Существует несколько признаков, по которым антибиотика разделяют на группы:
А) По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики разделяют на:
. Бактериостатические - это антибиотики, которые блокируют рост и размножение бактериальных клеток, но не убивают их.
. Бактерицидные - как правило, убивают микроорганизмы.
. Бактериолитические - антибиотики, которые обладают способностью растворять бактериальные клетки.
Б) По спектру действия антибиотики принято разделять на:
. Антибактериальные антибиотики или антибиотики, угнетающие развитие бактерий. Некоторые из них, например бензилпенициллин, макролиды, ристомицин (ристоцетин, спонтин), новобиоцин и другие, эффективны в основном лишь в отношении грамположительных микроорганизмов, другие, как, например, полимиксин, подавляют развитие главным образом грамотрицательных бактерий, третьи, например тетрациклины, левомицетин (хлорамфеникол, хлоромицетин), аминоглюкозиды (стрептомицин, мономицин, канамицин, неомицин и гентамицин), так называемые антибиотики широкого спектра действия, задерживают рост как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.
. Противогрибковые антибиотики - это антибиотики, которые оказывают специфическое угнетающее действие на рост различных грибков.
. Противоопухолевые антибиотики. Установлено, что некоторые антибиотики угнетают развитие не только бактерий и грибков, но также способны задерживать размножение и развитие клеток злокачественных опухолей. Отдельные из этих препаратов нашли применение в медицине.
Для медицинской практики такое подразделение является удобным, так как указывает на возможности применения данного препарата в отношении определённых микроорганизмов. На самом же деле такое подразделение имеет много существенных недостатков потому, что даже близкие между собой антибиотики могут сильно отличаться друг от друга по антимикробному спектру действий.
|
|
В) Самой распространенной и информативной классификацией являет деление антибиотиков по химической структуре. Именно здесь выделяется наибольшее количество различных групп:
. Бета-лактамные антибиотики.
Группа этих антибиотиков включает две большие подгруппы: пенициллины и цефалоспорины, которые имеют похожую химическую структуру.
Группа пенициллинов. Пенициллины получаются из колоний плесневого гриба Penicillium в результате чего и получили такое название. В основе их действия лежит способностью угнетения образования клеточной стенки бактерий и тем самым подавление их роста и размножения. В период активного размножения многие виды микроорганизмов очень чувствительны по отношению к пенициллину и потому его действие является бактерицидным. Важным и полезным свойством антибиотиков этой группы является их способность проникать внутрь клеток нашего организма. Это свойство позволяет лечить инфекционные болезни, возбудители которых находятся внутри клеток человеческого организма (примером такого заболевания является гонорея). Можно сказать, что антибиотики из группы пенициллинов обладают повышенной избирательностью и потому почти не влияют на организм человека, принимающего лечение. Но у данной группы антибиотиков так же есть и недостатки, к которым можно отнести их быстрое выведение из организма и развитие резистентности бактерии. Биосинтетические пенициллины получают непосредственно из колоний плесневых грибов. Наиболее известными биосинтетическими пенициллинами являются бензилпенициллин и феноксиметилпенициллин. Эти антибиотики используют для лечения ангины, скарлатины, пневмонии, раневых инфекций, гонореи, сифилиса. Полусинтетические пенициллины получаются на основе биосинтетических пенициллинов путей присоединения различных химических групп. На данный момент существует большое количество полусинтетический пенициллинов: амоксициллин, ампициллин, карбенициллин, азлоциллин. Преимуществом антибиотиков из группы полусинтетических пенициллинов является их активность по отношению к пенициллинустойстойчивым бактериям (то есть бактериям, разрушающим биосинтетические пенициллины). Благодаря этому полусинтетические пенициллины обладают более широким спектром действия и поэтому могут быть использована при лечении самых различных бактериальных инфекций. Побочными реакциями, которые присущи данной группе антибактериальных средств, являются аллергические реакции.
