Применение антибиотиков в медицине

Антибиотики — это химиотерапевтические вещества, образуемые микроорганизмами или полученные из других природных источников, а также их производные и синтетические продукты, обладающие способностью избирательно подавлять в организме больного возбудителей заболевания или задерживать развитие злокачественных новообразований. Антибиотики отличаются от других лекарственных средств гетерогенностью, т.е. многокомпонентностью состава. Для каждого антибиотика существует фермент, который его инактивирует. Оценка качества природных и полусинтетических антибиотиков проводится по токсичности, которая определяется биологическими методами на животных. Значительную часть антибиотиков выпускают в виде герметически укупоренных сухих рассыпок вследствие их нестабильности в водных растворах. Антибиотики занимают первое место среди препаратов, вызывающих побочные реакции; это прямая токсичность, дисбактериозы, нефро- и ототоксичность (стрептомицин), аллергические реакции (пенициллин). Поскольку антибиотики в большинстве случаев являются смесями веществ, их активность определяется в единицах действия (ЕД). Метод основан на сравнении угнетения роста тест-микроорганизма определенными концентрациями испытуемого препарата с угнетением роста известными концентрациями стандартного препарата антибиотика.

В медицинской практике используются около 25 тыс. лекарственных препаратов. При этом почти 90 % лекарств разработаны в последние десятилетия, что позволяет говорить о «фармацевтическом взрыве». Растет не только число лекарственных средств, но и сила их воздействия на организм. С внедрением в клиническую практику таких высокоэффективных лекарственных средств, как антибиотики, существенно расширяются возможности лечения различных заболевании.

Однако с ростом эффективности лекарственных средств сужается спектр их терапевтического действия и увеличивается риск осложнений лекарственной терапии. В среднем современная лекарственная терапия сопровождается осложнениями у 19-33 % больных, до 8 % людей госпитализируются по поводу лекарственных осложнений, у 2-3 % с медикаментозными осложнениями неправильное лечение может закончиться летальным исходом.[3]

Поэтому данная тема очень актуальна в настоящее время.

Цель данной курсовой работы — провести анализ лекарственных веществ и лекарственных форм, содержащих антибиотики.

1. Выявить значение лекарственных веществ и лекарственных форм, содержащих антибиотик;

2. Выявить правила хранения;

3. Изучить характеристику физических, химических и фармакологических свойств;

4. Изучить существующие методы идентификации и количественного определения.

Применение антибиотиков в медицине

В клинике применяют около 40 антибиотиков, не оказывающих вредного действия на организм человека. Для достижения лечебного действия необходимо поддержание в организме так называемых терапевтических концентраций, особенно в очаге инфекции. Повышение концентрации антибиотиков в организме более эффективно, но может осложниться побочными действиями препаратов. При необходимости усилительное действие антибиотика можно применять несколько антибиотиков (например, стрептомицин с пенициллином), а также эфициллин (при воспалении лёгких) и другие лекарственные средства (гормональные препараты, антикоагулянты и др.). Сочетания некоторых антибиотиков оказывают токсическое действие, и поэтому их комбинации применять нельзя. Пенициллинами пользуются при сепсисе, воспалении лёгких, гонорее, сифилисе и др.

Бензилпенициллин, экмоновоциллин (новокаиновая соль пенициллина с экмолином) эффективны против стафилококков; бициллины-1, -3 и -5 (дибензилэтилендиаминовая соль пенициллина) используют для профилактики ревматических атак. Ряд антибиотиков — стрептомицина сульфат, паскомицин, дигидрострептомицинпаскат, пантомицин, дигидрострептомицинпантотенат, стрептомицин-салюзид, а также циклосерин, виомицин (флоримицин), канамицин и рифамицин — назначают при лечении туберкулёза. Препараты синтомицинового ряда используют при лечении туляремии и чумы; тетрациклины — для лечения холеры. Для борьбы с носительством патогенных стафилококков применяют лизоцим с экмолином.

Полусинтетические пенициллины с широким спектром действия — ампициллин и гетациллин — задерживают рост кишечной, брюшнотифозной и дизентерийной палочек.

