általánosság
A béta-laktámok (vagy β-laktámok) nagy antibiotikumcsaládot alkotnak, amelyek számos molekulát tartalmaznak, amelyeknek a központi magja a kémiai szerkezetük alapja: a béta-laktám gyűrű, más néven béta-laktám .
A béta-laktám-gyűrű - ezen antibiotikumok ezen osztályának központi magja mellett - ezen molekulák farmakofora is, vagyis az a csoport, amely az ilyen gyógyszerekre jellemző antibakteriális tulajdonságokat adja.
Béta-laktám antibiotikum osztályok
A béta-laktámák nagy családján belül négy antibiotikum, penicillin, cefalosporin, karbapenem és monobaktám csoport található .
Ezen gyógyszerek főbb jellemzőit röviden ismertetjük az alábbiakban.
penicillin
A penicillinek természetes eredetű antibiotikumok, mivel gomba (azaz gomba) eredetűek.
Pontosabban, az antibiotikumok e osztályának alapítói - a penicillin G (vagy a benzilpenicillin ) és a penicillin V (vagy fenoximetilpenicillin ) - először izoláltak Penicillium notatum tenyészetéből (most Penicillium chrysogenum néven ismert penész).
A penicillin felfedezése Alexander Flemingnek tulajdonítható, aki 1928-ban megfigyelte, hogy a Penicillium notatum kolóniák képesek gátolni a bakteriális növekedést.
A benzilpenicillin és a fenoxi-metil-penicillin azonban csak tíz évvel később izoláltak, köszönhetően egy angol vegyésznek.
Ettől a pillanattól kezdve megkezdődött a penicillinek területén végzett kutatások nagy fejlődése, és megpróbálták olyan új vegyületeket találni, amelyek mindig biztonságosabbak és hatékonyabbak voltak.
Több ezer új molekulát fedeztek fel és szintetizáltak, amelyek közül néhányat még a terápiában használnak.
A penicillinek baktericid hatású antibiotikumok, azaz képesek megölni a bakteriális sejteket.
Az ebbe a nagy osztályba tartozó sok molekula közül emlékeztetünk az ampicillinre, az amoxicillinre, a meticillinre és az oxacillinre.
Cephalosporinok
A cefalosporinok - mint a penicillinek - szintén természetes eredetű antibiotikumok.
A cefalosporin C- t ebbe az osztályba tartozó molekulának a Cagliari Egyetem olasz orvosa, Giuseppe Brotzu fedezte fel.
Az évek során számos cefalosporint fejlesztettek ki a természetes prekurzorhoz képest fokozott aktivitással, így hatékonyabb hatóanyagokat kapnak, amelyek szélesebb hatásspektrummal rendelkeznek.
A cefalosporinok szintén baktericid antibiotikumok.
A cefazolin, a cefalexin, a cefuroxim, a cefaclor, a ceftriaxon, a ceftazidim, a cefixim és a cefpodoxim ezen gyógyszercsoportba tartoznak.
karbapenemekre
Ennek a gyógyszercsoportnak a progenitorja a tienamycin, amelyet először az aktinomycete Streptomyces cattleya- ból izoláltunk.
Azt találtuk, hogy a tienamicin intenzív antibakteriális hatású vegyület, széles hatástartományú és képes gátolni bizonyos típusú p-laktamázokat (bizonyos béta-laktámok hidrolizálására képes baktériumok által termelt enzimeket és az antibiotikum inaktiválása).
Mivel a tienamicint nagyon instabilnak találták és nehéz izolálni, szerkezetét megváltoztatták, így stabilabb első félszintetikus származékot, az imipenemet kaptunk.
Az antibiotikumok ezen osztályába tartoznak a meropenem és a œrapenem.
A karbapenemek bakteriosztatikus antibiotikumok, azaz nem képesek megölni a baktériumsejteket, de gátolják növekedésüket.
monobactam
Az antibiotikumok ebbe az osztályába tartozó egyetlen gyógyszer az aztreonám.
Az azreonam nem természetes vegyületekből származik, hanem teljesen szintetikus eredetű. A Gram-negatív baktériumokra korlátozott hatásspektrummal rendelkezik, és képes arra is, hogy bizonyos típusú p-laktamázokat inaktiváljon.
Akció mechanizmus
Valamennyi béta-laktám antibiotikum hatással van a bakteriális sejtfal szintézisére, azaz zavarja a peptidoglikán szintézist.
A peptidoglikán egy olyan polimer, amely párhuzamos nitrogénezett szénhidrátláncokból áll, amik az aminosavmaradékok közötti keresztkötésekkel vannak összekapcsolva.
Ezeket a kötéseket a peptidázcsaládhoz tartozó specifikus enzimek alkotják (karboxipeptidáz, transzpeptidáz és endopeptidáz).
A béta-laktám antibiotikumok kötődnek ezekhez a peptidázokhoz, amelyek megakadályozzák a fent említett keresztkötések kialakulását; így a peptidoglikán belsejében gyenge területek képződnek, amelyek a baktériumsejt líziséhez és halálához vezetnek.
Béta-laktám antibiotikumokkal szembeni rezisztencia
Egyes baktériumfajok rezisztensek a béta-laktám antibiotikumokkal szemben, mert specifikus enzimeket ( β-laktamázokat ) szintetizálnak, amelyek képesek a béta-laktám gyűrű hidrolizálására; ezáltal inaktiválják az antibiotikumot, amely megakadályozza a funkció végrehajtását.
Ennek az ellenállási problémának a orvoslására a béta-laktám antibiotikumok beadhatók más p-laktamáz-gátlóknak nevezett vegyületekkel együtt, amelyek - ahogy a neve is jelzi - gátolják ezen enzimek aktivitását.
Ezeknek az inhibitoroknak a példái a klavulánsav, amelyet gyakran az amoxicillinnel (mint például a Clavulin®-ben), a szulbaktámmal együtt találunk, amely ampicillinnel kombinálva van (például az Unasyn® gyógyszerben) és a tazobaktám, amely számos gyógyszerben megtalálható piperacillinnel kombinálva (például a Tazocin® gyógyszerben).
Az antibiotikum-rezisztenciát azonban nemcsak a β-laktamáz baktériumok termelése okozza, hanem más mechanizmusok is okozhatnak.
Ezek a mechanizmusok a következők:
- Változások az antibiotikum-célok szerkezetében;
- A hatóanyag által gátolt anyagtól eltérő metabolikus útvonal kialakítása és alkalmazása;
- Ily módon a gyógyszer permeabilitásának változása gátolja az antibiotikum átjutását vagy tapadását a bakteriális sejtmembránhoz.
Sajnos az antibiotikum-rezisztencia jelensége az elmúlt években jelentősen megnövekedett, főként a visszaélések és a visszaélések miatt.
Ezért az olyan erős és hatásos gyógyszerek, mint a béta-laktámok, egyre inkább használhatatlanná válnak a rezisztens baktériumtörzsek folyamatos fejlődése miatt.
