10-е изд. М.: Гэотар-медиа, 2010. 908 с
Yüklə 19,44 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Рис. 29.3.
|
29.1. АНТИБИОТИКИ Антибиотики 1 -
это химические соединения биологического происхождения, оказывающие избирательное повреждающее или губительное действие на микроорганизмы. Антибиотики, применяемые в медицинской практике, продуцируются актиномицетами (лучистыми грибами), плесневыми грибами, а также некоторыми бактериями. К этой группе препаратов относят также синтетические аналоги и производные природных антибиотиков. 1
От греч. anti - против, bios - жизнь. Существуют антибиотики с антибактериальным, противогрибковым и противоопухолевым действием.
708
В настоящем разделе будут рассмотрены антибиотики, влияющие преимущественно на бактерии. Они представлены следующими группами: 1. Антибиотики, имеющие в структуре β-лактамное кольцо Пенициллины Цефалоспорины Карбапенемы Монобактамы 2. Макролиды - антибиотики, структура которых включает макроциклическое лактонное кольцо(эритромицин и др.), и азалиды (азитромицин) 3. Тетрациклины - антибиотики, структурной основой которых являются 4 конденсированных 6-членных цикла (тетрациклин и др.) 4. Производные диоксиаминофенилпропана (левомицетин) 5. Аминогликозиды - антибиотики, содержащие в молекуле аминосахара (стреп- томицин, гентамицин и др.) 6. Антибиотики из группы циклических полипептидов (полимиксины) 7. Линкозамиды (клиндамицин) 8. Гликопептиды (ванкомицин и др.) 9. Фузидиевая кислота 10. Антибиотики для местного применения Фюзафюнжин и др. По спектру противомикробного действия антибиотики различаются довольно существенно. Одни влияют преимущественно на грамположительные бактерии (биосинтетические пенициллины, макролиды), другие - в основном на грамотрицательные бактерии (например, полимиксины, азтреонам). Ряд антибиотиков обладают широким спектром действия (тетрациклины, цефалоспорины, левомицетин, аминогликозиды и др.), включающим грамположительные и грамотрицательные бактерии и ряд других возбудителей инфекций (табл. 29.1; рис. 29.1). Таблица 29.1. Основной механизм и характер противомикробного действия ряда антибиотиков 709
710
Рис. 29.1. Примеры антибиотиков с разными спектрами антибактериального действия. Антибиотики воздействуют на микроорганизмы, подавляя их размножение (бактериостатический эффект) либо вызывая их гибель (бактерицидный эффект). Известны следующие основные механизмы противомикробного действия антибиотиков (рис. 29.2): 1)
нарушение синтеза клеточной стенки бактерий (по такому принципу действуют пенициллины, цефалоспорины); 2) нарушение проницаемости цитоплазматической мембраны (например, полимиксинами); 711
3) нарушение внутриклеточного синтеза белка (так действуют тетрациклины, левомицетин, аминогликозиды и др.); 4) нарушение синтеза РНК (рифампицин). Высокая избирательность действия антибиотиков на микроорганизмы при относительно малой их токсичности в отношении макроорганизма, очевидно, объясняется особенностями структурной и функциональной организации микробных клеток. Действительно, клеточная стенка бактерий по химическому составу принципиально отличается от мембран клеток млекопитающих. Состоит клеточная стенка бактерий из мукопептида муреина (содержит N- ацетил-глюкозамин, N-аце- тил-мурамовую кислоту и пептидные цепочки, включающие некоторые L- и
D- аминокислоты). В связи с этим вещества, нарушающие ее синтез (например, пенициллины), оказывают выраженное противомикробное действие и практически не влияют на клетки макроорганизма. Определенную роль, возможно, играет неодинаковое количество мембран, окружающих те активные центры, с которыми могут взаимодействовать антибиотики. Так, в отличие от микроорганизмов у клеток млекопитающих, помимо общей плазматической мембраны, все внутриклеточные органеллы имеют свои, иногда двойные мембраны. По- видимому, важное значение принадлежит различиям в химическом составе отдельных клеточных компонентов. Следует учитывать также существенные различия в темпе роста и размножения клеток макро- и микроорганизмов, а следовательно, и скорости синтеза их структурных материалов. В целом проблема избирательности действия антибиотиков, как и других противомикробных средств, нуждается в дальнейшем изучении. 712
