Бета-лактамски антибиотици

Опћенитост

Бета-лактами (или β-лактами) чине велику породицу антибиотика, која се састоји од бројних молекула којима је заједничко централно језгро у основи њихове хемијске структуре:бета-лактамски прстен, такође познат једноставније као бета-лактам.

Бета -лактамски прстен - осим што чини централно језгро ове класе антибиотика - такође је фармакофор ових молекула, односно, то је група која даје антибактеријска својства типична за ове лекове.

Класе бета-лактамских антибиотика

Унутар велике породице бета-лактама налазимо четири класе антибиотика, пеницилини, цефалоспорини, и карбапенеми и ја монобактами.
У наставку ће укратко бити приказане главне карактеристике ових лекова.

Пеницилини

Пеницилини су антибиотици природног порекла, јер потичу од гљиве (тј. Гљиве).
Тачније, родоначелници ове класе антибиотика - пеницилин Г. (или бензилпеницилин) и пеницилин В. (или феноксиметилпеницилин) - први пут су изоловани из култура Пенициллиум нотатум (калуп сада познат као Пенициллиум цхрисогенум).
Откриће пеницилина приписује се Александру Флемингу који је 1928. посматрао како колоније Пенициллиум нотатум успели су да спрече раст бактерија.
Међутим, бензилпеницилин и феноксиметилпеницилин је само десет година касније изоловала група британских хемичара.
Од тог тренутка почео је велики развој истраживања у области пеницилина, у покушају да се пронађу нова, све сигурнија и ефикаснија једињења.
Откривено је и синтетизовано хиљаде нових молекула, од којих се неки и данас користе у терапији.
Пеницилини су антибиотици са бактерицидним дејством, односно способни су да убију бактеријске ћелије.
Међу многим молекулима који припадају овој великој класи, сећамо се ампицилина, амоксицилина, метицилина и оксацилина.

Цефалоспорини

Цефалоспорини - попут пеницилина - такође су антибиотици природног порекла.
Молекул се сматра родоначелником ове класе лекова - цефалоспорин Ц. - открио је италијански лекар Ђузепе Броцу са Универзитета у Каљарију.
Током година, развијени су бројни цефалоспорини са повећаном активношћу у поређењу са њиховим природним прекурсорима, чиме су добијени ефикаснији лекови са ширим спектром деловања.
Цефалоспорини су такође бактерицидни антибиотици.
Цефазолин, цефалексин, цефуроксим, цефаклор, цефтриаксон, цефтазидим, цефиксим и цефподоксим припадају овој класи лекова.

Царбапенемс

Родоначелник ове класе лекова је тиенамицин, који је прво изолован из актиномицета Стрептомицес цаттлеиа.
Откривено је да је тиенамицин једињење са "интензивном антибактеријском активношћу, са широким спектром деловања" и способно да инхибира неке врсте β-лактамаза (одређене ензиме које производе неке бактеријске врсте способне да хидролизују бета-лактам и да инактивирају антибиотик).
Пошто се тиенамицин показао као веома нестабилан и тешко га је изоловати, извршене су модификације у његовој структури чиме је добијен стабилнији полусинтетски први дериват, имипенем.
Меропенем и ертапенем такође припадају овој класи антибиотика.
Карбапенеми су антибиотици са бактериостатским деловањем, односно нису у стању да убију бактеријске ћелије, али инхибирају њихов раст.

Монобацтами

Једини лек који припада овој класи антибиотика је азтреонам.
Азтреонам не потиче од природних једињења, већ је потпуно синтетичког порекла, има спектар деловања ограничен само на грам-негативне бактерије и такође има способност да инактивира неке врсте β-лактамаза.

Механизам дејства

Сви бета-лактамски антибиотици делују ометајући синтезу ћелијског зида бактерије, односно ометају синтезу пептидогликана.
Пептидогликан је полимер који се састоји од паралелних ланаца азотних угљених хидрата, међусобно повезаних умреженим везама између аминокиселинских остатака.
Ове везе формирају посебни ензими који припадају породици пептидаза (карбоксипептидазе, транспептидазе и ендопептидазе).
Бета-лактамски антибиотици се везују за ове пептидазе спречавајући стварање горе наведених попречних веза; на овај начин се унутар пептидогликана стварају слаба подручја која доводе до лизе и смрти бактеријске ћелије.

Отпорност на бета-лактамске антибиотике

Неке врсте бактерија су отпорне на бета-лактамске антибиотике јер синтетишу одређене ензиме (ле β-лактамаза) у стању да хидролизују бета-лактамски прстен; на тај начин инактивирају антибиотик, спречавајући га да обавља своју функцију.
Да би се решио овај проблем резистенције, бета-лактамски антибиотици могу се примењивати заједно са другим названим једињењима инхибитори β-лактамазе који - како назив имплицира - инхибирају активност ових ензима.
Примери ових инхибитора су "клавуланска киселина који се често налази у вези са амоксицилином (као, на пример, у леку Цлавулин®), сулбактам који се налази у комбинацији са ампицилином (као, на пример, у леку Унасин®) и тазобактам који се могу наћи у многим лековима у комбинацији са пиперацилином (као што је, на пример, у леку Тазоцин®).
Међутим, резистенција на антибиотике није узрокована само производњом β-лактамазе од стране бактерија, већ може бити узрокована и другим механизмима.
Ови механизми укључују:

• Промене у структури циљева антибиотика;
• Стварање и употреба метаболичког пута различитог од оног који је инхибиран леком;
• Модификације ћелијске пропустљивости према леку, на овај начин, отежан је пролаз или адхезија антибиотика на мембрану бактеријске ћелије.

Нажалост, феномен резистенције на антибиотике знатно се повећао посљедњих година, углавном због злоупотребе и злоупотребе која се на њега односи.
Стога су такви моћни и ефикасни лекови као што су бета-лактами у све већој опасности да постану бескорисни због сталног развоја резистентних сојева бактерија.