|
|
Цефалоспорины тоже относятся к группе бета-лактамных антибиотиков и обладают структурой, близкой по структуре пенициллинам. Именно по этой причине некоторые побочные эффекты этих двух групп антибиотиков совпадают (аллергия). Цефалоспорины обладают высокой активностью по отношению к широкому спектру различных микроорганизмов и поэтому используются в лечении многих инфекционных заболеваний. Одним из важных преимуществ антибиотиков из данной группы является их активность по отношению к микроорганизмам, устойчивым к действию пенициллинов (пенициллинустойчивые микроорганизмы). Выделено несколько поколений цефалоспоринов:
|
|
Цефалоспорины I поколения (Цефалотин, Цефалексин, Цефазолин) являются активными в отношении довольно большого числа бактерий и используются для лечения разных инфекционных заболеваний дыхательных путей, мочевыделительной системы, а также для профилактики послеоперационных осложнений. Антибиотики данной группы, как правило, хорошо переносятся и не вызывают серьезных побочных реакций.
Цефалоспорины II поколения (Цефомандол, Цефуроксим) обладают высокой биологической активностью по отношению к микроорганизмам, которые населяют желудочно-кишечный тракт, и поэтому могут быть применены для лечения различных кишечных инфекционных заболеваний. Также эти антибиотики используются для избавления от инфекционных возбудителей дыхательных и желчевыводящих путей. Основными побочными действиями являются аллергические реакции и нарушение работы желудочно-кишечного тракта.
Цефалоспорины III поколения (Цефоперазон, Цефотаксим, Цефтриаксон) - это новые препараты, которые обладают достаточно высокой активностью по отношению к широкому спектру бактерий. Преимуществами препаратов данной группы антибиотиков являются: активность по отношению к микроорганизмам, нечувствительным к действию цефалоспоринов других поколений или пенициллинов и их способность длительно задерживаться в организме человека. Используют эти препараты для лечения тяжелых инфекций, которые не поддаются лечению другими антибиотическими средствами. Побочные эффекты этой группы антибиотиков связаны с нарушением состава микрофлоры кишечника или с возникновением аллергических реакций.
. Антибиотики группы макролидов.
Макролиды - это группа антибиотических веществ со сложной циклической структурой. Наиболее известными представителями антибиотиков данной группы являются: Эритромицин, Азитромицин, Рокситромицин. Действие антибиотиков-макролидов на микроорганизмы носит бактериостатический характер - то есть антибиотик блокирует структуры бактерий, синтезирующие белки, в результате чего они теряют способность к размножению и росту. Макролиды активны в отношении многих бактерий, однако их самым значимым свойством является способность проникать внутрь клеток человеческого организма и разрушать микроорганизмы, не обладающие клеточной стенкой. К таким бактериям относятся хламидии и риккетсии, являющиеся возбудителями атипичной пневмонии, урогенитального хламидиоза и других болезней, неподдающихся лечению другими группами антибиотиков. Другой важной особенностью, данной группы антибиотиков является их относительная безопасность и возможность проведения длительного лечения, хотя современные программы лечения с их использованием предусматривают ультракороткие курсы длительностью в три дня. Основными направлениями использования макролидов являются: лечение инфекционных процессов, вызванных внутриклеточными паразитами, лечение больных с аллергическими реакциями на пенициллины и цефалоспорины, лечение детей раннего возраста, а также беременных женщин и кормящих матерей.
. Антибиотики группы тетрациклинов.
Это группа химически близких антибиотиков, которые обладают широким спектром действия. Они активны по отношению к грамположительным и грамотрицательным бактериям, риккетсиям и ряду крупных вирусов. Тетрациклины имеют широкое применение в медицинской практике; в животноводстве, где являются стимуляторами роста животных и птиц; в пищевой промышленности как консерванты скоропортящихся продуктов. Наиболее известными антибиотиками данной группы являются Тетрациклин, Доксициклин, Окситетрациклин, Метациклин. Действие антибиотических веществ из группы тетрациклинов носит бактериостатический характер. Основными направлениями использования тетрациклинов являются: лечение инфекционных заболеваний дыхательных и мочевыводящих путей, лечени тяжелых инфекций по типу сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза и др. Несмотря на относительную безопасность, при длительном использовании тетрациклины могут быть причиной возникновения тяжелых побочных явлений, таких как: гепатиты, поражения скелета и зубов (именно по этой причине тетрациклины противопоказаны детям до 14 лет), пороки развития (имеется противопоказание для использования во время беременности), аллергические реакции.
