов микроорганизмов, резистентных к бензилпенициллину.

Резистентность устойчивых штаммов микроорганизмов к группе пенициллинов обусловлена их способностью продуцировать специфические ферменты - бета-лактамазы (пенициллиназы), гидролизующие бета-лактамное кольцо пенициллинов, что лишает их антибактериальной активности.

В последнее время получены не только антибиотики, устойчивые к действию бета-лактамаз, но также соединения, разрушающие эти ферменты.

Препараты группы пенициллина не эффективны в отношении вирусов (возбудители гриппа, полиомиелита, оспы и др.), микобактерий туберкулеза, возбудителя амебиаза, риккетсий, грибов, а также большинства патогенных грамотрицательных микроорганизмов.

Препараты этой группы оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы, находящиеся в фазе роста. Антибактериальный эффект связан со специфической способностью пенициллинов ингибировать биосинтез клеточной стенки микроорганизмов. Мишенями для них являются транспептидазы, которые завершают синтез пептидогликана клеточной стенки. Транспептидазы представляют собой набор белков-ферментов, локализованных в цитоплазматической мембране бактериальной клетки. Отдельные бета-лактамы различаются по степени сродства к тому или иному ферменту, которые получили название пенициллинсвязывающих белков.

Побочные действия: головная боль, повышение температуры тела, крапивница, сыпь на коже и слизистых оболочках, боли в суставах, эозинофилия.

Мишенью действия бета-лактамных антибиотиков в микробной клетке являются транспептидазы и карбоксипептидазы – ферменты, участвующие в синтезе основного компонента наружной мембраны грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов – пептидогликана. Благодаря способности связываться с пенициллинами и другими бета-лактамами эти ферменты получили второе название – пенициллинсвязывающие белки (ПСБ). Молекулы ПСБ жестко связаны с цитоплазматической мембраной микробной клетки. Они осуществляют образование поперечных сшивок.
Связывание бета-лактамных антибиотиков с ПСБ ведет к инактивации ПСБ, прекращению роста и последующей гибели микробной клетки. Таким образом, активность конкретных бета-лактамных антибиотиков в отношении отдельных микроорганизмов в первую очередь определяется их аффинностью (сродством) к ПСБ. Чем ниже аффинность взаимодействующих молекул, тем более высокие концентрации антибиотика требуются для подавления функции фермента.
Однако для взаимодействия с ПСБ антибиотик должен проникнуть через наружные структуры микроорганизма. У грамположительных микроорганизмов капсула и пептидогликан не являются существенной преградой для диффузии бета-лактамов. Практически непреодолим для диффузии бета-лактамов липополисахаридный слой в наружной мембране грамотрицательных бактерий. Единственным путем для диффузии бета-лактамов служат пориновые каналы внешней мембраны, которые представляют собой воронкообразные структуры белковой природы и становятся основным путем транспорта питательных веществ внутрь бактериальной клетки. Чем больше молекул антибиотика, тем медленнее его диффузия через пориновые каналы.
Доступ бета-лактамных антибиотиков к мишени ограничивают также ферменты бета-лактамазы, гидролизующие антибиотики. В результате межвидового генного переноса бета-лактамазы широко распространены у различных микроорганизмов, в том числе патогенных.

У грамотрицательных микроорганизмов бета-лактамазы локализуются в периплазматическом пространстве, между наружной и внутренней мембранами, а у грамположительных они свободно диффундируют в окружающую среду.
К практически важным свойствам бета-лактамаз относятся:
1. субстратный профиль – способность к преимущественному гидролизу тех или иных бета-лактамов, например, пенициллинов или цефалоспоринов, или карбапенемов, либо тех и других в равной степени.
2. 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;
3. 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 антибиотиками (индукция);
4. чувствительность к ингибиторам. К ингибиторам бета-лактамаз относятся вещества бета-лактамной природы с минимальной собственной антибактериальной активностью, но способные необратимо связываться с бета-лактамазами и, таким образом, ингибировать их активность (суицидное ингибирование).
В результате при одновременном применении бета-лактамов и ингибиторов бета-лактамаз последние защищают антибиотики от гидролиза. Лекарственные формы, в которых соединены антибиотики и ингибиторы бета-лактамаз, получили название ингибиторзащищенных бета-лактамов.
В клиническую практику внедрены три ингибитора: клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам. Однако далеко не все известные бета-лактамазы чувствительны к ним.
Можно выделить несколько групп бета-лактамаз, имеющих наибольшее практическое значение.