В процессе использования антибиотиков к ним может развиваться устойчивость микроорганизмов. Особенно быстро она возникает по отношению к стрептомицину, олеандомицину, рифампицину, относительно медленно - к пенициллинам, тетрациклинам и левомицетину, редко - к полимиксинам. Возможна так называемая перекрестная устойчивость, которая относится не только к применяемому препарату, но и к другим антибиотикам, сходным с ним по химическому строению (например, ко всем тетрациклинам). Вероятность развития устойчивости уменьшается, если дозы и длительность введения антибиотиков оптимальны, а также при рациональной комбинации антибиотиков. Если к основному антибиотику возникла устойчивость, его следует заменить другим, резервным 1
антибиотиком. 1
Резервные антибиотики по одному или по ряду свойств уступают основным антибиотикам (обладают меньшей активностью либо более выраженными побочными эффектами, большей токсичностью или быстрым развитием резистентности к ним микроорганизмов). Поэтому их назначают лишь при устойчивости микроорганизмов к основным антибиотикам или при непереносимости последних. Хотя антибиотики и характеризуются высокой избирательностью действия, тем не менее они оказывают целый ряд неблагоприятных влияний на макроорганизм. Так, при использовании антибиотиков нередко возникают аллергические реакции немедленного и замедленного типа (сывороточная болезнь, крапивница, ангионевротический отек, анафилактический шок, контактные дерматиты и др.). Кроме того, антибиотики могут обладать побочным эффектом неаллергической природы. Результат прямого раздражающего действия антибиотиков - диспепсические явления (тошнота, рвота, диарея), болезненность в месте внутримышечного введения препарата, развитие флебита и тромбофлебита при внутривенных инъекциях антибиотиков. Неблагоприятные эффекты возможны также со стороны печени, почек, кроветворения, слуха, вестибулярного аппарата и др. (примеры приведены в табл. 29.2). Таблица 29.2. Возможные неблагоприятные влияния ряда антибиотиков
713
Для многих антибиотиков типично развитие суперинфекции (дисбактериоз), которая связана с подавлением антибиотиками части сапрофитной флоры, например, пищеварительного тракта. Последнее может благоприятствовать размножению других микроорганизмов и грибов, нечувствительных к данному антибиотику (дрожжеподобных грибов, Clostridium
протея, синегнойной палочки, стафилококков). Наиболее часто суперинфекция возникает на фоне лечения антибиотиками широкого спектра действия. Несмотря на большое распространение антибиотиков в медицинской практике, поиски новых, более совершенных препаратов этого типа ведутся в довольно значительных масштабах. Усилия исследователей направлены на создание таких антибиотиков, которые бы в максимальной степени сочетали положительные качества и были лишены отрицательных свойств. Такие «идеальные» препараты должны обладать высокой активностью, выраженной избирательностью действия, необходимым противомикробным спектром, бактерицидным характером действия, проницаемостью через биологические мембраны (в том числе через гематоэнцефалический барьер), эффективностью в разных биологических средах. Они не должны вызывать быстрое развитие устойчивости у микроорганизмов и сенсибилизацию макроорганизма. Отсутствие побочных эффектов, минимальная токсичность и большая широта терапевтического действия - все это также относится к числу основных требований, предъявляемых к новым антибиотикам. Кро-
714
А.ФЛЕМИНГ (1881-1955). В 1929 г. открыл пенициллин. В очищенном виде пенициллин был получен в 1940 г. Х.В. Флори и Э.Б. Чейном. 715
ЗИНАИДА ВИССАРИОНОВНА ЕРМОЛЬЕВА (1898-1974). Автор первого отечественного пенициллина (1942). ме того, важно, чтобы препараты антиби- отиков были технически доступны для изготовления на фармацевтических пред- приятиях и имели низкую стоимость. 29.1.1. ПЕНИЦИЛЛИНЫ В настоящее время группа пенициллинов представлена большим количеством препаратов. Часть из них получают из культуральной среды, на которой произрастают определенные
716
штаммы плесневых грибов(Penicillium), являющихся продуцентами пенициллина. Это так называемые биосинтетические пенициллины. Кроме того, путем химической модификации 6- аминопенициллановой кислоты, являющейся структурной основой биосин- тетических пенициллинов, создан ряд полусинтетических пенициллинов. На раз- личиях в путях получения пенициллинов, а также на ряде других признаков и осно- вывается приводимая классификация.
