Антибіотики. Продуценти антибіотиків. Механізм дії.

Антибіотики - органічні речовини, що синтезуються мікроорганізмами в природі для захисту від інтервенції інших видів мікроорганізмів, та володіють здатністю пригнічувати розвиток, або вбивати цих мікробів. Як правило, антибіотики виділяють з живих бактерій або грибів. Існує також велика кількість синтетичних антибіотиків, які відрізняються модифікаціями функціональних груп природніх антибіотиків. Такі модифіковані сполуки часто ефективніші, або стійкіші до нейтралізації, що виникає внаслідок набутої мікроорганізмами резистентності.

За хімічною структурою антибіотики об'єднують різноманітні групи сполук. Зокрема, сполуки, що блокують біосинтез білка на рибосомах; сполуки, що утворюють іоно-проникні канали у плазматичній мембрані, та ін.

Характерною особливістю антибіотиків є їхня здатність порушувати певні ланки обміну речовин мікроорганізмів або дію деяких їхніх ферментів. Ще 1868—71 В. О. Манассеїн спостерігав антимікробні властивості плісені пеніцилу, а О. Г. Полотебнов застосовував її при лікуванні гнійних ран. Наприкінці 19 ст. І. І. Мечников встановив, що деякі бактерії (молочнокислі) пригнічують розвиток гнильних бактерій. Він вперше запропонував використовувати для боротьби з хвороботворними мікроорганізмами їхніх антагоністів.

Поглиблене вивчення антибіотиків розпочалося в 1940-х після виділення пеніциліну і стрептоміцину. Антибіотики використовуються в медицині, ветеринарії і рослинництві для боротьби з інфекційними хворобами; в тваринництві — як стимулятори росту молодняка, у харчовій промисловості — для продовження строку зберігання деяких продуктів харчування.

Найбільше увійшли в практику антибіотики, добуті з актиноміцетів, — стрептоміцин, лівоміцетин, біоміцин, тераміцин, тетрациклін, ауреоміцин, неоміцин та ін. Широко застосовується пеніцилін, добутий з інших мікроскопічних грибів. Ці антибіотики використовуються при лікуванні дизентерії, стрептококових і стафілококових септичних захворювань, пневмоній, висипного й черевного тифу та ряду інших інфекційних захворювань. Антибіотики вищих рослин — фітонциди — ще мало вивчені. Застосовується в медицині іманін, добутий із звіробою, та сативін — з часнику. Видобуто антибіотики і з лишайників; з них вживається як зовнішнє уснінова кислота. З антибіотиків тваринного походження найвідоміші лізоцим, еритрин, екмолін. Деякі антибіотики добувають тепер шляхом синтезу.

Величезна різноманітність антибіотиків і видів їх впливу на організм людини стало причиною класифікування і поділу антибіотиків на групи. За характером впливу на бактеріальну клітину антибіотики можна розділити на три групи:

Бактеріостатичні (бактерії живі, але не здатні розмножуватися),

Бактерициди (бактерії гинуть, але фізично продовжують бути присутнім в середовищі),

Бактеріолітичні (бактерії гинуть, і руйнуються бактеріальні клітинні стінки).

Класифікація за хімічною структурою, яку широко використовують в медичному середовищі, складається з наступних груп:

Бета-лактамні антибіотики, що поділяються на дві підгрупи:

Пеніциліни — виробляються колоніями цвілевих грибів Penicillinum;

Цефалоспорини — мають схожу структуру з пеніцилінами. Використовуються для боротьби з бактеріями, що стійкі до пеніциліну.

Макроліди — антибіотики зі складною циклічною структурою. Мають бактеріостатичну дію.

Тетрацикліни — використовуються для лікування інфекцій дихальних і сечовивідних шляхів, лікування важких інфекцій типу сибірської виразки, туляремії, бруцельозу. Дія — бактеріостатична.

Аміноглікозиди — володіють високою токсичністю. Використовуються для лікування важких інфекцій типу зараження крові або перитоніт ів.

Левоміцетини- Використання обмежене через підвищеної небезпеки серйозних ускладнень — ураженні кісткового мозку, який виробляє клітини крові. Дія — бактеріостатичну.

Глікопептиди — антибіотики, що порушують синтез клітинної стінки бактерій. Надають бактерицидну дію, проте відносно ентерококів, деяких стрептококів і стафілококів діють бактеріостатично.

Лінкозаміди надають бактеріостатичну дію, що зумовлено пригніченням синтезу білку рибосомами. У високих концентраціях відносно високочутливих мікроорганізмів можуть проявляти бактерицидний ефект.

Протигрибкові — руйнують мембрану клітин грибків і викликають їх загибель. Дія — літична. Поступово витісняються високоефективними синтетичними протигрибковими препаратами.

Механізми біологічної дії

Порушення синтезу клітинної стінки за допомогою інгібування синтезу пептидоглікану (пеніцилін, цефалоспорин, монобактами), утворення димерів і їх перенесення до ланцюгів пептидоглікану, що ростуть (ванкоміцин, флавоміцін), або синтезу хітину (ніккоміцін, тунікаміцін). Антибіотики, що діють за подібним механізмом мають бактерицидну дію, не вбивають клітини, що позбавлені клітинної стінки.

Порушення функціонування мембран: порушення цілісності мембрани, утворення іонних каналів, скріплення іонів в комплекси, розчинні в ліпідах, і їх транспортування. Подібним чином діють ністатин, граміцидин, поліміксин.

Придушення синтезу нуклеїнових кислот: зв'язування з ДНК і перешкоджання просуванню РНК-полімерази (актидин), зшивання ланцюгів ДНК, що викликає неможливість її розплітання (рубоміцин), інгібування ферментів.

Порушення синтезу пуринів та піримідин ів (азасерин, саркоміцин).

Порушення синтезу білку: інгібування активації і перенесення амінокислот, функцій рибосом (стрептоміцин, тетрациклін, пуроміцин).

Інгібування роботи дихальних ферментів (антиміцини, олігоміцини, ауровертин).

Алкоголь може впливати як на активність, так і на метаболізм антибіотиків впливаючи на активність ферментів печінки, що розщеплюють антибіотики. Зокрема, деякі антибіотики, включаючи метронідазол, тинідазол, левоміцетин, ко-тримоксазол, цефамандол, кетоконазол, латамоксеф, цефоперазон, цефменоксим та фуразолідон хімічно взаємодіють з алкоголем, що призводить до серйозних побічних ефектів, які включають нудоту, блювоту, судоми, задишку й навіть смерть. Вживання алкоголю з цими антибіотиками категорично протипоказано. Крім того, концентрація доксицикліну і еритроміцину може бути, за певних обставин, істотно знижена при вживанні алкоголю.