Таким образом, индивидуальные свойства отдельных бета-лактамов определяются их аффинностью к ПСБ, способностью проникать через внешние структуры микроорганизмов и устойчивостью к гидролизу бета-лактамазами.
Поскольку пептидогликан (мишень действия бета-лактамных антибиотиков) является обязательным компонентом микробной клетки (кроме микоплазм), все микроорганизмы в той или иной степени чувствительны к антибиотикам этого класса. Однако на практике реальная активность бета-лактамов ограничивается их концентрациями в крови или очаге инфекции. Если ПСБ не угнетаются при практически достижимых концентрациях антибиотиков, то говорят о природной устойчивости микроорганизма. Истинной природной резистентностью к бета-лактамам обладают только микоплазмы, так как у них отсутствует пептидогликан.
Кроме природной чувствительности (или резистентности), клиническую эффективность бета-лактамов определяет приобретенная устойчивость. Она формируется при изменениях одного из параметров, определяющих природную чувствительность микроорганизма. Механизмами приобретенной устойчивости могут быть:
1. снижение аффинности ПСБ к антибиотикам;
2. снижение проницаемости внешних структур микроорганизма;
3. появление новых бета-лактамаз или изменение экспрессии имеющихся.
Все эти эффекты становятся результатом различных генетических событий: мутаций в существующих генах или приобретения новых.

Всасывание бета-лактамов различно. Некоторые пенициллины (бензилпенициллин, карбокси- и уреидопенициллины) нестабильны в кислой среде, поэтому практически не всасываются при приеме внутрь и применяются только парентерально. Среди цефалоспориновых антибиотиков выделяют ЛС для парентерального (низкое всасывание при приеме внутрь) и перорального применения, причем биодоступность последних существенно различается. В том числе в зависимости от приема пищи. Карбапенемы и монобактамы также имеют крайне низкую биодоступность при приеме внутрь. Показатели биодоступности бета-лактамов, а также другие параметры фармакокинетики представлены в таблице.

ЛС	Доза (мг), способ применения	F, %	C max , мг/л	T 1/2 , ч	AUC, мг*ч/л	СВ, %	ВМ, %	Влияние пищи на всасывание	Биотрансформация, %
Пенициллины
Азлоциллин	2000, в/в		352	1		20-40	60-70		8-50
Амоксициллин	500, внутрь	80	16	1	29,2	17	50	Нет	10-20
Ампициллин	500, в/м 500, внутрь	40	9 5,1	0,8 0,8	51,9 12,1	20 20	50 50	Снижение	10-50 10-50
Бензилпенициллин	500, в/м	-	4,5	0,6	13,7	65	48		20-50
Карбенициллин	1000, в/м		29,8	1,5	94,3	50-60	80		10-30
Клоксациллин	500, внутрь	50	7,3	0,8	14,3	95	39	Снижение	40-50
Оксациллин	500, в/м 500, внутрь	30	6,5 2	0,8 0,6	8,8 3,6	90 90	42 20	Снижение	40-50 40-50
Пиперациллин	1000, в/в		70,7	1	36	20-40	70-80
Тикарциллин	750, в/м		24,1	1,2	71,9	45	69,5		5
Феноксиметилпенициллин	500, внутрь	35	3-3,6	0,74	5,3	80	50	Снижение	50-70
Цефалоспорины I поколения
Цефадроксил	500, внутрь	90	15,4	1,4	49,4	20	79-84	Нет	1
Цефазолин	500, в/м		47,1	1,8	18,6	73-87	66-74		1
Цефалексин	500, внутрь	90	16,9	0,8	20,9	20	84	Нет	2
Цефалоспорины II поколения
Цефаклор	500, внутрь	50-95	5,3	0,8	7	25	70	Снижение	5-15
Цефамандол	1000, в/м		20,1	0,85	58	56-78	65-80		2
Цефокситин	1000, в/в		125	0,5-0,8	56,3	65-79	80-90		5
Цефуроксим	500, в/м		27,4	1,2-1,5	54,5	33-50	>90		5
Цефуроксим аксетил	250, внутрь	52	6,3	1,2	18,9	50	50	Увеличение
Цефалоспорины III поколения
Цефиксим	400, внутрь	50	3,6	3,1	25,7	65	22-27	Нет
Цефоперазон	1000, в/в		125,8	1,9-2,7	409	82-93	14-27		75
Цефотаксим	500, в/м		15,4	1,1	31,4	30-51	55-65		30-50
Цефподоксим проксетил	100, внутрь	30-50	1,34	1,9	7,8	40	44	Увеличение
Цефтазидим	1000, в/в		77,4	1,9	147,3		89		5
Цефтибутен	200, внутрь	80	9,3	1,8-2	43,7	65-77	78	Снижение
Цефтриаксон	1000, в/в		161,2	6-8	1005	85-95	54		35-40
Цефалоспорины IV поколения
Цефепим	1000, в/в		74,9	2	153,7	20	75-90
Карбапенемы
Имипенем	1000, в/в		54,6	1	90,8	20	76
Меропенем	1000, в/в		61,6	1	90,8	2	75
Эртапенем	1000, в/в		160	4		60	>80
Монобактамы
Азтреонам	1000, в/в		93,5	1,8	222	55-60	70-80		30

