Všeobecnost
Beta-laktamy (nebo β-laktamy) tvoří velkou rodinu antibiotik, která obsahuje mnoho molekul, které mají společné centrální jádro na bázi své chemické struktury: 1 "beta-laktamový kruh, také znám jednodušeji jako beta-laktam.
Beta -laktamový kruh - kromě toho, že tvoří centrální jádro této třídy antibiotik - je také farmakoforem těchto molekul, to znamená, že je to skupina, která uděluje antibakteriální vlastnosti typické pro tato léčiva.
Třídy beta-laktamových antibiotik
V rámci velké rodiny beta-laktamů nacházíme čtyři třídy antibiotik, tzv peniciliny, cefalosporiny, já karbapenemy a já monobaktamy.
Níže budou stručně popsány hlavní charakteristiky těchto léků.
Peniciliny
Peniciliny jsou antibiotika přírodního původu, protože pocházejí z houby (tj. Houby).
Přesněji řečeno, předci této třídy antibiotik - penicilin G (nebo benzylpenicilin) a penicilin V (nebo fenoxymethylpenicilin) - byly poprvé izolovány z kultur Penicillium notatum (forma dnes známá jako Penicillium chrysogenum).
Objev penicilinu je přičítán Alexandru Flemingovi, který v roce 1928 pozoroval, jak kolonie Penicillium notatum byli schopni inhibovat růst bakterií.
Benzylpenicilin a fenoxymethylpenicilin však byly izolovány až o deset let později skupinou britských chemiků.
Od té chvíle začal velký rozvoj výzkumu v oblasti penicilinů ve snaze najít nové a stále bezpečnější a účinnější sloučeniny.
Byly objeveny a syntetizovány tisíce nových molekul, z nichž některé se v terapii používají dodnes.
Peniciliny jsou antibiotika s baktericidním účinkem, to znamená, že jsou schopny zabíjet bakteriální buňky.
Mezi mnoha molekulami patřícími do této skvělé třídy si pamatujeme ampicilin, amoxicilin, methicilin a oxacilin.
Cefalosporiny
Cefalosporiny - stejně jako peniciliny - jsou také antibiotika přírodního původu.
Molekula považovaná za předka této třídy léků - cefalosporin C - objevil italský lékař Giuseppe Brotzu z University of Cagliari.
V průběhu let bylo vyvinuto mnoho cefalosporinů se zvýšenou aktivitou ve srovnání s jejich přirozenými prekurzory, čímž se získaly účinnější léky se širším spektrem účinku.
Cefalosporiny jsou také baktericidní antibiotika.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxime, cefaclor, ceftriaxone, ceftazidime, cefixime a cefpodoxime patří do této třídy léků.
Karbapenemy
Předchůdcem této třídy drog je thienamycin, který byl poprvé izolován z aktinomycete Streptomyces cattleya.
Bylo zjištěno, že thienamycin je sloučenina s „intenzivní antibakteriální aktivitou se širokým spektrem účinku“ a schopná inhibovat některé typy beta-laktamáz (konkrétní enzymy produkované některými bakteriálními druhy schopnými hydrolyzovat beta-laktam a deaktivovat antibiotikum).
Protože se thienamycin ukázal být velmi nestabilní a obtížně izolovatelný, byly provedeny úpravy jeho struktury, čímž byl získán stabilnější polosyntetický první derivát imipenem.
Meropenem a ertapenem také patří do této třídy antibiotik.
Karbapenemy jsou antibiotika s bakteriostatickým účinkem, to znamená, že nejsou schopny zabíjet bakteriální buňky, ale brzdí jejich růst.
Monobaktami
Jediným lékem patřícím do této třídy antibiotik je aztreonam.
Aztreonam nepochází z přírodních sloučenin, ale je zcela syntetického původu. Má spektrum účinku omezené pouze na gramnegativní bakterie a má také schopnost inaktivovat některé typy beta-laktamáz.
Mechanismus účinku
Všechna beta-laktamová antibiotika působí interferencí se syntézou bakteriální buněčné stěny, tj. Interferují se syntézou peptidoglykanu.
Peptidoglykan je polymer sestávající z paralelních řetězců dusíkatých uhlovodanů spojených dohromady křížovými vazbami mezi zbytky aminokyselin.
Tyto vazby jsou tvořeny konkrétními enzymy patřícími do rodiny peptidáz (karboxypeptidázy, transpeptidázy a endopeptidázy).
Beta-laktamová antibiotika se vážou na tyto peptidázy a brání tvorbě výše uvedených příčných vazeb; tímto způsobem se uvnitř peptidoglykanu vytvářejí slabé oblasti, které vedou k lýze a smrti bakteriální buňky.
Odolnost vůči beta-laktamovým antibiotikům
Některé druhy bakterií jsou vůči beta-laktamovým antibiotikům rezistentní, protože syntetizují určité enzymy (např β-laktamázy) schopné hydrolyzovat beta-laktamový kruh; při tom inaktivují antibiotikum a brání mu v plnění jeho funkce.
K nápravě tohoto problému s rezistencí lze beta-laktamová antibiotika podávat společně s dalšími nazývanými sloučeninami Inhibitory β-laktamázy které - jak název napovídá - inhibují aktivitu těchto enzymů.
Příklady těchto inhibitorů jsou "kyselina klavulanová který se často vyskytuje ve spojení s amoxicilinem (jako například v léku Clavulin®), sulbaktam který se nachází v kombinaci s ampicilinem (jako například v léku Unasyn®) a tazobaktam které lze nalézt v mnoha léčivech v kombinaci s piperacilinem (jako například v léčivu Tazocin®).
Rezistence na antibiotika však není způsobena pouze produkcí β-laktamázy bakteriemi, ale může být způsobena i jinými mechanismy.
Mezi tyto mechanismy patří:
- Změny ve struktuře antibiotických cílů;
- Vytvoření a použití metabolické dráhy odlišné od cesty inhibované léčivem;
- Modifikace buněčné permeability vůči léčivu tímto způsobem brání průchodu nebo adhezi antibiotika k membráně bakteriálních buněk.
Fenomén rezistence vůči antibiotikům se v posledních letech bohužel značně zvýšil, a to především kvůli zneužívání a zneužívání, které z něj vyplývá.
Proto u tak silných a účinných léků, jako jsou beta-laktamy, stále více hrozí, že se stanou nepoužitelnými v důsledku neustálého vývoje rezistentních kmenů bakterií.