а) Непродолжительного действия Бензилпенициллина натриевая соль Бензилпенициллина калиевая соль б) Продолжительного действия Бензилпенициллина новокаиновая соль Бициллин-1 Бициллин-5 Для энтерального введения (кислотоустойчивы) Феноксиметилпенициллин II. Полусинтетические пенициллины Для парентерального и энтерального введения (кислотоустойчивы) а) Устойчивые к действию пенициллиназы Оксациллина натриевая соль Нафциллин б) Широкого спектра действия Ампициллин Амоксициллин
действия, включая синегнойную палочку Карбенициллина динатриевая соль Тикарциллин Азлоциллин Для энтерального введения (кислотоустойчивы) Карбенициллин инданил натрий Карфециллин Пенициллины оказывают бактерицидное действие. Они влияют только на делящиеся клетки. Механизм антибактериального эффекта связан с нарушением синтеза компонентов клеточной
717
стенки. Считают, что пенициллины нарушают поздние этапы синтеза клеточной стенки, препятствуя образованию пептидных связей за счет ингибирования фермента транспептидазы. а) Биосинтетические пенициллины Существует несколько разновидностей природных пенициллинов, образующихся плесневыми грибами. В практической медицине большое распространение получил бензилпенициллин, выпускаемый в виде ряда солей. В производственных условиях бензилпенициллин получают на жидких питательных средах в так называемых ферментаторах. Продуцентами его являются определенные штаммы Penicillium. Бензилпенициллин является одноосновной кислотой, в структуру которой входят β-лактамный (л) и тиазолидиновый (т) циклы [см. структуру в разделе б)]. По своей природе это циклический дипептид (L-цистеина и D-валина). Активность бензилпенициллина (как и других антибиотиков) может быть определена методом диффузии в агар. При этом на чашки Петри с агаром наносят бензилпенициллин в разных концентрациях (в стеклянные цилиндры или на лунки) и определяют зоны задержки роста тест-культуры для испытуемых образцов по сравнению со стандартом. Одна единица действия (1 ЕД) соответствует активность 0,6 мкг чистого кристаллического бензилпенициллина (в виде натриевой соли). Бензилпенициллин обладает высокой антибактериальной активностью, но спектр его действия ограничен. Препарат относится к антибиотикам, действующим преимущественно на грамположительные бактерии (рис. 29.3). К нему чувствительны грамположительные кокки (стафилококки, не продуцирующие пенициллиназу, стрептококки, пневмококки), грамотрицательные кокки (менингококки, гонококки), палочки дифтерии (коринебактерии), сибиреязвенные палочки, возбудители газовой гангрены и столбняка (клостридии), спирохеты (в том числе бледная спирохета), некоторые патогенные грибы (например, актиномицеты). К бензилпенициллину резистентны семейство кишечных бактерий, кислотоустойчивые микобактерии туберкулеза, вирусы, риккетсии, простейшие, дрожжеподобные грибы. Все соли бензилпенициллина предназначены для парентерального применения, так как они разрушаются в кислой среде желудка. Хорошо растворимые бензилпенициллина натриевая и калиевая соли действуют относительно кратковременно (3-4 ч). Последним объясняется необходимость частых инъекций препаратов, что существенно осложняет их применение. В связи с этим возникла идея создания длительно действующих препаратов бензилпенициллина. Исследования развивались в двух направлениях. Одно из них основывалось на том, что бензилпенициллин выделяется из организма глав-
718
ным образом почками путем секреции эпителием почечных канальцев. Были синтезированы соединения (например, пробенецид), которые угнетают процесс секреции и тем самым задерживают бензилпенициллин в организме, пролонгируя его действие. Однако
719
эффективность таких веществ ограничена и с этой целью они практически не применяются (см. главу 25). В качестве длительно действующих препаратов большее значение приобрели плохо растворимые соли бензилпенициллина (бензилпенициллина новокаиновая соль, бициллины). Их вводят внутримышечно, и они медленно всасываются из места введения. Создание депо препаратов в мышечной ткани позволяет поддерживать необходимые концентрации антибиотиков в крови длительное время (табл. 29.3). Через гематоэнцефалический барьер в обычных условиях препараты бензилпенициллина не проникают.
Таблица 29.3. Препараты бензилпенициллина длительного действия 720
б) Полусинтетические пенициллины Значительные возможности усовершенствования пенициллинов открылись с выделением их структурной основы - 6-аминопенициллановой кислоты. Получают 6-аминопенициллановую кислоту путем ферментативного расщепления (имидазами) бензилпенициллина, а также путем его химического деацилирования.
