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.
