všeobecnosť
Beta-laktámy (alebo β-laktámy) predstavujú veľkú skupinu antibiotík, ktorá obsahuje mnoho molekúl, ktoré majú spoločné centrálne jadro na báze svojej chemickej štruktúry: beta-laktámový kruh, tiež jednoducho známy ako beta-laktám .
Beta-laktámový kruh - okrem toho, že je centrálnym jadrom tejto triedy antibiotík - je tiež farmakoforom týchto molekúl, to znamená, že je to skupina, ktorá poskytuje antibakteriálne vlastnosti typické pre tieto lieky.
Triedy beta-laktámových antibiotík
V rámci veľkej skupiny beta-laktámov nájdeme štyri triedy antibiotík, penicilínov, cefalosporínov, karbapenémov a monobaktámov .
Hlavné charakteristiky týchto liekov budú stručne opísané nižšie.
penicilíny
Penicilíny sú antibiotiká prírodného pôvodu, pretože sú odvodené z huby (tj huby).
Presnejšie povedané, zakladatelia tejto triedy antibiotík - penicilín G (alebo benzylpenicilín ) a penicilín V (alebo fenoxymetylpenicilín ) - boli po prvý raz izolované z kultúr Penicillium notatum (pleseň známa ako Penicillium chrysogenum ).
Objav penicilínu je pripisovaný Alexandrovi Flemingovi, ktorý v roku 1928 pozoroval, ako boli kolónie Penicillium notatum schopné inhibovať rast baktérií.
Avšak benzylpenicilín a fenoxymetylpenicilín boli izolované iba o desať rokov neskôr vďaka skupine anglických chemikov.
Od tohto momentu sa začal veľký vývoj výskumu v oblasti penicilínov, v snahe nájsť nové zlúčeniny, ktoré boli vždy bezpečnejšie a efektívnejšie.
Objavili a syntetizovali sa tisíce nových molekúl, z ktorých niektoré sa stále používajú v terapii.
Penicilíny sú antibiotiká s baktericídnym účinkom, tj sú schopné zabíjať bakteriálne bunky.
Spomedzi mnohých molekúl patriacich do tejto veľkej triedy si spomíname na ampicilín, amoxicilín, meticilín a oxacilín.
cefalosporíny
Cefalosporíny - ako napríklad penicilíny - sú tiež antibiotikami prírodného pôvodu.
Molekula považovaná za predchodcu tejto triedy liekov - cefalosporín C - objavil taliansky lekár Giuseppe Brotzu z Univerzity v Cagliari.
V priebehu rokov sa vyvinuli početné cefalosporíny so zvýšenou aktivitou v porovnaní s ich prirodzeným prekurzorom, čím sa získali účinnejšie lieky so širším spektrom účinku.
Cefalosporíny sú tiež baktericídne antibiotiká.
Do tejto triedy liekov patria cefazolin, cefalexín, cefuroxím, cefaclor, ceftriaxón, ceftazidím, cefixím a cefpodoxím.
karbapenémy
Progenitor tejto triedy liečiv je tienamycín, ktorý bol prvýkrát izolovaný z aktinomycét Streptomyces cattleya .
Bolo zistené, že tienamycín je zlúčenina s intenzívnou antibakteriálnou aktivitou, so širokým spektrom účinku a schopná inhibovať niektoré typy β-laktamáz (konkrétne enzýmy produkované niektorými druhmi baktérií schopných hydrolyzovať beta-laktám a inaktivovať antibiotikum).
Pretože sa zistilo, že tienamycín je veľmi nestabilný a ťažko sa izoluje, došlo k zmenám jeho štruktúry, čím sa získal stabilnejší prvý polosyntetický derivát, imipeném.
Do tejto triedy antibiotík patrí aj meropeném a œrapenem.
Karbapenémy sú bakteriostatické antibiotiká, to znamená, že nie sú schopné zabíjať bakteriálne bunky, ale inhibujú ich rast.
monobaktamom
Jediný liek patriaci do tejto triedy antibiotík je aztreonam.
Aztreonam nepochádza z prírodných zlúčenín, ale je úplne syntetického pôvodu. Má spektrum účinku obmedzené na gramnegatívne baktérie a má tiež schopnosť inaktivovať určité typy β-laktamáz.
Akčný mechanizmus
Všetky beta-laktámové antibiotiká pôsobia tak, že interferujú so syntézou steny bakteriálnych buniek, tj interferujú s syntézou peptidoglykánov.
Peptidoglykán je polymér tvorený paralelnými reťazcami dusíkatých sacharidov, ktoré sú navzájom spojené priečnymi väzbami medzi aminokyselinovými zvyškami.
Tieto väzby sú tvorené konkrétnymi enzýmami patriacimi do rodiny peptidáz (karboxypeptidáza, transpeptidáza a endopeptidáza).
Beta-laktámové antibiotiká sa viažu na tieto peptidázy, ktoré zabraňujú tvorbe vyššie uvedených krížových väzieb; týmto spôsobom sú vo vnútri peptidoglykánu vytvorené slabé oblasti, ktoré vedú k lýze a smrti bakteriálnej bunky.
Rezistencia na beta-laktámové antibiotiká
Niektoré druhy baktérií sú rezistentné voči beta-laktámovým antibiotikám, pretože syntetizujú konkrétne enzýmy ( β-laktamázy ) schopné hydrolyzovať beta-laktámový kruh; tým deaktivujú antibiotikum, ktoré mu bráni vykonávať svoju funkciu.
Na odstránenie tohto problému rezistencie sa beta-laktámové antibiotiká môžu podávať spolu s ďalšími zlúčeninami nazývanými inhibítory β-laktamázy, ktoré - ako názov napovedá - inhibujú aktivitu týchto enzýmov.
Príkladmi týchto inhibítorov sú kyselina klavulanová, ktorá sa často vyskytuje v spojení s amoxicilínom (ako napríklad v lekárskom prípravku Clavulin®), sulbaktámom, ktorý sa nachádza v kombinácii s ampicilínom (napríklad v lieku Unasyn®). a tazobaktám, ktorý sa nachádza v mnohých liekoch v kombinácii s piperacilínom (ako napríklad v lieku Tazocin®).
Antibiotická rezistencia však nie je spôsobená len produkciou p-laktamázových baktérií, ale môže byť spôsobená aj inými mechanizmami.
Tieto mechanizmy zahŕňajú:
- Zmeny v štruktúre antibiotických cieľov;
- Tvorba a použitie metabolickej dráhy odlišnej od cesty inhibovanej liečivom;
- Týmto spôsobom zmeny v priepustnosti buniek pre liek bránia priechodu alebo adhézii antibiotika k membráne bakteriálnych buniek.
Bohužiaľ, fenomén rezistencie voči antibiotikám sa v posledných rokoch výrazne zvýšil, hlavne kvôli zneužívaniu a zneužívaniu, ktoré sa robí.
Preto sú lieky, ktoré sú také účinné a účinné ako beta-laktámy, čoraz viac pravdepodobné, že sa stanú zbytočnými v dôsledku nepretržitého vývoja rezistentných bakteriálnych kmeňov.