Длительное и широкое применение антибиотиков вызывало появление большого количества устойчивых к ним патогенных микроорганизмов. Практически важно возникновение устойчивых микробов одновременно к нескольким антибиотикам — перекрёстная лекарственная устойчивость. Для предупреждения образования устойчивых к антибиотикам форм периодически заменяют широко применяющиеся антибиотиков и никогда не применяют их местно на раневые поверхности. Заболевания, вызванные устойчивыми к антибиотикам стафилококками, лечат полусинтетическими пенициллинами (метициллин, оксациллин, клоксациллин и диклоксациллин), а также эритромицином, олеандомицином, новобиоцином, линкомицином, лейкоцином, канамицином, рифамицином; против стафилококков, устойчивых ко многим антибиотикам, применяют шинкомицин и йозамицин. Кроме устойчивых форм, при применении антибиотиков (чаще всего стрептомицина) могут появляться и так называемые зависимые формы (микроорганизмы, развивающиеся только в присутствии антибиотиков). При нерациональном использовании антибиотиков активизируются патогенные грибы, находящиеся в организме, что приводит к кандидозу. Для профилактики и лечения кандидозов употребляют антибиотики нистатин и леворин.

В некоторых случаях при лечении антибиотиками развиваются побочные явления. Пенициллин при длительном применении в больших дозах оказывает токсическое действие на центральную нервную систему, стрептомицин — на слуховой нерв, и т. п. Эти явления ликвидируют уменьшением доз. Сенсибилизация (повышенная чувствительность) организма может проявляться независимо от дозы и способа введения антибиотиков и выражаться в обострении инфекционного процесса (поступление в кровь больших количеств токсинов вследствие массовой гибели возбудителя), в рецидивах заболевания (в результате подавления иммунобиологических реакций организма), суперинфекции, а также аллергических реакциях.[6]

ПРИМЕНЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ

Антибиотические вещества находят применение в различных отраслях народного хозяйства, в научных исследованиях. Они широко используются в медицине, в сельском хозяйстве, в пищевой и консервной промышленности, как специфические ингибиторы в биологических исследованиях.

Антибиотики в медицине. Открытие антибиотиков вызвало переворот в медицине. Многие антибиотические вещества оказались незаменимыми лечебными препаратами. Они нашли широкое применение при лечении многих инфекционных заболеваний, которые ранее считались неизлечимыми или сопровождались высоким летальным исходом. К числу таких заболеваний необходимо отнести некоторые формы туберкулеза и, прежде всего туберкулез менингитный, который до применения антибиотиков вызывал 100%-ный летальный исход, чуму, азиатскую холеру, брюшной тиф, бруцеллез, пневмонию, различные септические процессы и др.

Некоторые антибиотики способны подавлять развитие злокачественных опухолей и проявлять активность в отношении ряда вирусов.

К настоящему времени в медицинской практике нашло применение около ста антибиотиков. Поиски новых антибиотических веществ, получение ценных полусинтетических препаратов антибиотиков расширяют возможность их практического применения в медицине.

Антибиотики в сельском хозяйстве. Наряду с медицинским использованием антибиотики находят широкое применение в сельском хозяйстве. Прежде всего, антибиотики используются в качестве препаратов в ветеринарии для лечения различных заболеваний сельскохозяйственных животных. В этом случае они, как и в медицине, оказались весьма эффективными средствами.

Антибиотические вещества находят все возрастающее применение в борьбе с фитопатогенными организмами — возбудителями заболеваний растений, наносящими ощутимый урон сельскохозяйственному производству.

При выборе антибиотиков, используемых в растениеводстве, необходимо руководствоваться следующими основными требованиями к препарату:

1) антибиотик должен обладать специфической биологической активностью к возбудителю заболевания растений;

2) он должен легко проникать в ткани растений и проявлять внутри них биологическую активность;

3) лечебные дозы антибиотика должны быть безвредными для растения;

4) антибиотик, находясь на поверхности и внутри тканей растения, должен относительно длительное время проявлять биологическую активность, но должен также легко и быстро инактивироваться, попадая в почву.

Одним из самых главных требований к антибиотикам, используемым в сельском хозяйстве, должно быть то, чтобы эти препараты не применялись в медицинской практике. Это принципиальное условие обеспечивает снижение уровня появления резистентных форм микроорганизмов, патогенных для человека.

Для борьбы с фитопатогенными организмами могут применяться различные антибиотики.

