Антибиотики

Антибио́тики — низкомолекулярные (молекулярной массой менее нескольких кДа) вещества природного или полусинтетического происхождения (чаще всего производятся различными грибами и актиномицетами, реже — немицелиальными бактериями), оказывающие сильное подавляющее действие на рост и размножение бактерий и при этом относительно мало повреждающие или вовсе не повреждающие клетки макроорганизма. Антибиотики в отличие от антисептиков обладают антибактериальной активностью не только при наружном применении, но и в биологических средах организма при их системном (перорально, внутримышечно, внутривенно, ректально, вагинально и др.) применении.

Терминология

Полностью синтетические препараты, не имеющие природных аналогов и оказывающие сходное с антибиотиками подавляющее влияние на рост бактерий, традиционно было принято называть не антибиотиками, а антибактериальными химиопрепаратами. В частности, когда из антибактериальных химиопрепаратов известны были только сульфаниламиды, принято было говорить обо всём классе антибактериальных препаратов как об «антибиотиках и сульфаниламидах». Однако в последние десятилетия в связи с изобретением многих весьма сильных антибактериальных химиопрепаратов, в частности фторхинолонов, приближающихся или превышающих по активности «традиционные» антибиотики, понятие «антибиотик» стало размываться и расширяться и теперь часто употребляется не только по отношению к природным и полусинтетическим соединениям, но и к многим сильным антибактериальным химиопрепаратам.

История

Изобретение антибиотиков можно назвать революцией в медицине. Первыми антибиотиками были пенициллин и стрептомицин.

Классификация

По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на три группы:

• бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),
• бактерициды (бактерии умертвляются, но физически продолжают присутствовать в среде),
• бактериолитические (бактерии умертвляются, и бактериальные клеточные стенки разрушаются).

Номенклатура

Долгое время не существовало каких-либо единых принципов присвоения антибиотикам названий. Чаще всего их называли по родовому или видовому наименованию продуцента, реже — в соответствии с химическим строением. Некоторые антибиотики названы в соответствии с местностью, откуда был выделен продуцент, а, например, этамицин получил название от номера штамма (8). В 1965 году Международный комитет по номенклатуре антибиотиков рекомендовал следующие правила:

1. Если известна химическая структура антибиотика, название следует выбирать с учётом того класса соединений, к которому он относится.
2. Если структура не известна, название даётся по наименованию рода, семейства или порядка (а если они использованы, то и вида), к которому принадлежит продуцент. Суффикс «мицин» присваивается только антибиотикам, синтезируемым бактериями порядка Actinomycetales.
3. В названии можно давать указание на спектр или способ действия.

Механизмы биологического действия

• Нарушение синтеза клеточной стенки посредством ингибирования синтеза пептидогликана (пенициллин, цефалоспорин, монобактамы), образования димеров и их переноса к растущим цепям пептидогликана (ванкомицин, флавомицин) или синтеза хитина (никкомицин, туникамицин). Антибиотики, действующие по подобному механизму обладают бактерицидным действием, не убивают покоящиеся клетки и клетки, лишенные клеточной стенки.
• Нарушение функционирования мембран: нарушение целостности мембраны, образование ионных каналов, связывание ионов в комплексы, растворимые в липидах, и их транспортировка. Подобным образом действуют нистатин, грамицидины, полимиксины.
• Подавление синтеза нуклеиновых кислот: связывание с ДНК и препятствование продвижению РНК-полимеразы (актидин), сшивание цепей ДНК, что вызывает невозможность её расплетания (рубомицин), ингибирование ферментов.
• Нарушение синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, саркомицин).
• Нарушение синтеза белка: ингибирование активации и переноса аминокислот, функций рибосом (стрептомицин, тетрациклин, пуромицин).
• Ингибирование работы дыхательных ферментов (антимицины, олигомицины).

Антибиотикорезистентность

Под антибиотикорезистентностью понимают способность микроорганизма противостоять действию антибиотика. Антибиотикорезистентность возникает спонтанно в следствии мутаций и под воздействием анитибиотика закрепляется в популяции. Сам по себе антибиотик не является причиной появления резистентности.