. Антибиотики из группы аминогликозидов.
Аминогликозиды это группа антибиотиков, к которой относятся такие препараты как Гентамицин, Мономицин, Стрептомицин, Неомицин. Спектр действия аминогликозидов чрезвычайно широк и включает даже возбудителей туберкулеза (Стрептомицин). Аминогликозиды используются для лечения тяжелых инфекционных процессов, связанных с массивным распространением инфекции: сепсис (заражение крови), перитониты. Также Аминогликозиды используются для локального лечения ран и ожогов. Основным недостатком аминогликозидов является их высокая токсичность. Антибиотики из этой группы обладают нефротоксичностью (поражение почек), гепатотоксичностью (поражение печени), ототоксичностью (могут вызвать глухоту). По этой причине аминогликозиды должны использоваться только по жизненным показаниям, когда являются единственной возможностью лечения и не могут быть заменены другими препаратами. Аминогликозиды нельзя сочетать друг с другом и другими ото - и нефротоксическими препаратами. Их нельзя смешивать в одном шприце или в одной инфузионной системе с b-лактамными антибиотиками и гепарином.
. Левомицетин (амфениколы)
Левомицетин (Хлорамфеникол) угнетает синтез бактериальных белков, а в больших дозах вызывает бактерицидный эффект. Левомицетин обладает широким спектром действия, однако его использование ограничено из-за риска развития серьезных осложнений. Наибольшая опасность, связанная с использованием антибиотика Хлорамфеникола заключается в поражении костного мозга, вырабатывающего клетки крови.
. Антибиотики другой структуры
линкозамиды (линкомицин, клиндамицин);
анзамицины (рифампицин) - антибиотики, содержащие в молекулах ароматическое ядро (как правило, нафталиновое), к которому в двух положениях присоединена алифатическая цепь, состоящая из 15 - 20 атомов углерода
антрациклины (рубомицин, доксорубицин, карминомицин) - гликозиды, в которых агликоном является замещённый тетрагидронафтаценхинон;
полиеновые антибиотики (нистатин, леворин) - макролиды, молекулы которых содержат систему сопряжённых двойных связей;
гликопептиды (ванкомицин). Они нарушают синтез компонентов стенки бактериальной клетки (механизм действия подобен механизму b-лактамных антибиотиков).
Г) В зависимости от спектра действия антибиотики могут быть:
. влияющие преимущественно на грамположительные микроорганизмы (бензилпенициллин, эритромицин);
. влияющие преимущественно на грамотрицательные микроорганизмы (уреидопенициллины, монобактамы);
. антибиотические средства широкого спектра действия (тетрациклины, аминогликозиды)
. противотуберкулёзные антибиотики (стрептомицин, рифампицин);
. противогрибковые антибиотики (нистатин, грамицидин);
. антибиотики, влияющие на простейших (трихомицин);
. противоопухолевые антибиотики (адриамицин, оливомицин)
Получение антибиотиков
Способность вырабатывать антибиотики присуща не всем микроорганизмам, а только некоторым штаммам отдельных видов. Так, пенициллин образуют некоторые штаммы Penicillium notatum и P. chrysogenum, а стрептомицин - определенный штамм Streptomyces griseus, тогда как другие штаммы этих же видов либо вообще не вырабатывают антибиотические вещества, либо вырабатывают, но другие. Существуют также различия между штаммами-продуцентами антибиотиков, причем эти различия могут быть количественными или качественными. Один штамм, например, дает максимальный выход данного антибиотика, когда культура растет на поверхности среды и находится в стационарных условиях, а другой - лишь когда его культура погружена в среду и постоянно встряхивается. Некоторые микроорганизмы выделяют не один, а несколько антибиотиков. Так, Pseudomonas aeruginosa образует пиоцианазу, пиоцианин, пиолипоевую кислоту и другие пио-соединения; Bacillus brevis производит грамицидин и тироцидин (смесь, известную под названием тиротрицин); P. notatum - пенициллин и пенатин; Aspergillus flavus - пенициллин и аспергилловую кислоту; Aspergillus fumigatus - фумигатин, спинулозин, фумигацин (гельволевую кислоту) и глиотоксин; Streptomyces griseus - стрептомицин, маннозидострептомицин, циклогексимид и стрептоцин; Streptomyces rimosus - окситетрациклин и римоцидин; Streptomyces aureofaciens - хлортетрациклин и тетрациклин. Один и тот же антибиотик может продуцироваться микроорганизмами разного рода. Так, глиотоксин образуют виды Gliocladium и Trichoderma, а также Aspergillus fumigatus и др. Разные микрорганизмы или их штаммы могут вырабатывать разные химические формы одного и того же антибиотика, например разные пенициллины или различные формы стрептомицина.