Гризеофульвин — образуется плесневыми грибами из рода Penicillum (P. urticae, P. nigricans, P. rustrichi). Строение антибиотика см. с. .

Читать еще:  Антибиотики для новорожденных

Гризеофульвин применяют против фитопатогенных грибов и, прежде всего грибов, относящихся к роду Botrytis. Он активен в отношении возбудителя ржавчины, мучнистой росы, килы капусты.

Трихотецин — продуцируется плесневым грибом Trichothecium roseum (см. с. ).

Антибиотик подавляет развитие ряда фитопатогенных грибов, в том числе Botrytis cinerea, Helmintosporium. Попадая в почву, трихотецин инактивируется ферментом трихотециназой, образуемой почвенными грибами из рода Fusarium, Aspergillus, Penicillum.

Касугамицин, продуцируемый Streptomyces kasugaensis, имеет следующее строение:

Активен против грибного заболевания риса пирикуляриоза, широко распространенного в Японии. Заболевание вызывается грибом Pericularia oryzae.

Полиоксины — антибиотики, относящиеся к своеобразным соединениям пептидил-пиримидин-нуклеозидам, обладают противогрибковой активностью. Образуются культурой Streptomyces cacaoi и имеют следующее строение:

Антибиотики подавляют рост фитопатогенных грибов из рода Alternaria, Cochliobalus, Pirularia.

Валидамицин А, образуемый Streptomyces hygroscopicus var. limoneus, обладает биологической активностью против фитопатогенного гриба Rizoctonia solani — возбудителя заболевания риса. Известна суммарная формула валидамицина A: C20H35NO13∙H2O. Антибиотик легко разлагается почвенными микроорганизмами.

Тетранастин — антибиотическое вещество актиномицетного происхождения. Его продуцентом является Streptomyces aureus. Обладает специфической активностью против паразитарных паучков и клещей плодовых деревьев.

Гербицидины А и В, синтезируемые Streptomyces saganoensis, подавляют развитие возбудителя заболевания риса, вызываемое Xanthomonas oryzae.

Гербицидин А задерживает прорастание семян риса и китайской капусты, обладает избирательной гербицидной активностью против двудольных растений.

Гербицидины А и В по химическому строению и биологической активности близки к тойокамицину, образуемому культурой Str. toyocaensis.

Антибиотики в пищевой и консервной промышленности. При борьбе с микроорганизмами, вызывающими порчу продуктов питания, наряду с физическими и химическими методами применяются и антибиотики. Однако для этих целей не могут быть использованы антибиотики, применяемые в медицине. Это правило введено в нашей стране и ряде других государств и связано оно с предупреждением процесса возникновения и распространения устойчивых к антибиотикам форм микробов.

Среди антибиотиков, применяемых в пищевой и консервной промышленности, можно назвать субтилин, низин и некоторые другие.

Субтилин образуется культурой Bacillus subtilis и представляет собой полипептид. Активен в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, в том числе и кислотоустойчивых бацилл.

Применяя субтилин при консервировании овощей, можно значительно смягчить их термическую обработку, что имеет большое значение для сохранения витаминов, вкусовых качеств и консистенции продукта.

Низин — высокомолекулярный пептид, а может быть даже низкомолекулярный белок, образуемый Streptococcus lactis.

Низин не используется в медицинской практике. Его применяют при консервировании томатов, зеленого горошка, цветной капусты и других продуктов. Хорошие результаты получены при сохранении сыров.

Антибиотик подавляет развитие ряда термофильных спорообразующих бактерий, не токсичен для человека.

Применение антибиотиков в растениеводстве, пищевой и консервной промышленности должно происходить под постоянным и строгим контролем специалистов и соответствующих компетентных органов.

