Классификация антибиотиков

Классификация антибиотиков

За тот период, который  прошел со времени открытия П.Эрлиха, было получено более 10000 различных антибиотиков, поэтому важной проблемой являлась систематизация этих препаратов. В  настоящее время существуют различные  классификации антибиотиков, однако ни одна из них не является общепринятой.

В основу главной классификации  антибиотиков положено их химическое строение (табл. 7.1).

Наиболее важными классами синтетических антибиотиков являются хинолоны и фторхинолоны (например, ципрофлоксацин), сульфаниламиды (сульфадиметоксин), имидазолы (метронидазол), нитрофураны (фурадонин, фурагин).

.  Классификация природных антибиотиков в зависимости от химической структуры

Большая часть антибиотиков имеет природное происхождение, и их основным продуцентом являются микробы. Микроорганизмы, находясь в  своей естественной среде обитания – в основном в почве, производят антибиотики в качестве средства борьбы за существование с себе подобными.

В зависимости от источника  получения различают шесть групп  антибиотиков:

• антибиотики, полученные из грибов, например рода Penicillium (пенициллины, гризеофульвин), рода Cephalosporium (це-фалоспорины) и т. д.;
• антибиотики, полученные из актиномицетов; группа включает около 80 % всех антибиотиков. Среди актиномицетов основное значение имеют представители рода Streptomyces, являющиеся продуцентами стрептомицина, эритромицина, левомицетина, нистатина и многих других антибиотиков;
• антибиотики, продуцентами которых являются собственно бактерии. Чаще всего с этой целью используют представителей родов Bacillus и Pseudomonas. Примерами антибиотиков данной группы являются полимиксины; бацитрацин;
• антибиотики животного происхождения; из рыбьего жира получают эктерицид;
• антибиотики растительного происхождения. К ним можно отнести фитонциды, которые выделяют лук, чеснок, другие растения. В чистом виде они не получены, так как являются чрезвычайно нестойкими соединениями. Антимикробным действием обладают многие растения, например ромашка, шалфей, календула;
• синтетические антибиотики.

Способы получения  антибиотиков

Существуют три способа  получения антибиотиков.

Биологический   синтез. Для получения антибиотиков этим способом используют высокопродуктивные штаммы мик-Я роорганизмов и специальные питательные среды, на которых их выращивают (см. главу 6). С помощью биологического синтеза получают, например, пенициллин.

Химический  синтез. После  изучения структуры некоторых природных  антибиотиков стало возможным их получение путем химического  синтеза. Одним из первых препаратов, полученных таким методом, был левомицетин. Кроме того, с помощью этого метода созданы все синтетические антибиотики.

Комбинированный  метод. Этот метод представляет собой сочетание  двух предыдущих: с помощью биологического синтеза получают антибиотик, выделяют из него так называемое ядро (например, 6-аминопенициллановую кислоту из пенициллина) и химическим путем  добавляют к нему различные радикалы. Антибиотики, полученные с помощью  этого метода, называются полусинтетическими. Например, полусинтетическими пенициллинами  являются оксациллин, азлоциллин. Широко используются полусинтетические цефалоспорины, тетрациклины и др.

Достоинством полусинтетических  антибиотиков  является чувствительность к ним устойчивых к природным  антибиотикам микроорганизмов. Кроме  того, это наиболее экономически выгодный способ производства антибиотиков: из одного природного антибиотика, стоимость  получения которого очень высока, можно создать примерно 100 полусинтетических  препаратов с разными свойствами.

Спектр и механизм действия антибиотиков

По спектру действия антибиотики делят на пять групп  в зависимости от того, на какие  микроорганизмы они оказывают воздействие. Кроме того, существуют противоопухолевые  антибиотики, продуцентами которых  также являются актиномицеты. Каждая из этих групп включает две подгруппы: антибиотики широкого и узкого спектра  действия. Антибактериальные   антибиотики   составляют самую многочисленную группу препаратов. Преобладают в ней антибиотики широкого спектра действия, оказывающие влияние на представителей всех трех отделов бактерий. К антибиотикам широкого спектра действия относятся аминогликозиды, тетра-циклины и др.

Антибиотики узкого спектра  действия эффективны в отношении  небольшого круга бактерий, например полимиксины действуют на грациликутные, ванкомицин влияет на грамположительные бактерии.