В крови бета-лактамы в различной степени связываются с белками плазмы, преимущественно альбуминами. Объем распределения бета-лактамов в среднем составляет около 20 л, что свидетельствует о проникновении ЛС в ткани. Концентрации бета-лактамов в большинстве тканей организма равны 30-70% сывороточных концентраций. Бета-лактамы не проникают внутрь клеток макроорганизма. Период полувыведения большинства бета-лактамов составляет около 2 ч, но имеются исключения: он больше у некоторых цефалоспоринов (цефтриаксон, цефотетан, цефиксим).
Большинство бета-лактамов выводится с мочой в неизмененном виде, некоторые ЛС частично метаболизируются в печени (изоксозолинпенициллины, уреидопенициллины, цефалотин, цефотаксим, цефтриаксон, азтреонам). Цефоперазон в значительных количествах выводится с желчью.

В большей степени пенициллины

Реакции немедленного типа: анафилактический шок, ангионевротический отек, бронхоспазм.
Отсроченные реакции: крапивница, зуд, эритема, артрит, эозинофилия, тромбоцитопения, васкулит
Желудочно-кишечные
Все бета-лактамы, особенно ампициллин, амоксициллин/клавуланат
Тошнота, рвота, диарея
Любые бета-лактамы (редко)
Диарея, вызванная C. difficile, псевдомембранозный колит
Печеночные
Все бета-лактамы
Повышение трансаминаз, щелочной фосфатазы
Оксациллин, азтреонам
Гепатит
Цефтриаксон
Желтуха, холелитиаз
Интерстициальный нефрит
Оксациллин
Гематурия, протеинурия, лихорадка, эозинофилия
Гематологические
Карбоксипенициллины, некоторые цефалоспорины(цефамандол, цефотетан, цефоперазон, цефметазол)
Геморрагический синдром
Неврологические
Все бета-лактамы
Большие дозы пенициллинов
Головная боль, головокружение, тремор
Судороги
Нарушение толерантности к алкоголю
Некоторые цефалоспорины (цефамандол, цефотетан, цефоперазон, цефметазол)
Дисульфирам-подобные реакции: тошнота, рвота, головная боль, головокружение, жар, тахикардия
Суперинфекции
Все бета-лактамы
Вагинальный или оральный кандидоз

Введение

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".

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.

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.

Бета лактамные антибиотики (БЛА) составляют основу современной терапии инфекционных заболеваний. Они характеризуются высокой клинической активностью, относительно низкой токсичностью, широким спектром действия.

Основой структуры всех представителей этой группы является бета-лактамное кольцо. Им же определяются антимикробные свойства, состоящие в блокировке синтеза мембраны бактериальной клетки.

Общность химического строения бета-лактамов определяет и возможность перекрестной аллергии на препараты из этой группы.

Антимикробное действие и проявление резистентности

Как бета лактамные антибиотики инактивируют бактерии? Каков механизм их действия? Микробная клетка содержит ферменты транспептидазу и карбоксипептидазу, с помощью которых осуществляет соединение цепей пептидогликана – основного вещества мембраны. Эти ферменты имеют другое название – пенициллинсвязывающие белки (ПСБ) из-за свойства легко образовывать комплексы с пенициллином и другими препаратами бета лактамного ряда.