Дата добавления: 2018-05-10 ; просмотров: 2720 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Клиническое применение

Антибиотики произвели революцию в лечебной практике. Среди многочисленных антибиотиков, широко применяемых в качестве химиотерапевтических средств, в наибольших количествах используются пенициллины, цефалоспорины, стрептомицин и другие аминогликозиды, хлорамфеникол, тетрациклины и эритромицин. Кроме того, важное значение имеют бацитрацин, полимиксин, неомицин, нистатин и гризеофульвин. В определенных случаях используют также и другие антибиотики. Пенициллин широко применяется в лечении стафилококковых инфекций — остеомиелита, инфекционного артрита, пневмонии, бронхита, эмпиемы, эндокардита, фурункулеза, ларинготрахеита, мастита, менингита, воспаления среднего уха, перитонита, инфицированных ран и ожогов, септицемии, синусита, тонзиллита и многих других заболеваний. Его с успехом используют при различных инфекциях, вызываемых гемолитическими и анаэробными стрептококками, пневмококками, гонококками, менингококками, анаэробными клостридиями (возбудителями газовой гангрены), дифтерийными палочками, возбудителями сибирской язвы, спирохетами и многими другими бактериями. Однако при смешанных инфекциях, вызываемых грамотрицательными бактериями, а также при малярии, туберкулезе, вирусных инфекциях, грибковых и некоторых других заболеваниях пенициллин неэффективен. Токсическое действие пенициллина проявляется главным образом в виде аллергических реакций (даже на минимальные дозы) и судорожных припадков (при введении очень больших доз).

ПЕНИЦИЛЛИН (белая точка)

Видно его угнетающее влияние (темное кольцо) на рост колонии стафилококков (полосы). Цефалоспорины по химической структуре близки к пенициллину, но обладают высокой устойчивостью к действию разрушающих ферментов (бета-лактамаз), которые вырабатываются рядом бактерий для защиты от пенициллина. Поэтому цефалоспорины высокоактивны по отношению к бактериям кишечной группы (грамотрицательным палочковидным бактериям типа Escherichia coli), в норме населяющим толстый кишечник, и умеренно активны по отношению к очень опасному Pseudomonas aeruginosa, который вызывает тяжелые поражения кожи. В настоящее время получено большое число цефалоспоринов, среди них — применяемые в клинике цефалотин, цефазолин, цефалексин, цефамандол, дефокситин и цефтриаксон. Эти соединения представляют особую ценность в случаях тяжелых внутрибольничных инфекций, когда высока вероятность заражения устойчивыми штаммами, а также в случаях доказанной резистентности возбудителя к более старым и менее эффективным антибиотикам.

Стрептомицин применяется при многих инфекциях. Это эффективное средство лечения менингита, эндокардита, ларинготрахеита, а также заболеваний мочевых путей и легких, вызываемых бациллой Пфейфера (Hemophilus influenzae). Лечению стрептомицином поддаются также менингит, пневмония и инфекции мочевых путей, если причиной этих заболеваний служат чувствительные к нему штаммы Escherichia coli, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumoniae (бацилла Фридлендера), Aerobacter aerogenes и Pseudomonas. Он эффективен при менингите, вызываемом чувствительными к данному антибиотику штаммами Salmonella, и при туляремии. Кроме того, стрептомицин применяется при перитоните, абсцессах печени, инфекциях желчных путей и эмпиеме, вызываемых чувствительными к нему микроорганизмами, туберкулезе, хронических легочных инфекциях, обусловленных преимущественно грамотрицательными бактериями, и эндокардите, причиной которого служат устойчивые к пенициллину, но чувствительные к стрептомицину бактерии. В то же время стрептомицин обладает некоторой токсичностью и может обусловливать головокружение, глухоту и другие нежелательные явления. Кроме того, возбудители инфекций быстро становятся устойчивыми к этому антибиотику. Побочные эффекты во многом удается устранить путем снижения дозы и более редкого введения стрептомицина, а резистентность возбудителей (в частности, при лечении туберкулеза) — его применением вместе с другими веществами, например пара-аминосалициловой кислотой и гидразидом изоникотиновой кислоты.

Другие аминогликозиды. Помимо стрептомицина в медицине применяется ряд других аминогликозидов (гентамицин, тобрамицин, канамицин). Как видно из их родового названия, все они содержат аминосахара, соединенные гликозидной связью. Антибиотики этой группы, как и стрептомицин, обладают выраженной токсичностью, особенно в отношении слуховой и вестибулярной (обусловливающей чувство равновесия) систем, но нередко и в отношении почек. Действию этих антибиотиков поддается в основном аэробная грамотрицательная флора, тогда как большинство грамположительных бактерий проявляет высокую устойчивость к ним.