В отдельные группы выделяют противотуберкулезные, противолепрозные, противосифилитические препараты. Противогрибковые антибиотики включают значительно меньшее число препаратов. Широким спектром действия обладает, например, амфотерицин В, эффективный при кандидозах, бластомикозах, аспергиллезах; в то же время нистатин, действующий на грибы рода Candida, является антибиотиком узкого спектра действия. Антипротозойные и антивирусные антибиотики насчитывают небольшое число препаратов. Противоопухолевые антибиотики представлены препаратами, обладающими цитотоксическим действием. Большинство из них применяют при многих видах опухолей, например митомицин С.

Антибактериальное действие антибиотиков может быть бактерицидным, т.е. вызывающим гибель бактерий (например, у пенициллинов, цефалоспоринов), и бактериостатическим – задерживающим рост и развитие бактерий (например, у тетрациклинов, левомицетина). При увеличении дозы бактериостатические антибиотики могут также вызывать гибель бактерий. Аналогичными типами действия обладают противогрибковые антибиотики: фунгицидным и фунгиостатическим. Обычно при тяжелых заболеваниях назначают бактерицидные и фунгицидные антибиотики.Действие антибиотиков на микроорганизмы связано с их способностью подавлять те или иные биохимические реакции, происходящие в микробной клетке. В зависимости от механизма действия различают пять групп антибиотиков:

• антибиотики, нарушающие синтез клеточной стенки. К этой группе относятся, например, (3-лактамы. Препараты этой группы характеризуются самой высокой избирательностью действия: они убивают бактерии и не оказывают влияния на клетки микроорганизма, так как последние не имеют главного компонента клеточной стенки бактерий – пептидогликана. В связи с этим р-лактамные антибиотики являются наименее токсичными для макроорганизма;
• антибиотики, нарушающие молекулярную организацию и синтез клеточных мембран. Примерами подобных препаратов являются полимиксины, полиены;
• антибиотики, нарушающие синтез белка; это наиболее многочисленная группа препаратов. Представителями этой группы являются аминогликозиды, тетрациклины, макролиды, левомицетин, вызывающие нарушение синтеза белка на разных уровнях;
• антибиотики – ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот. Например, хинолоны нарушают синтез ДНК, рифампицин – синтез РНК;
• антибиотики, подавляющие синтез пуринов и аминокислот К этой группе относятся, например, сульфаниламиды.

Побочное действие антибиотиков

Из полученных тысяч  антибиотиков в клинической практике находят применение лишь 150-200 препаратов. Объясняется это тем, что многие антибиотики, будучи эффективными антимикробными средствами, оказывают выраженное отрицательное воздействие на организм и для лечения больных не могут быть использованы. Даже те несколько десятков употребляемых антибиотиков, как и все лекарственные препараты, обладают побочным действием на организм. Различают несколько групп осложнений антибиотикотерапии.

Токсические реакции. Токсическое  действие антибиотиков зависит от свойств  препарата, его дозы, способа введения, состояния больного. Среди осложнений этой группы на первом месте стоит  поражение печени. Подобным действием  обладают, например, тетрациклины. Второе место занимают антибиотики с  нефротоксическим действием, например аминогликозиды: повреждение печени и почек связано с их обезвреживающей и выделительной функциями.

Аминогликозиды могут также вызывать необратимое поражение слухового нерва. Левомицетин может поражать органы кроветворения, он же обладает эмбриотоксическим действием. Цефалоспорины III поколения нарушают синтез витамина К, в результате чего возможны кровотечения. Наименее токсичен из применяемых антибиотиков пенициллин, однако при его длительном использовании возможно поражение ЦНС.

Для предупреждения токсического действия антибиотиков необходимо выбирать наиболее безвредные для данного  больного препараты (не назначать, например, нефротоксичные антибиотики больному с поражением почек) и постоянно следить за состоянием органов, для которых антибиотик токсичен.

