generalitet
Beta-lactam (eller β-lactam) udgør en stor familie af antibiotika, der omfatter talrige molekyler, der har fælles kernekernen i bunden af deres kemiske struktur: beta-lactamringen, også kendt som beta- lactam .
Beta- lactamringen - udover at være den centrale kerne af denne klasse antibiotika - er også farmakopor af disse molekyler, det vil sige den gruppe, der tillader de antibakterielle egenskaber, der er typiske for disse lægemidler.
Beta-lactam antibiotikaklasser
Inden for den store familie af beta-lactamer finder vi fire klasser af antibiotika, penicilliner, cephalosporiner, carbapenemer og monobactamer .
De vigtigste egenskaber ved disse lægemidler beskrives kort nedenfor.
penicilliner
Penicilliner er antibiotika af naturlig oprindelse, da de er afledt af en svamp (dvs. en svamp).
Mere præcist blev grundlæggerne af denne klasse antibiotika - penicillin G (eller benzylpenicillin ) og penicillin V (eller phenoxymethylpenicillin ) - isoleret for første gang fra kulturer af Penicillium notatum (en form, der nu er kendt som Penicillium chrysogenum ).
Opdagelsen af penicillin skyldes Alexander Fleming, der i 1928 observerede, hvordan penicilliumnotatumkolonier var i stand til at hæmme bakteriel vækst.
Imidlertid blev benzylpenicillin og phenoxymethylpenicillin kun isoleret ti år senere takket være en gruppe engelske kemikere.
Fra det øjeblik begyndte den store udvikling af forskning inden for penicilliner i et forsøg på at finde nye forbindelser, der altid var sikrere og mere effektive.
Tusindvis af nye molekyler blev opdaget og syntetiseret, hvoraf nogle stadig anvendes i terapi.
Penicilliner er antibiotika med bakteriedræbende virkning, dvs. de er i stand til at dræbe bakterieceller.
Blandt de mange molekyler, der tilhører denne store klasse, husker vi ampicillin, amoxicillin, methicillin og oxacillin.
Cephalosporiner
Cephalosporiner - såsom penicilliner - er også antibiotika af naturlig oprindelse.
Molekylet betragtes som forfader for denne klasse af stoffer - cephalosporin C - blev opdaget af den italienske læge Giuseppe Brotzu fra University of Cagliari.
Gennem årene er der blevet udviklet talrige cefalosporiner med øget aktivitet sammenlignet med deres naturlige forløber, hvorved der opnås mere effektive lægemidler med et bredere aktivitetsspektrum.
Cephalosporiner er også bakteriedræbende antibiotika.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxim, cefaclor, ceftriaxon, ceftazidim, cefixime og cefpodoxim tilhører denne klasse af lægemidler.
carbapenemer
Forfædleren af denne klasse af stoffer er thienamycin, som for første gang blev isoleret fra actinomycete Streptomyces cattleya .
Det blev opdaget, at thienamycin var en forbindelse med en intens antibakteriel aktivitet med et bredt spektrum af virkninger og i stand til at hæmme nogle typer af β-lactamaser (særlige enzymer produceret af nogle bakteriearter, der er i stand til at hydrolyse beta-lactam og at inaktivere antibiotika).
Da thienamycin viste sig at være meget ustabil og vanskeligt at isolere, blev der foretaget ændringer i dets struktur, hvorved der blev opnået et mere stabilt første semisyntetisk derivat, imipenemet.
Også inkluderet i denne klasse af antibiotika er meropenem og œrapenem.
Carbapenem er bakteriostatiske antibiotika, det vil sige at de ikke er i stand til at dræbe bakterieceller, men hæmmer deres vækst.
monobactamerne
Det eneste lægemiddel, der tilhører denne klasse antibiotika, er aztreonam.
Aztreonam kommer ikke fra naturlige forbindelser, men er af fuldstændig syntetisk oprindelse. Det har et spektrum af handling begrænset til gramnegative bakterier og har også evnen til at inaktivere visse typer af β-lactamaser.
Handlingsmekanisme
Alle beta-lactam-antibiotika virker ved at interferere med syntesen af bakteriecellevæggen, dvs. de forstyrrer peptidoglycan-syntese.
Peptidoglycan er en polymer bestående af parallelle kæder af nitrogenerede kulhydrater, sammenføjet ved tværgående bindinger mellem aminosyrerester.
Disse bindinger dannes af bestemte enzymer, der tilhører peptidasefamilien (carboxypeptidase, transpeptidase og endopeptidase).
Beta- lactamantibiotika binder til disse peptidaser, der forhindrer dannelsen af de ovennævnte tværbindinger; På denne måde dannes svage områder inde i peptidoglycanen, der fører til bakteriens celle lys og død.
Modstand mod beta-lactam antibiotika
Nogle bakteriearter er resistente over for beta-lactam-antibiotika, fordi de syntetiserer bestemte enzymer ( β-lactamaser ), der er i stand til at hydrolyse beta-lactamringen; gør det, de inaktiverer antibiotika, der forhindrer det i at udføre sin funktion.
For at afhjælpe dette resistensproblem kan beta-lactam antibiotika administreres sammen med andre forbindelser kaldet β-lactamase hæmmere, som - som navnet antyder - hæmmer aktiviteten af disse enzymer.
Eksempler på disse inhibitorer er clavulansyre, som ofte findes i forbindelse med amoxicillin (såsom fx i den medicinske Clavulin®), sulfactam, som findes i kombination med ampicillin (som fx i Unasyn®-medicinen) og tazobactam, som kan findes i mange lægemidler i kombination med piperacillin (som fx i medicinen Tazocin®).
Imidlertid er antibiotikaresistens ikke kun forårsaget af produktion af β-lactamase bakterier, men kan også skyldes andre mekanismer.
Disse mekanismer omfatter:
- Ændringer i strukturen af antibiotiske mål;
- Oprettelse og brug af en metabolisk vej forskellig fra den, der hæmmes af lægemidlet
- På denne måde forhindrer ændringer i cellepermeabilitet for medikamentet passage eller adhæsion af antibiotikumet til bakteriecellemembranen.
Desværre er fænomenet antibiotikaresistens stærkt steget de seneste år, hovedsagelig på grund af misbrug og misbrug, der er gjort.
Derfor er narkotika så kraftfulde og effektive som beta-lactamer i stigende grad sandsynligt, at de bliver ubrugelige på grund af den fortsatte udvikling af resistente bakteriestammer.
