generalitet
Beta-laktamene (eller β-laktamer) utgjør en stor familie av antibiotika, som omfatter mange molekyler som har felles den sentrale kjernen ved basen av deres kjemiske struktur: beta-laktamringen, også kjent som betablaktam .
Beta-laktamringen - i tillegg til å være den sentrale kjernen i denne klassen av antibiotika - er også farmakoforen til disse molekylene, det vil si den gruppen som gir de antibakterielle egenskapene som er typiske for disse legemidlene.
Beta-laktam antibiotikaklasser
Innenfor den store familien av beta-laktamer finner vi fire klasser av antibiotika, penicilliner, cephalosporiner, karbapenem og monobaktam .
De viktigste egenskapene til disse legemidlene vil bli kort beskrevet nedenfor.
penicilliner
Penicilliner er antibiotika av naturlig opprinnelse, som de er avledet fra en sopp (dvs. en sopp).
Nærmere bestemt ble grunnleggerne av denne klassen av antibiotika - penicillin G (eller benzylpenicillin ) og penicillin V (eller fenoksymetylpenicillin ) - for første gang isolert fra kulturer av Penicillium notatum (en form nå kjent som Penicillium chrysogenum ).
Oppdagelsen av penicillin skyldes Alexander Fleming som i 1928 observert hvordan Penicillium notatum kolonier var i stand til å hemme bakteriell vekst.
Imidlertid ble benzylpenicillin og fenoksymetylpenicillin isolert bare ti år senere takket være en gruppe engelske kjemikere.
Fra det øyeblikket begynte den store utviklingen av forskning innen penicilliner, i et forsøk på å finne nye forbindelser som ble stadig mer sikre og effektive.
Tusenvis av nye molekyler ble oppdaget og syntetisert, hvorav noen fortsatt brukes i terapi.
Penicilliner er antibiotika med bakteriedrepende virkning, dvs. de er i stand til å drepe bakterieceller.
Blant de mange molekylene som tilhører denne store klassen, husker vi ampicillin, amoksicillin, meticillin og oksacillin.
cefalosporiner
Cefalosporiner - som penicilliner - er også antibiotika av naturlig opprinnelse.
Molekylet betraktet forfaren til denne klassen av legemidler - cephalosporin C - ble oppdaget av den italienske legen Giuseppe Brotzu ved Universitetet i Cagliari.
Gjennom årene har mange cephalosporiner blitt utviklet med økt aktivitet sammenlignet med deres naturlige forløper, og dermed oppnå mer effektive stoffer med et bredere handlingsspektrum.
Cefalosporiner er også bakteriedrepende antibiotika.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxim, cefaklor, ceftriaxon, ceftazidim, cefixim og cefpodoxim tilhører denne klassen av legemidler.
karbapenemer
Forfederen til denne klassen av stoffer er thienamycin, som ble isolert for første gang fra actinomycete Streptomyces cattleya .
Det ble oppdaget at thienamycin var en forbindelse med en intens antibakteriell aktivitet, med et bredt spekter av virkning og i stand til å hemme noen typer β-laktamaser (spesielt enzymer produsert av noen bakteriearter som er i stand til å hydrolysere beta-laktam og å inaktivere antibiotika).
Siden thienamycin ble funnet å være svært ustabil og vanskelig å isolere ble det gjort endringer i strukturen, og således oppnådde et stabilt første halvsyntetisk derivat, imipenemet.
Også inkludert i denne klassen av antibiotika er meropenem og œrapenem.
Carbapenem er bakteriostatiske antibiotika, det vil si at de ikke kan drepe bakterieceller, men hemmer veksten.
monobaktamer
Det eneste stoffet som tilhører denne klassen av antibiotika er aztreonam.
Aztreonam kommer ikke fra naturlige forbindelser, men er av helt syntetisk opprinnelse. Det har et spekter av handling begrenset til gramnegative bakterier, og har også evnen til å inaktivere visse typer β-laktamaser.
Handlingsmekanisme
Alle beta-laktamantibiotika virker ved å forstyrre syntesen av bakteriecellemuren, dvs. de forstyrrer peptidoglykansyntese.
Peptidoglykan er en polymer som består av parallelle kjeder av nitrogenerte karbohydrater, sammenføyt av tverrbindinger mellom aminosyrerester.
Disse bindingene dannes av bestemte enzymer som tilhører peptidasefamilien (karboxypeptidase, transpeptidase og endopeptidase).
Beta-laktamantibiotika binder til disse peptidaser som forhindrer dannelsen av de nevnte kryssbindinger; På denne måten dannes svake områder inne i peptidoglykanen som fører til bakteriecellens lys og død.
Motstand mot beta-laktam antibiotika
Noen bakteriearter er resistente mot beta-laktam-antibiotika fordi de syntetiserer bestemte enzymer ( β-laktamaser ) som er i stand til å hydrolysere beta-laktamringen. gjør det, de inaktiverer antibiotika som hindrer det i å utføre sin funksjon.
For å rette opp dette resistensproblemet, kan beta-laktamantibiotika administreres sammen med andre forbindelser kalt p-laktamaseinhibitorer som - som navnet antyder - hemmer aktiviteten til disse enzymene.
Eksempler på disse inhibitorene er klavulansyre som ofte finnes i forbindelse med amoksicillin (som for eksempel i den medisinske Clavulin®), sulfatam som er funnet i kombinasjon med ampicillin (som for eksempel i Unasyn® medisinen) og tazobaktam som finnes i mange medisiner i kombinasjon med piperacillin (som for eksempel i medisinen Tazocin®).
Imidlertid er antibiotikaresistens ikke bare forårsaket av produksjon av β-laktamasebakterier, men kan også skyldes andre mekanismer.
Disse mekanismene inkluderer:
- Endringer i strukturen av antibiotiske mål;
- Opprettelse og bruk av en metabolsk vei forskjellig fra det som hemmer av stoffet;
- På denne måten hindrer endringer i cellepermeabilitet til medikamentet passasje eller adhesjon av antibiotikumet til bakteriecellemembranen.
Dessverre har fenomenet antibiotikaresistens i stor grad økt de siste årene, hovedsakelig på grunn av misbruk og misbruk som er gjort.
Derfor er narkotika så kraftige og effektive som beta-laktamer i større grad sannsynlig å bli ubrukelig på grunn av kontinuerlig utvikling av resistente bakteriestammer.