Хлорамфеникол и тетрациклины. Судя по перекрестной резистентности различных бактерий и спектру антимикробного действия, эти антибиотики, особенно тетрациклины, имеют сходные биологические свойства. Они эффективны при приеме внутрь (перорально) и широко применяются при многочисленных инфекционных заболеваниях, вызываемых бактериями и некоторыми крупными вирусами. К таким заболеваниям относятся брюшной тиф, различные формы сыпного тифа, пятнистая лихорадка, гонококковые инфекции, сифилис, бруцеллез, инфекции мочевых путей, венерическая лимфогранулема и многие другие. Эти антибиотики эффективны также при большинстве заболеваний, для лечения которых показан пенициллин, и их часто назначают при устойчивых к пенициллину инфекциях, а также в тех случаях, когда предпочитают пероральную терапию.

Читать еще:  Антибиотики при гнойных ранах

Эритромицин и новобиоцин. Эритромицин и другие антибиотики (например, карбомицин, олеандомицин), имеющие особую (макролидную) химическую структуру, а также новобиоцин характеризуются широким спектром действия — примерно таким же, как у пенициллина, но охватывающим и некоторые грамотрицательные бактерии. Их преимущества заключаются в возможности приема внутрь и низкой токсичности; они относительно редко вызывают желудочно-кишечные расстройства.

Другие антибиотики. К другим клинически важным антибиотикам относятся тиротрицин, полимиксин (аэроспорин) и бацитрацин. Будучи сравнительно токсичными, они применяются главным образом наружно и перорально. При грибковых инфекциях используются преимущественно нистатин, амфотерицин В и гризеофульвин.

Другие области применения. Антибиотики широко применяются в ветеринарной практике, для борьбы с рядом болезней растений (груш, бобов и перца) и для очистки вирусных препаратов. Фермеры добавляют антибиотики в корм для ускорения роста домашней птицы, свиней и коров. Эта практика вызывает определенные возражения: многие ученые считают, что она способствует распространению болезнетворных микроорганизмов, резистентных к действию антибиотиков, и тем самым угрожает здоровью человека. Некоторые микроорганизмы вырабатывают вещества, тормозящие размножение вирусов или разрушающие их; в частности, эти вещества активны в отношении бактериофагов и вирусов, вызывающих болезни растений и животных. Другие сходные с антибиотиками продукты жизнедеятельности микробов уничтожают или препятствуют размножению опухолевых клеток, в ряде случаев действуя как истинные антибиотики. Некоторые соединения, в частности актиномицин, азасерин, саркомицин и митомицин, обладают специфической противоопухолевой активностью и находят применение в лечении рака у человека.

Антибиотики и современная медицина

Антибиотики занимают особое место в современной медицине. Они являются объектом изучения различных биологических и химических дисциплин. За последние годы резко возросло значение антибиотиков в решении важнейших теоретических проблем биохимии. Наука об антибиотиках развивается бурно. Если это развитие началось с микробиологии, то теперь проблему изучают не только микробиологи, но и фармакологи, биохимики, химики, радиобиологи, физико-химики, технологи, врачи всех специальностей.

Антибиотики — вещества природного происхождения, обладающие выраженной биологической активностью. Они могут быть получены из микробов, растений, животных тканей и синтетическим путем. За последние 35 лет открыты тысячи антибиотиков с различным спектром действия, однако в клинике применяется ограниченное число препаратов. Это объясняется главным образом тем, что большинство антибиотиков не удовлетворяет требованиям практической медицины.

Первый период развития науки об антибиотиках связан с эмпирическими поисками веществ из различных природных источников. Успешное развитие биологии, химии, физики привело к тому, что на смену эмпирическому периоду пришло рациональное направление. За короткий срок удалось расшифровать строение многих антибиотиков, найти пути химических превращений, позволяющих изменять фармакологические и другие свойства антибиотиков. Изучение строения антибиотиков позволило подойти к раскрытию механизма их действия, особенно благодаря огромным успехам в области молекулярной биологии. Расширение знаний о структуре и синтезе клеточных оболочек, о роли нуклеиновых кислот позволило выяснить точки приложения действия антибиотиков в бактериальной клетке.