Механизмы резистентности

• У микроорганизма может отсутствовать структура на которую действует антибиотик (например бактерии рода миксоплазма (лат. Mycoplsamа) нечувствительны к пенициллину, так как не имеют клеточной стенки)
• Микроорганизм непроницаем для антибиотика (большинство грамм отрицательных бактерий невосприимчивы к пенициллину G поскольку клеточная стенка защищена дополнительной мембраной)
• Микроорганизм в состоянии переводить антибиотик в неактивную форму (многие стафилококки (лат. Streptococcus) содержат энзим β-лактамазу, который разрушает β-лактамовое кольцо большинства пенициллинов)
• Микроорганизм в состоянии модифицировать действующее вещество антибиотика
• В следствии генных мутаций, обмен веществ микроорганизма может быть изменён таким образом, что блокируемые антибиотиком реакции, больше не являются критичными для жизнедеятельности организма
• Микроорганизм в состоянии выкачивать антибиотик из клетки
• Микроорганизм производит энзимы, которые расщепляют антибиотик во внеклеточном пространстве

Применение

Антибиотики используются для предотвращения и лечения воспалительных процессов, вызванных бактериальной микрофлорой. По влиянию на бактериальные организмы различают бактерицидные (убивающие бактерий, например, за счёт разрушения их внешней мембраны) и бактериостатические (угнетающие размножение микроорганизма) антибиотики. При лечении антибиотиками накладывается категорический запрет на прием алкоголя. 100 миллилитров пива — это тоже алкоголь. Даже небольшая концентрация алкоголя в крови резко снижает концентрацию антибиотика в крови и тканях. В лучшем случае это приведет к резкому росту инфекции и неизлеченности. Зачастую же это приводит к выработке устойчивых к этому антибиотику штаммов и персистенции инфекции, что чревато повторным, но уже более сложным и длительным курсом лечения. Фуразолидон, метронидазол, левомицитин и ряд антибиотиков могут вызывать нарушение сосудистого тонуса, сердечной деятельности и дыхания даже при незначительных количествах алкоголя. Поражения печени ускоряются при приеме с лекарствами, обладающими собственной гепатотоксичностью: сульфадимезина, тетрациклина, анаболических стероидов, пероральных контрацептивов и других лекарств. В сочетании с такими средствами, как димедрол, седуксен и другие, алкоголь может вызвать тяжелые психические реакции с галлюцинациями. При этом опасность несут не только крепкие напитки. Кажущееся безобидным пиво содержит биогенные амины, которые вызывают головные боли, гипертензию и поражения почек у некоторых его потребителей. По этой же причине употребление пива противопоказано больным, принимающим ингибиторы моноаминооксидазы.

Антибиотики в качестве не антимикробных препаратов

Некоторые антибиотики обладают также дополнительными ценными свойствами, не связанными с их антибактериальной активностью, а имеющими отношение к их влиянию на макроорганизм.

• доксициклин и миноциклин, помимо их основных антибактериальных свойств, оказывают противовоспалительное действие при ревматоидном артрите и являются ингибиторами матриксных металлопротеиназ.
• Описано иммуномодулирующее (иммуносупрессивное или иммуностимулирующее) действие некоторых других антибиотиков.
• Известны противораковые антибиотики.

Роль антибиотиков в естественных микробоценозах

Не ясно насколько велика роль антибиотиков в конкурентных отношениях между микроорганизмами в естественных условиях. Зельман Ваксман полагал, что эта роль минимальна, антибиотики не образуются иначе как в чистых культурах на богатых средах. Впоследствии, однако, было обнаружено, что у многих продуцентов активность синтеза антибиотиков возрастает в присутствии других видов или же специфических продуктов их метаболизма. В 1978 Л. М. Полянская на примере гелиомицина S. olivocinereus, обладающего свечением при воздействии УФ излучения, показала возможность синтеза антибиотиков в почвах. Предположительно особенно важны антибиотики в конкуренции за ресурсы среды для медленнорастущих актиномицетов. Было экспериментально показано, что при внесении в почву культур актиномицетов плотность популяции вида актиномицета, подвергающегося действию антагониста, падает быстрее и стабилизируется на более низком уровне, чем другие популяции.

См. также

• Антисептики
• Пробиотики

Ссылки

• Антибиотики — Общая информация
• Механизм действия антибиотиков
• Найдено лекарство против устойчивых к антибиотикам бактерий