Лекция 10
АНТИБИОТИКИ
Термин «антибиотик» был впервые предложен американским ученым С.А. Ваксманом. Под этим термином он подразумевал вещества, образуемые микроорганизмами и обладающими антимикробным действием (от греч. «аnti» - противо и «bios» - жизнь). В дальнейшем вещества, обладающие антибиотическими свойствами, были обнаружены в растениях – фитонциды, крови животных и человека – эритрин и других природных источниках. В связи с этим понятие «антибиотик» расширилось и в настоящее время под антибиотиками следует понимать специфические продукты жизнедеятельности, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, актиномицетам, грибам) или к злокачественным опухолям, избирательно задерживающие их рост или полностью подавляющие развитие.
В настоящее время описано более 2000 антибиотиков. Однако только 2-3% применяется в практике, остальные из-за их токсичности, инактивации в организме и других причин не используются.
Преобладают две основные классификации – биологическая (основана на принципе биологического происхождения антибиотиков, т.е. их продуцентов) и химическая (основана на химическом строении антибиотиков).
По химической структуре антибиотики относятся к различным классам органических соединений, многие имеют сложную гетероциклическую структуру. В промышленных масштабах их получают микробиологическим путем. Широко развито производство полусинтетических антибиотиков. Оно основано на химической модификации соединения, выделяемого из культуральной жидкости, вырабатываемой определенным штаммом микроорганизмов.
2. Характеристика основных представителей антибиотиков
а) Антибиотики гетероциклического ряда (β-лактамиды)
Относятся пенициллины и цефалоспорины: имеют близкое химическое строение, в структуре их молекул имеется β-лактамное кольцо. β-Лактамное кольцо чрезвычайно лабильно. В мягких условиях оно подвергается гидролизу с разрывом амидной связи С-7-N-4, что приводит к потере биологической активности.
Пенициллины – антимикробные вещества, продуцируемые различными видами плесневого гриба пенициллиума (Реnicillium nоtаtum и др.). В основе структуры лежит пенициллановая кислота, содержащая два конденсированных гетероциклических кольца - четырехчленное β-лактамное и пятичленное тиазолидиновое.
Природные и полусинтетические пенициллины представляют собой N-ацилированные различными ацильными радикалами производные 6-аминопенициллановой кислоты. Природа радикала в ацильной группе учитывается в названии пенициллина. В качестве радикалов (R) служат: остатки бензила С6Н5–СН2- (называют бензилпенициллин); оксибензила: n-ОН-С6Н5–СН2-; феноксиметила: С6Н5О–СН2-.
Наличие карбоксильной группы придает молекуле пенициллина сильные кислотные свойства, поэтому пенициллин легко образует соли со щелочами (Nа, К), щелочноземельными (Са, Мg, Ва) металлами, с органическими кислотами.
По физическим свойствам пенициллины представляют собой белые мелкокристаллические порошки горького вкуса. Легко разрушаются при действии гидроксидов щелочных металлов, окислителей, при нагревании в водных растворах и при действии фермента пенициллиназы.
Цефалоспорины. В основе структуры цефалоспориновых антибиотиков лежит цефалоспорановая кислота, содержащая два конденсированных гетероциклических кольца - четырехчленное β-лактамное (А) и частично гидрированное шестичленное 1,3-тиазиновое (В). Обладают широким спектром действия и тормозят рост некоторых штаммов бактерий, устойчивых к пенициллину.
б) Антибиотики алициклического ряда
Относят около 34 соединений. В основе механизма антибактериального действия лежит подавление биосинтеза белка микробной клетки на уровне рибосом. Ценность тетрациклиновых антибиотиков состоит в том, что они, обладая высокой биологической активностью, имеют относительно низкую токсичность.
Тетрациклины входят в группу полиоксиполикарбонильных производных ароматического ряда, основной химической структурой которых является частично гидрированный цикл тетрацена (нафтацена) — четыре бензольных кольца. Различают антибиотики лишь характером заместителей в положениях 5 и 7:
тетрациклина гидрохлорид 
Эти антибиотики имеют амфотерный характер. Основные свойства обусловлены диметиламиногруппой (N(СН3)2). Кислые свойства проявляют за счет фенольного гидроксила (положение 10) и енольных групп (положение 12 и 3). Поэтому тетрациклины растворяются в гидроксидах щелочных металлов и кислотах с образованием солей. Их получают биосинтетическим и полусинтетическим путем.
в) Антибиотики ароматического ряда (производные бензола)
Левомицетин – это белый или белый со слабым желтовато-зеленоватым оттенком кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. Легко всасывается, проникает через плаценту. Применяется при кишечных инфекциях, дизентериях и других заболеваний, вызываемых вирусами.