Химические модификации 6-аминопенициллановой кислоты проводились за счет присоединения разнообразных радикалов к аминогруппе. Исследования были направлены на создание обладающих определенными свойствами полусинтетических пенициллинов (табл. 29.4):
Важным шагом явилось получение пенициллинов, устойчивых к пенициллиназе 1 . К
полусинтетическим пенициллинам, обладающим таким свойством, относятся оксациллина натриевая соль, диклоксациллин и некоторые другие. Ценность этих препаратов определяется тем, что они эффективны в отношении штаммов стафилококков, устойчивых к бензилпенициллину (благодаря выработке этими штаммами пенициллиназы). 721
У оксациллина устойчивость к пенициллиназе сочетается со стойкостью в кислой среде. По спектру противомикробного действия он аналогичен бензилпенициллину. Значительная часть связывается с белками плазмы крови (> 90%). Через гематоэнцефалический барьер препарат не проникает. Выделяется главным образом почками. Периодичность введения - каждые 4-6 ч.
К группе препаратов, устойчивых к действию пенициллиназы, относится также нафциллин, обладающий высокой антибактериальной активностью и проникающий через гематоэнцефалический барьер. Выделяется он в основном с желчью, в меньшей степени - почками. Вводят энтерально и парен- терально. Полусинтетические пенициллины широкого спектра действия подразделяются на следующие группы:
I. Препараты, не влияющие на синегнойную палочку Аминопенициллины Ампициллин Амоксициллин 1
защитой грамотрицательных микроорганизмов против β-лактамных антибиотиков. В процессе применения этой группы антибиотиков β-лактамазы стали чаще вырабатываться многими штаммами Staphylococcus aureus, что ранее наблюдалось у этих бактерий очень редко. Кроме того, продуцентами β-лактамаз стали Haemophilus influenzaeи Neisseria gonorrhoeae, которые раньше вообще не вырабатывали этот фермент. В процессе создания новых β-лактамных антибиотиков была отмечена модификация имеющихся β-лактамаз, «приспосабливающихся» к более эффективной инактивации новых препаратов. В настоящее время описано более 100 разновидностей β-лактамаз. Исходя из первичной структуры их часто подразделяют на 4 группы (А, В, С и D). Группы А, В и D имеют в своем составе остаток серина, а группа В представляет металло-β-лактамазы. Ингибитор β-лактамаз кислота клавулановая неодинаково влияет на разные группы ферментов. Наиболее эффективно ингибирует группу А β-лактамаз, в небольшой степени подавляет группу D. Активность β-лактамаз групп В и С не изменяет.
722
1
Активен в отношении синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) и разных видов протея - как индолположительных (P. vulgaris, P. morganii, P. rettgeri), так и индолотрицательных (P. mirabilis). Примечание. Плюс - наличие, минус - отсутствие определенного свойства. II. Препараты, активные в отношении синегнойной палочки Карбоксипенициллины Карбенициллин Тикарциллин Карфециллин Уреидопенициллины Пиперациллин Азлоциллин Мезлоциллин Одним из аминопенициллинов, широко применяемых в медицинской практике, является ампициллин. Он влияет не только на грамположительные, но и на грамотрицательные микроорганизмы (сальмонеллы, шигеллы, некоторые штаммы протея, кишечную палочку, палочку Фридлендера, палочку инфлюэнцы). В отношении грамположительных бактерий он уступает по активности бензилпенициллину (как и все другие полусинтетические пенициллины), но превосходит оксациллин. Разрушается пенициллиназой и поэтому неэффективен в отношении пенициллиназообразующих стафилококков. Ампициллин кислотоустойчив. Из желудочно-кишечного тракта всасывается не полностью (биодоступность ~ 40%) и медленно. С белками плазмы крови связывается в небольшой степени (10-30%). Через гематоэнцефалический барьер проникает лучше, чем оксациллин. В основном выводится почками. Вводят ампициллин с интервалом 4-8 ч. Препарат малотоксичен и хорошо переносится больными. Выпускается комбинированный препарат ампиокс (ампициллин с оксациллином). Амоксициллин аналогичен по активности и спектру действия ампициллину, но абсорбируется из кишечника более полно. Вводят его только энтерально. Перечисленные полусинтетические пенициллины широкого спектра действия, активные в отношении синегнойной палочки, разрушаются пенициллиназой. 723