Наибольшее число антибиотиков различного строения получено из актиномицетов (лучистые грибы), плесневых грибов, некоторых бактерий. Производство большинства антибиотиков в промышленном масштабе осуществляется путем биосинтеза. Значительных успехов достигла селекция продуцентов антибиотиков; при ферментации применяются высокопродуктивные штаммы и специально разработанные питательные среды.


Академик АМН СССР проф. З.В.Ермольева

«Рациональная антибиотикотерапия»,
С.М.Навашин, И.П.Фомина

В последние годы значительно пополнился ряд антибиотиков с противоопухолевым действием. Большинство из них тормозит синтез нуклеиновых кислот раковой клетки. Противовирусных антибиотиков, которые бы нашли применение в клинике, пока не существует. В качестве активного противовирусного средства применяют интерферон, который рекомендуется для профилактики и раннего лечения гриппа. Помимо экзогенного интерферона, используют различные индукторы его образования в организме…

При введении в практику каждого нового антибиотика большое значение имеет изучение его действия на организм человека. Накопленный клинический опыт уточнил показания и противопоказания к применению антибиотиков, внес изменения в комбинированную терапию, привлек внимание к роли защитных сил организма при антибиотикотерапии и т. д. Достигаемое с помощью антибиотиков уменьшение числа возбудителей или задержка их роста облегчает…

Полусинтетические препараты получают также на основе аминоцефалоспорановой кислоты. Такие производные, как цефалотин, цефалоридин, находят практическое применение при сепсисе, пневмониях и других инфекциях. Эти препараты, как правило, не вызывают аллергических реакций у лиц, чувствительных к пенициллину. Большое значение в антибиотикотерапии имеют дезоксистрептамино-содержащие препараты (аминогликозиды). Из антибиотиков широкого спектра действия важное место занимает группа тетрациклинов. В настоящее…

Методы выделения и очистки антибиотиков очень разнообразны и определяются химической природой активного вещества. При этом широко используют ионообменные процессы, экстракцию растворителями, методы осаждения. Определение активности антибиотиков в основном осуществляется микробиологическим путем с использованием чувствительных тест-микробов, но все большее место начинают занимать химические методы. По спектру антимикробного действия различают антибиотики, активные в отношении грамположительных микроорганизмов (пенициллины,…

Антибиотики

Антиби о тики (от анти. и греч. b ĺ оs — жизнь), вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерий и других микробов, а также вирусов и клеток. Многие антибиотики способны убивать микробов. Иногда к антибиотикам относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей. Каждый антибиотик характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробов. В связи с этим различают антибиотики с широким и узким спектром действия. Первые подавляют разнообразных микробов [например, тетрациклин действует как на окрашивающихся по методу Грама (грамположительных), так и на неокрашивающихся (грамотрицательных) бактерий, а также на риккетсий]; вторые — лишь микробов какой-либо одной группы (например, эритромицин и олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии). В связи с избирательным характером действия некоторые антибиотики способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов в концентрациях, не повреждающих клеток организма хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных инфекционных заболеваний человека, животных и растений. Микроорганизмы, образующие антибиотики, являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи антибиотиков подавляют их рост. Мысль об использовании явления антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит И. И. Мечникову, который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека.

До 40-х гг. 20 в. антибиотики, обладающие лечебным действием, не были выделены в чистом виде из культур микроорганизмов. Первым таким антибиотиками был тиротрицин, полученный американским учёным Р. Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой аэробной палочки Bacillus brevis. Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками. В 1940 английские учёные Х. Флори и Дж. Чейн, работая с пенициллином, образуемым плесневым грибом Penicillium notatuip, открытым английским бактериологом А. Флемингом в 1929, впервые выделили пенициллин в чистом виде и обнаружили его замечательные лечебные свойства. В 1942 советские учёные Г. Ф. Гаузе, М. Г. Бражцикова получили из культуры почвенных бактерий грамицидин С, а в 1944 американский учёный З. Ваксман получил стрептомицин из культуры актиномицета Streptomyces griseus. Описано около 2000 различных антибиотиков из культур микроорганизмов, но лишь немногие из них (около 40) могут служить лечебными препаратами, остальные по тем или иным причинам не обладают химиотерапевтическим действием. Антибиотики можно классифицировать по их происхождению (из грибов, бактерий, актиномицетов и др.), химической природе или по механизму действия.

