Beta-Lactam Antibiotika

Almindelighed

Betalactamer (eller β-lactamer) udgør en stor familie af antibiotika, der omfatter adskillige molekyler, der har fælles kernen i bunden af ​​deres kemiske struktur: l "beta-lactam ring, også kendt mere enkelt som beta-lactam.

Betalactamringen - udover at udgøre den centrale kerne i denne klasse af antibiotika - er også farmakoforen for disse molekyler, det vil sige, det er gruppen, der giver de antibakterielle egenskaber, der er typiske for disse lægemidler.

Klasser af beta-lactam antibiotika

Inden for den store familie af beta-lactamer finder vi fire klasser af antibiotika, penicilliner, det cephalosporiner, jeg carbapenemer og jeg monobaktamer.
De vigtigste egenskaber ved disse lægemidler vil blive kort illustreret nedenfor.

Penicilliner

Penicilliner er antibiotika af naturlig oprindelse, da de stammer fra en svamp (dvs. en svamp).
Mere præcist er forfædre til denne klasse af antibiotika - penicillin G (eller benzylpenicillin) og penicillin V (eller phenoxymethylpenicillin) - blev først isoleret fra kulturer af Penicillium notatum (en form nu kendt som Penicillium chrysogenum).
Opdagelsen af ​​penicillin tilskrives Alexander Fleming, der i 1928 observerede, hvordan kolonierne i Penicillium notatum var i stand til at hæmme bakterievækst.
Benzylpenicillin og phenoxymethylpenicillin blev imidlertid først isoleret ti år senere af en gruppe britiske kemikere.
Fra det øjeblik begyndte den store udvikling af forskning inden for penicilliner i et forsøg på at finde nye og stadig mere sikre og effektive forbindelser.
Tusinder af nye molekyler blev opdaget og syntetiseret, hvoraf nogle stadig bruges i terapi i dag.
Penicilliner er antibiotika med bakteriedræbende virkning, det vil sige, at de er i stand til at dræbe bakterieceller.
Blandt de mange molekyler, der tilhører denne store klasse, husker vi ampicillin, amoxicillin, methicillin og oxacillin.

Cephalosporiner

Cephalosporiner - ligesom penicilliner - er også antibiotika af naturlig oprindelse.
Molekylet betragtes som stamfader til denne klasse af lægemidler - cephalosporin C - blev opdaget af den italienske læge Giuseppe Brotzu fra University of Cagliari.
I årenes løb er adskillige cephalosporiner blevet udviklet med øget aktivitet i forhold til deres naturlige forløber, og derved opnået mere effektive lægemidler med et bredere spektrum af handlinger.
Cephalosporiner er også bakteriedræbende antibiotika.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxim, cefaclor, ceftriaxon, ceftazidim, cefixim og cefpodoxim tilhører denne klasse af lægemidler.

Carbapenemer

Stamfaderen til denne klasse af lægemidler er thienamycin, som først blev isoleret fra actinomycete Streptomyces cattleya.
Det blev opdaget, at thienamycin var en forbindelse med en "intens antibakteriel aktivitet, med et bredt spektrum af virkninger" og i stand til at hæmme nogle typer β-lactamaser (særlige enzymer produceret af nogle bakteriearter, der er i stand til at hydrolysere beta-lactam og til at inaktivere antibiotikum).
Da thienamycin viste sig at være meget ustabilt og svært at isolere, blev der foretaget ændringer i dets struktur og dermed opnået et mere stabilt semisyntetisk første derivat, imipenem.
Meropenem og ertapenem tilhører også denne klasse af antibiotika.
Carbapenemer er antibiotika med bakteriostatisk virkning, det vil sige, at de ikke er i stand til at dræbe bakterieceller, men de hæmmer deres vækst.

Monobactami

Det eneste lægemiddel, der tilhører denne klasse af antibiotika, er aztreonam.
Aztreonam stammer ikke fra naturlige forbindelser, men er af fuldstændig syntetisk oprindelse. Det har et spektrum af handlinger, der kun er begrænset til gramnegative bakterier, og har også evnen til at inaktivere nogle typer β-lactamaser.

Handlingsmekanisme

Alle beta-lactam-antibiotika virker ved at forstyrre syntesen af ​​bakteriecellevæggen, dvs. de forstyrrer syntesen af ​​peptidoglycan.
Peptidoglycan er en polymer, der består af parallelle kæder af nitrogenholdige kulhydrater, forbundet med krydsbindinger mellem aminosyrerester.
Disse bindinger dannes af bestemte enzymer, der tilhører peptidasefamilien (carboxypeptidaser, transpeptidaser og endopeptidaser).
Betalactam-antibiotika binder til disse peptidaser, der forhindrer dannelsen af ​​de førnævnte tværgående bindinger; på denne måde dannes svage områder inde i peptidoglycan, som fører til lysering og død af bakteriecellen.

Resistens over for beta-lactam antibiotika

Nogle bakteriearter er resistente over for beta-lactam-antibiotika, fordi de syntetiserer bestemte enzymer (le β-lactamase) i stand til at hydrolysere beta-lactamringen; på den måde inaktiverer de antibiotikumet og forhindrer det i at udføre sin funktion.
For at afhjælpe dette resistensproblem kan beta-lactam-antibiotika administreres sammen med andre kaldede forbindelser β-lactamase-hæmmere som - som navnet antyder - hæmmer aktiviteten af ​​disse enzymer.
Eksempler på disse hæmmere er "clavulansyre som ofte findes i forbindelse med amoxicillin (som f.eks. i lægemidlet Clavulin®), sulbactam som findes i kombination med ampicillin (som f.eks. i medicinen Unasyn®) og tazobactam som findes i mange lægemidler i kombination med piperacillin (f.eks. i medicinen Tazocin®).
Imidlertid skyldes antibiotikaresistens ikke kun bakteriernes produktion af β-lactamase, men kan også skyldes andre mekanismer.
Disse mekanismer omfatter:

• Ændringer i strukturen af ​​antibiotiske mål;
• Oprettelse og anvendelse af en metabolisk vej, der er forskellig fra den, der hæmmes af lægemidlet;
• Modifikationer af den cellulære permeabilitet over for lægemidlet på denne måde hindres passage eller adhæsion af antibiotika til bakteriecellemembranen.

Desværre er fænomenet antibiotikaresistens steget betydeligt i de seneste år, hovedsageligt på grund af misbrug og misbrug, der er lavet af det.
Derfor risikerer sådanne kraftfulde og effektive lægemidler som beta-lactamer i stigende grad at blive ubrugelige på grund af den kontinuerlige udvikling af resistente bakteriestammer.