Дисбиозы. При использовании антибиотиков широкого спектра действия наряду с возбудителями заболевания, для уничтожения которых их применяют, погибают и некоторые представители нормальной микрофлоры, чувствительные к этим антибиотикам. Освобождается место для антибиотикорезистентных микроорганизмов, которые начинают усиленно размножаться и могут стать причиной вторичных эндогенных инфекций, как бактериальных, так и грибковых. Например, у больного стафилококковой пневмонией в результате антибиотикотерапии может развиться цистит, вызванный Е. coli. Проявлением дисбиоза может стать также кандидамикоз (см. главу 14). Подавление антибиотиками нормальной микрофлоры приводит к нарушению ее антагонистической по отношению к патогенным микроорганизмам функции и может способствовать развитию различных заболеваний. Например, использование антибиотиков, подавляющих Е. coli, делает организм более восприимчивым к дизентерии, холере, другим кишечным инфекциям. Предупредить развитие дисбиоза невозможно, но вполне реально свести до минимума его последствия. Во-первых, по возможности следует использовать антибиотики узкого спектра действия; во-вторых, параллельно антибактериальным антибиотикам назначать противогрибковые препараты; в-третьих, для восстановления нормальной микрофлоры применять эубиотики (см.главу 9).

Действие на иммунитет. Применение антибиотиков может вызвать  аллергические реакции, возникновение  которых зависит от свойств препарата (наиболее сильными аллергенами являются пенициллин и цефалоспорины), способа введения и индивидуальной чувствительности больного. Аллергические реакции наблюдаются в 10 % случаев. Могут появиться сыпь, зуд, крапивница и др. Очень редко возникает такое тяжелое осложнение, как анафилактический шок (см. главу 9). Для предупреждения этих реакций антибиотики необходимо назначать с учетом индивидуальной чувствительности больного при обязательном тщательном наблюдении за больным после введения антибиотиков. При появлении аллергических реакций антибиотик отменяют.

Иммунодепрессивное действие. Например, левомицетин подавляет антителообразование, тетрациклин угнетает фагоцитоз. В последние годы при операциях по пересадке органов и тканей очень широко применяют циклоспорин, препятствующий их отторжению. Этот препарат был получен как противогрибковый антибиотик, но его Иммунодепрессивное действие на Т-систему значительно превзошло его антимикробные свойства. Многие антибиотики оказывают отрицательное влияние на различные звенья иммунной системы, что вызывает необходимость назначать их очень осторожно.

Кроме непосредственного  действия на иммунную систему, антибиотики  при формировании иммунитета могут  явиться при чиной недостаточного антигенного воздействия микроорганизмої в результате применения антибиотиков микроорганизмы погибают прежде, чем успевают выполнить свою антигенную функ цию. Вследствие этого не вырабатывается полноценный иммунитет, что приводит к переходу заболевания в хроническую форму, возникновению реинфекций и рецидивов. Подобный эффект наблюдается при скарлатине, брюшном тифе и другиз заболеваниях.

Для профилактики данного  осложнения можно использоваті иммуноантибиотикотерапию (сочетанное применение антибиотика и соответствующей вакцины). В результате действия антибиотика погибают возбудители заболевания, действие вакцины приводит к формированию иммунитета.

Действие антибиотиков на микроорганизмы. Помимо неблагоприятного побочного влияния на макроорганизм, антибиотики могут вызывать нежелательные для человека изменения самих микроорганизмов.

Во-первых, у микроорганизмов  могут изменяться морфологические, биохимические и другие свойства. Например, следствием антибиотикотерапии может быть образование L-форм бактерий. Микроорганизмы с измененными свойствами трудно распознавать, и, следовательно, сложно поставить диагноз больному, у которого они обнаружены.

Во-вторых, при лечении  антибиотиками у бактерий формируется  приобретенная антибиотикоустойчивость (резистентность). Врожденная, или видовая, устойчивость присуща бактериям от рождения и обусловлена таксономическими свойствами вида. Например, пенициллин не действует на микоплазмы, так как у них нет пептидогликана – мишени, на которую этот антибиотик влияет. Когда у популяции микроорганизмов появляются особи, которые устойчивы к более высокой концентрации антибиотика, чем остальные, то говорят о формировании приобретенной устойчивости. В некоторых случаях среди бактерий образуются антибиотикозависимые формы.

Антибиотикоустойчивые бактерии появляются вне зависимости от применения данного антибиотика; возможно существование антибиотикорезистентных особей к тем препаратам, которые еще не созданы. Использование нового антибиотика приводит к гибели антибиотикочувствительных и распространению антибиотикоустойчивых бактерий, т. е. антибиотик играет роль селективного фактора. Обычно уже через 1-3 года после создания и применения нового препарата появляются устойчивые к нему бактерии, а через 10-20 лет формируется полная резистентность. Нет ни одного антибиотика, к которому не возникали бы устойчивые формы.