В последние годы выделено и описано огромное число антибиотиков, продуцируемых различными организмами. Способностью вырабатывать антибиотики обладают как спорообразующие, так и не образующие спор бактерии, а кроме того, более половины изученных на этот предмет родов грибов.
Неспорообразующие бактерии. Из группы бактерий, ранее называемых Bacillus pyocyaneus, а позднее известных как Pseudomonas aeruginosa, выделены пиоцианин и пиоцианаза. Другие не образующие спор бактерии тоже вырабатывают антибиотики, сильно различающиеся по химической структуре и антибактериальным свойствам. Примером могут служить колицины, производимые различными штаммами кишечной палочки (Escherichia coli).
Спорообразующие бактерии. Многие виды спорообразующих бактерий вырабатывают различные антибиотики. Так, штаммы Bacillus subtilis производят бацитрацин, субтилин и др.; B. brevis - тиротрицин, B. polimixa (B. aerosporus) - полимиксин (аэроспорин). Из B. mycoides, B. mesentericus и B. simplex выделены разнообразные, еще недостаточно изученные соединения: бациллин, колистатин и др. Многие из них препятствуют росту грибков.
Актиномицеты. Кроме пенициллина, наиболее важные антибиотики, используемые в качестве химиотерапевтических средств, были получены из актиномицетов (грибковоподобных бактерий). К настоящему времени выделено или описано более 200 таких соединений. Некоторые из них широко применяются в лечении инфекционных заболеваний человека и животных. К таким антибиотикам относятся стрептомицин, тетрациклины, эритромицин, новобиоцин, неомицин и др. Одни из них обладают в основном антибактериальным действием, другие - антигрибковым, а третьи активны против некоторых крупных вирусов.
Грибки. Грибками в медицине называют микроорганизмы, относящиеся к царству грибов. Это одни из наиболее важных производителей антибиотиков. Они вырабатывают цефалоспорин, гризеофульвин, микофеноловую кислоту, пенициллиновую кислоту, глиотоксин, клавацин, аспергилловую кислоту и многие другие соединения.
Прочие организмы. Водоросли. Многие водоросли способны вырабатывать вещества, обладающие антибиотическими свойствами, но пока ни одно из них не нашло клинического применения.
Лишайники. К антибиотикам, вырабатываемым лишайниками, относятся лихенин и усниновая кислота.
Высшие растения. Высшие зеленые растения тоже образуют антибактериальные вещества, сходные по своим свойствам с истинными антибиотиками. К ним относятся фитонциды - аллицин, томатин и др.
Животные. Среди продуктов животного происхождения, обладающих антибактериальными свойствами, важное место занимает лизоцим. Многие простейшие, личинки насекомых и некоторые другие животные могут переваривать живые бактерии и грибки, однако пока не выяснено, в какой степени эта способность связана с выработкой веществ, обладающих антибиотическими свойствами.
Заключение
Бесспорно, антибиотики нашли широкое применение в повседневной жизни и спасают ежедневно множество жизней. Они используются для предотвращения и лечения многих воспалительных процессов. Но несмотря на то, что открыто довольно большое количество антибиотических веществ, наука всё равно не стоит на месте в этом деле. Микроорганизмы к каждому антибиотику рано или поздно приобретают резистентность. Поэтому учёные ведут непрерывные исследования по поиску и разработке новых антибиотических веществ.
В своей курсовой работе я изучила строение антибиотиков, что помогло мне разобраться в механизме их действия. Решив поставленные задачи (рассмотреть понятие, классификацию, механизм действия, сферу применения и побочные явления антибиотиков) я достигла поставленной цели, сделав для себя определённые открытия и выводы.