Карбенициллин (пиопен) по противомикробному спектру действия сходен с ампициллином. Отличается от него тем, что активно действует на все виды протея и синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa). В кислой среде желудка препарат разрушается; всасывается в незначительной степени. Поэтому его вводят внутримышечно и внутривенно. Около 50% препа- рата связывается с белками плазмы крови. Через гематоэнцефалический барьер он проникает плохо. Выделяется почками (секрецией и фильтрацией) и частично печенью. Продолжительность действия 4-6 ч. Создан новый препарат - карбенициллин инданил натрий, обладающий кислотоустойчивостью и предназначенный для энтерального введения (при инфекциях мочевыводящих путей). Препараты карфециллин и тикарциллин аналогичны по своим свойствам карбенициллину. Карфециллин в отличие от карбенициллина кислотоустойчив и вводится внутрь. Тикарциллин несколько активнее карбенициллина, особенно по влиянию на синегнойную палочку. Антибактериальная активность уреидопенициллинов сходна с таковой карбоксипенициллинов. В отношенииKlebsiella более эффективны уреидопенициллины. По влиянию на синегнойную палочку препараты можно расположить в следующий ряд (по убывающей активности): азлоциллин = пиперациллин > мезлоциллин = тикарциллин > карбенициллин. Важной проблемой является преодоление резистентности ряда микроорганизмов к β- лактамным антибиотикам, которая обусловлена способностью опреде- ленных штаммов продуцировать β-лактамазы. Исходя из этих данных, были синтезированы специфические ингибиторы β-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам), препятствующим деструкции указанной группы антибиотиков. Ингибиторы β-лактамаз входят в состав ряда комбинированных препаратов (β-лактамные антибиотики + ингибиторы β-лактамаз). Одним из широко применяемых препаратов является аугментин (амоксициллин + клавулановая кислота). Как уже отмечалось, амоксициллин - это бактерицидный β-лактамный антибиотик широкого спектра действия. Клавулановая кислота (продуцируемая Streptomyces
также относится к β-лактамным производным. Однако антибактериальное действие выражено у нее в очень не- большой степени. Основной эффект - конкурентное необратимое ингибирование ряда β-лактамаз. На β-лактамазы, продуцируемые некоторымиEnterobacte- riaceae, не действует. Аугментин обладает широким антибактериальным спектром, включающим продуцирующие β- лактамазы грамположительные бактерии (стафилококки и большинство стрептококков, в том числе энтерококки) и грамотрицательные бактерии (N. gonorrhoeae, N. meningitidis, N. influenzae, Gardenella vaginalis, Bordetella pertussis, E. coli, Klebsiella pneumonia, Proteus 724
Высокая эффек- тивность отмечена в отношении многих штаммов анаэробных бактерий, проду- цирующих β-лактамазы. Вводится препарат обычно энтерально 1 раз в сутки. Всасывается хорошо (74- 92%). Биодоступность около 70%. Выводятся вещества и их метаболиты почками. Применяется при инфекциях дыхательных путей, мочеполового тракта, при бактериальном поражении кожи и мягких тканей, костей, суставов, при септических состояниях. Созданы и другие комбинированные препараты: уназин (ампициллин + сульбактам), амоксиклав (амоксициллин + клавулановая кислота), тазоцин (пиперациллин + тазобактам) и пр. Синтезирован «атипичный» препарат пенициллина певмециллинам, действующий преимущественно на грамотрицательные бактерии. Является пролекарством. В организме из него образуется мециллинам. Назначают препарат внутрь, однако всасывается он плохо. Полусинтетические пенициллины оксациллин, диклоксациллин, нафциллин являются препаратами выбора при инфицировании стафилококками, продуцирующими пенициллиназу, т.е. устойчивыми к бензилпенициллину. Оксациллин вводят внутрь и внутримышечно, нафциллин - внутрь, внутримышечно и внутривенно. Ампициллин, обладающий широким спектром действия, представляет наибольший интерес в качестве средства для лечения заболеваний, вызванных грамотрицательными микроорганизмами или смешанной флорой. Его применяют внутрь при инфекциях мочевыводящих, желчных, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, в случае гнойной хирургической инфекции. Натриевую соль ампициллина (пентрексил) вводят внутримышечно и внутривенно. Амоксициллин имеет аналогичные показания к применению. Вводят его энтерально. Карбенициллин, карфециллин, тикарциллин, азлоциллин и другие препараты этой группы особенно показаны при инфекциях, вызванных синегнойной палочкой, протеем, кишечной палочкой (при пиелонефрите, пневмонии, септицемии, перитоните и др.). Yüklə 19,44 Mb. Dostları ilə paylaş:
|