Антибиотики из грибов. Важнейшее значение имеют антибиотики группы пенициллина, образуемые многими расами Penicillium notatum, P. chrysogenum и другими видами плесневых грибов. Пенициллин подавляет рост стафилококков в разведении 1 на 80 млн. и мало токсичен для человека и животных. Он разрушается энзимом пенициллиназой, образуемой некоторыми бактериями. Из молекулы пенициллина было получено её «ядро» (6-аминопенициллановая кислота), к которому затем химически присоединили различные радикалы. Так, были созданы новые «полусинтетические» пенициллины (метициллин, ампициллин и др.), не разрушаемые ценициллиназой и подавляющие некоторые штаммы бактерий, устойчивые к природному пенициллину. Другой антибиотик — цефалоспорин С — образуется грибом Cephalosporium. Он обладает близким к пенициллину химическим строением, но имеет несколько более широкий спектр действия и подавляет жизнедеятельность не только грамположительных, но и некоторых грамотрицательных бактерий. Из «ядра» молекулы цефалоспорина (7-аминоцефалоспорановая кислота) были получены его полусинтетические производные (например, цефалоридин), которые нашли применение в медицинской практике. Антибиотик гризеофульвин был выделен из культур Penicillium griseofulvum и других плесеней. Он подавляет рост патогенных грибков (см. фунгицидные антибиотики) и широко используется в медицине.

Антибиотики из актиномицетов весьма разнообразны по химической природе, механизму действия и лечебным свойствам. Ещё в 1939 советские микробиологи Н. А. Красильников и А. И. Кореняко описали антибиотик мицетин, образуемый одним из актиномицетов. Первым антибиотиком из актиномицетов, получившим применение в медицине, был стрептомицин, подавляющий наряду с грамположительными бактериями и грамотрицательными палочки туляремии, чумы, дизентерии, брюшного тифа, а также туберкулёзную палочку. Молекула стрептомицина состоит из стрептидина (дигуанидиновое производное мезоинозита), соединённого глюкозидной связью со стрептобиозамином (дисахаридом, содержащим стрентозу и метилглюкозамин). Стрептомицин относится к антибиотикам группы воднорастворимых органических оснований, к которой принадлежат также антибиотики аминоглюкозиды (неомицин, мономицин, канамицин и гентамицин), обладающие широким спектром действия. Часто используют в медицинской практике антибиотики группы тетрациклина, например хлортетрациклин (синонимы: ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (синоним: террамицин). Они обладают широким спектром действия и наряду с бактериями подавляют риккетсий (например, возбудителя сыпного тифа). Воздействуя на культуры актиномицетов, продуцентов этих антибиотиков, ионизирующей радиацией или многими химическими агентами, удалось получить мутанты, синтезирующие антибиотики с измененным строением молекулы (например, деметилхлортетрациклин). Антибиотик хлорамфеникол (синоним: левомицетин), обладающий широким спектром действия, в отличие от большинства других антибиотиков, производят в последние годы путём химического синтеза, а не биосинтеза. Другим таким исключением является противотуберкулёзный антибиотик циклосерин, который также можно получать промышленным синтезом. Остальные антибиотики производят биосинтезом. Некоторые из них (например, тетрациклин, пенициллин) могут быть получены в лаборатории химическим синтезом; однако этот путь настолько труден и нерентабелен, что не выдерживает конкуренции с биосинтезом. Значительный интерес представляют антибиотики макролиды (эритромицин, олеандомицин), подавляющие грамположительные бактерии, а также антибиотики полиены (нистатин, амфотерицин, леворин), обладающие противогрибковым действием. Известны антибиотики, образуемые актиномицетами (см. Актиномицины), которые оказывают подавляющее действие на некоторые формы злокачественных новообразований и применяются в химиотерапии рака, например актиномицин (синонимы: хризомаллин, аурантин), оливомицин, брунеомицин, рубомицин С. Интересен также антибиотик гигромицин В, обладающий противогельминтным действием.

Антибиотики из бактерий в химическом отношении более однородны и в подавляющем большинстве случаев относятся к полипептидам. В медицине используют тиротрицин и грамицидин С из Bacillus brevis, бацитрацин из Bac. subtilis и полимиксин из Bac. polymyxa. Низин, образуемый стрептококками, не применяют в медицине, но употребляют в пищевой промышленности в качестве антисептика, например при изготовлении консервов.