Комплекс БЛА + ПСБ блокирует целостность структуры пептидогликана, мембрана разрушается, бактерия неизбежно погибает.

Активность БЛА в отношении микробов зависит от аффинных свойств, то есть сродства к ПСБ. Чем выше это сродство и скорость образования комплекса, тем меньшая концентрации антибиотика требуется для подавления инфекции и наоборот.

Появление пенициллина в 40-х годах произвело революцию в лечении инфекционных заболеваний и воспалений, вызываемых различными микроорганизмами, и позволило спасти много жизней, в том числе в условиях военных действий. Некоторое время считалось, что найдена панацея.

Однако уже в последующие десять лет эффективность пенициллина в отношении целых групп микробов снизилась наполовину.

В наши дни устойчивость против этого антибиотика выросла до 60-70 %. В различных регионах эти цифры могут значительно отличаться.

Бичом стационарных отделений стали штаммы стрептококков, стафилококков и других микробов, вызывающие тяжелые формы внутрибольничной инфекции. Даже в одном городе они могут быть различны и по-разному поддаваться антибиотикотерапии.

С чем связана устойчивость к воздействию бета лактамных антибиотиков? Оказалось, что в ответ на их применение микробы оказались способны продуцировать ферменты бета-лактамазы, гидролизующие БЛА.

Создание полусинтетических пенициллинов и цефалоспоринов позволило на некоторое время решить эту проблему, так как они не подвергаются ферментному гидролизу. Решение находят в создании защищенных препаратов. Введение ингибиторов бета-лактамаз позволяет инактивировать эти ферменты, и антибиотик беспрепятственно связывается с ПСБ микробной клетки.

Но возникновение новых мутаций штаммов микробов приводит к появлению новых видов бета-лактамаз, разрушающих активный центр антибиотиков. Основным источником возникновения резистентности микробов является неправильное применение антибиотиков, а именно:

При этих условиях возбудители вырабатывают устойчивость, и последующее инфицирование сделает их невосприимчивыми к действию антибиотиков.

Можно констатировать, что в ряде случаев усилия создателей новых антибиотиков направлены на опережение, но чаще приходится искать и способы преодоления уже свершившихся изменений устойчивости микроорганизмов.

Простота устройства бактерий делает их способность эволюционировать практически безграничной. Новые антибиотики на некоторое время становятся преградами для выживания бактерий. Но те, что не погибают, вырабатывают другие способы защиты.

Классификация БЛА

К бета-лактамным антибиотикам относятся как природные, так и синтетические препараты. Кроме того, созданы комбинированные формы, в которых действующее вещество дополнительно защищено от ферментов, вырабатываемых микроорганизмами и блокирующих действие антибиотика.

Список начинает открытый в 40-е годы прошлого столетия пенициллин, который тоже принадлежит к бета-лактамам:

Особенности применения и противопоказания

Область применения БЛА в лечении инфекций по-прежнему высока. В отношении одного и того же вида патогенных микроорганизмов могут быть клинически активны несколько видов антибиотиков.

Для выбора оптимального способа лечения руководствуются таким подходом:

Сложность выбора подходящего препарата заключается не только в избирательности действия на того или иного возбудителя, но и учете возможной резистентности, а также побочных эффектов.

Отсюда следует самое важное правило: лечение антибиотиками назначает только врач, пациент должен полностью собюдать предписанную дозировку, интервалы между приемом и длительность курса.

Бета лактамные антибиотики предназначены, в основном, для парентерального введения. Так удается достичь максимальной концентрации, достаточной для подавления возбудителя. Механизм выведения БЛА осуществляется через почки.

Если у пациента имелась аллергическая реакция на один из антибиотиков бета-лактамового ряда, следует ожидать ее в ответ и на другие. Аллергические проявления бывают незначительными, в виде сыпи, зуда, а также серьезными, вплоть до отека Квинке, и могут потребовать противошоковых мероприятий.

Другие побочные действия - подавление нормальной микрофлоры кишечника, возникновение диспепсических расстройств в виде тошноты, рвоты, жидкого стула. При возникновении реакции со стороны нервной системы возможен тремор рук, головокружение, судороги. Все это подтверждает необходимость врачебного контроля за назначением и приемом препаратов данной группы.