Антибиотические вещества из животных тканей. Наиболее известны среди них: лизоцим, открытый английским учёным А. Флемингом (1922); это энзим — полипептид сложного строения, который содержится в слезах, слюне, слизи носа, селезёнке, лёгких, яичном белке и др., подавляет рост сапрофитных бактерий, но слабо действует на болезнетворных микробов; интерферон — также полипептид, играющий важную роль в защите организма от вирусных инфекций; образование его в организме можно повысить с помощью специальных веществ, называемых интерфероногенами.

Антибиотики могут быть классифицированы не только по происхождению, но и разделены на ряд групп на основе химического строения их молекул. Такая классификация была предложена советскими учёными М. М. Шемякиным и А. С. Хохловым: антибиотики ациклического строения (полиены нистатин и леворин); алициклического строения; антибиотики ароматического строения; антибиотики — хиноны; антибиотики — кислородсодержащие гетероциклические соединения (гризеофульвин); антибиотики — макролиды (эритромицин, олеандомицин); антибиотики — азотсодержащие гетероциклические соединения (пенициллин); антибиотики — полипептиды или белки; антибиотики — депсипептиды (см. табл.).

Третья возможная классификация основана на различиях в молекулярных механизмах действия антибиотиков. Например, пенициллин и цефалоспорин избирательно подавляют образование клеточной стенки у бактерий. Ряд антибиотиков избирательно поражает на разных этапах биосинтез белка в бактериальной клетке; тетрациклины нарушают прикрепление транспортной рибонуклеиновой кислоты (РНК) к рибосомам бактерий; макролид эритромицин, как и линкомицин, выключает передвижение рибосомы по нити информационной РНК; хлорамфеникол повреждает функцию рибосомы на уровне фермента пептидилтранслоказы; стрептомицин и аминоглюкозидные антибиотики (неомицин, канамицин, мономицин и гентамицин) искажают «считывание» генетического кода на рибосомах бактерий. Другая группа антибиотиков избирательно поражает биосинтез нуклеиновых кислот в клетках также на различных этапах: актиномицин и оливомицин, вступая в связь с матрицей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), выключают синтез информационной РНК; брунеомицин и митомицин реагируют с ДНК по типу алкилирующих соединений, а рубомицин — путём интеркаляции. Наконец, некоторые антибиотики избирательно поражают биоэнергетические процессы: грамицидин С, например, выключает окислительное фосфорилирование.

Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам — важная проблема, определяющая правильный выбор того или иного препарата для лечения больного. В первые годы после открытия пенициллина около 99% патогенных стафилококков были чувствительны к этому антибиотику; в 60-е гг. к пенициллину остались чувствительны уже не более 20—30%. Рост устойчивых форм связан с тем, что в популяциях бактерий постоянно появляются устойчивые к антибиотикам мутанты, обладающие вирулентностью и получающие распространение преимущественно в тех случаях, когда чувствительные формы подавлены антибиотиками. С популяционно-генетической точки зрения, этот процесс обратим. Поэтому при временном изъятии данного антибиотика из арсенала лечебных средств устойчивые формы микробов в популяциях вновь заменяются чувствительными формами, которые размножаются более быстрым темпом.

Промышленное производство антибиотиков ведётся в ферментерах, где продуцирующие антибиотики микроорганизмы культивируются в стерильных условиях на специальных питательных средах. Большое значение при этом имеет селекция активных штаммов, для чего предварительно используются различные мутагены с целью индукции активных форм. Если исходный штамм продуцента пенициллина, с которым работал Флеминг, образовывал пенициллин в концентрации 10 ЕД/мл, то современные продуценты образуют пенициллин в концентрации 16 000 ЕД/мл. Эти цифры отражают прогресс технологии. Синтезированные микроорганизмами антибиотики извлекают и подвергают химической очистке. Количественное определение активности антибиотиков проводят микробиологическими (по степени антимикробного действия) и физико-химическими методами.

Антибиотики широко применяют в медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях пищевой и микробиологической промышленности.

Продуценты, химическая природа и спектр действия важнейших антибиотиков

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector