Pode-se dizer que a descoberta da penicilina no início do século passado foi um evento revolucionário. Durante a Segunda Guerra Mundial, o primeiro antibiótico salvou milhões de soldados feridos da sepse. A penicilina tornou-se uma droga eficaz e ao mesmo tempo barata para muitas infecções graves com fraturas graves, feridas purulentas. Com o tempo, outras classes de antibióticos foram sintetizadas.
Características gerais
Hoje já existe um grande número de medicamentos pertencentes ao vasto mundo dos antibióticos - substâncias de origem natural ou semi-sintética que têm a capacidade de destruir determinados grupos de patógenos ou impedir seu crescimento ou reprodução. Mecanismos, espectros de ação de antibióticos podem ser diferentes. Com o tempo, novos tipos e modificações de antibióticos aparecem. Sua diversidade requer sistematização. Em nosso tempo, a classificação dos antibióticos é aceita de acordo com o mecanismo e o espectro de ação, bem como de acordo com a estrutura química. De acordo com o mecanismo de ação, eles são divididos em:
- bacteriostático, inibidor de crescimento oureprodução de microrganismos patogênicos;
- bactericida, que ajuda a matar bactérias.
Mecanismos básicos de ação dos antibióticos:
- violação da parede celular bacteriana;
- supressão da síntese proteica em uma célula microbiana;
- violação da permeabilidade da membrana citoplasmática;
- inibição da síntese de RNA.
Beta-lactâmicos - penicilinas
Por estrutura química, esses compostos são classificados da seguinte forma.
antibióticos beta-lactâmicos. O mecanismo de ação dos antibióticos lactâmicos é determinado pela capacidade desse grupo funcional de se ligar a enzimas envolvidas na síntese do peptidoglicano, base da membrana externa das células do microrganismo. Assim, a formação de sua parede celular é suprimida, o que ajuda a interromper o crescimento ou a reprodução de bactérias. Os beta-lactâmicos têm baixa toxicidade e ao mesmo tempo boa ação bactericida. Eles representam o maior grupo e são divididos em subgrupos que possuem uma estrutura química semelhante.
As penicilinas são um grupo de substâncias isoladas de uma determinada colônia de bolores e com ação bactericida. O mecanismo de ação dos antibióticos da série da penicilina se deve ao fato de que, destruindo a parede celular dos microrganismos, eles os destroem. As penicilinas são de origem natural e semi-sintética e são compostos de amplo espectro - podem ser utilizadas no tratamento de muitas doenças causadas por estreptococos e estafilococos. Além do mais,têm a propriedade de seletividade, atuando apenas sobre os microrganismos, sem afetar o macroorganismo. As penicilinas têm suas desvantagens, que incluem o surgimento de resistência bacteriana a ela. Dos naturais, os mais comuns são a benzilpenicilina, a fenoximetilpenicilina, que são utilizados no combate às infecções meningocócicas e estreptocócicas devido à baixa toxicidade e baixo custo. No entanto, com o uso prolongado, pode ocorrer a imunidade do organismo ao medicamento, o que levará a uma diminuição de sua eficácia. As penicilinas semi-sintéticas são geralmente obtidas das naturais por modificação química para lhes dar as propriedades desejadas - amoxicilina, ampicilina. Esses medicamentos são mais ativos contra bactérias resistentes às biopenicilinas.
Outros beta-lactâmicos
Cefalosporinas são obtidas de cogumelos de mesmo nome, e sua estrutura é semelhante à estrutura das penicilinas, o que explica as mesmas reações negativas. As cefalosporinas compõem quatro gerações. Os medicamentos de primeira geração são usados com mais frequência no tratamento de infecções leves causadas por estafilococos ou estreptococos. As cefalosporinas de segunda e terceira geração são mais ativas contra bactérias gram-negativas, e as substâncias de quarta geração são as drogas mais poderosas usadas para tratar infecções graves.
Carbapenêmicos são eficazes contra bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e anaeróbicas. Sua vantagem é a ausênciaresistência das bactérias ao medicamento mesmo após uso prolongado.
Os monobactâmicos também pertencem aos beta-lactâmicos e possuem um mecanismo de ação semelhante ao dos antibióticos, que consiste em influenciar as paredes celulares das bactérias. Eles são usados para tratar uma grande variedade de infecções.
Macrolides
Este é o segundo grupo. Os macrolídeos são antibióticos naturais com uma estrutura cíclica complexa. Eles são um anel de lactona de vários membros com resíduos de carboidratos anexados. As propriedades da droga dependem do número de átomos de carbono no anel. Existem compostos de 14, 15 e 16 membros. O espectro de sua ação sobre os micróbios é bastante amplo. O mecanismo de ação dos antibióticos na célula microbiana consiste em sua interação com os ribossomos e, assim, interromper a síntese de proteínas na célula do microrganismo, suprimindo as reações de adição de novos monômeros à cadeia peptídica. Acumulando-se nas células do sistema imunológico, os macrolídeos também realizam a destruição intracelular de micróbios.
Os macrolídeos são os mais seguros e menos tóxicos entre os antibióticos conhecidos e são eficazes não apenas contra bactérias Gram-positivas, mas também Gram-negativas. Ao usá-los, não são observadas reações colaterais indesejáveis. Esses antibióticos são caracterizados por um efeito bacteriostático, mas em altas concentrações podem ter um efeito bactericida sobre pneumococos e alguns outros microrganismos. De acordo com o método de preparação, os macrolídeos são divididos em naturais e semi-sintéticos.
A primeira droga deUma classe de macrolídeos naturais foi a eritromicina, obtida em meados do século passado e utilizada com sucesso contra bactérias gram-positivas resistentes às penicilinas. Uma nova geração de drogas neste grupo surgiu nos anos 70 do século 20 e ainda é usada ativamente.
Os macrolídeos também incluem antibióticos semi-sintéticos - azolídeos e cetolídeos. Na molécula de azolide, um átomo de nitrogênio está incluído no anel de lactona entre o nono e o décimo átomos de carbono. O representante dos azólicos é a azitromicina com amplo espectro de ação e atividade na direção de bactérias gram-positivas e gram-negativas, algumas anaeróbias. É muito mais estável em um ambiente ácido do que a eritromicina e pode se acumular nele. A azitromicina é usada para uma variedade de doenças do trato respiratório, sistema geniturinário, intestinos, pele e outras.
Cetolídeos são obtidos pela adição de um grupo ceto ao terceiro átomo do anel de lactona. Eles se distinguem pela menor habituação de bactérias quando comparados aos macrolídeos.
Tetraciclinas
Tetraciclinas pertencem à classe dos policetídeos. São antibióticos de amplo espectro com efeito bacteriostático. Seu primeiro representante, a clortetraciclina, foi isolado em meados do século passado de uma das culturas de actinomicetos, também chamados de fungos radiantes. Alguns anos depois, a oxitetraciclina foi obtida de uma colônia do mesmo fungo. O terceiro representante desse grupo é a tetraciclina, que foi criada pela modificação química de seu derivado de cloro e, um ano depois, também isolada de actinomicetos. Outrodrogas do grupo tetraciclina são derivados semi-sintéticos desses compostos.
Todas essas substâncias são semelhantes em estrutura química e propriedades, na atividade contra muitas formas de bactérias gram-positivas e gram-negativas, alguns vírus e protozoários. Eles também são resistentes à habituação de microorganismos. O mecanismo de ação dos antibióticos em uma célula bacteriana é suprimir os processos de biossíntese de proteínas nela. Quando as moléculas do fármaco agem sobre as bactérias gram-negativas, elas passam para a célula por difusão simples. O mecanismo de penetração de partículas de antibiótico em bactérias Gram-positivas ainda não foi suficientemente estudado, no entanto, há uma suposição de que as moléculas de tetraciclina interagem com certos íons metálicos que estão nas células bacterianas para formar compostos complexos. Neste caso, a cadeia é quebrada no processo de formação da proteína necessária para a célula bacteriana. Experimentos mostraram que concentrações bacteriostáticas de clortetraciclina são suficientes para suprimir a síntese de proteínas, no entanto, altas concentrações do fármaco são necessárias para inibir a síntese de ácidos nucléicos.
As tetraciclinas são usadas na luta contra doenças renais, várias infecções da pele, trato respiratório e muitas outras doenças. Se necessário, substituem a penicilina, mas nos últimos anos o uso de tetraciclinas diminuiu acentuadamente, o que está associado ao surgimento de resistência microbiana a esse grupo de antibióticos. O uso desteantibiótico como aditivo à ração animal, o que levou à diminuição das propriedades medicinais do medicamento devido ao surgimento de resistência a ele. Para superá-lo, são prescritas combinações com diferentes drogas que possuem um mecanismo de ação antimicrobiano diferente dos antibióticos. Por exemplo, o efeito terapêutico é potencializado pelo uso simultâneo de tetraciclina e estreptomicina.
Aminoglicosídeos
Aminoglicosídeos são antibióticos naturais e semissintéticos com um espectro de ação extremamente amplo, contendo resíduos de aminoácidos na molécula. O primeiro aminoglicosídeo foi a estreptomicina, isolada de uma colônia de fungos radiantes já em meados do século passado e utilizada ativamente no tratamento de muitas infecções. Sendo bactericidas, os antibióticos do grupo mencionado são eficazes mesmo com imunidade severamente reduzida. O mecanismo de ação dos antibióticos em uma célula microbiana é a formação de fortes ligações covalentes com as proteínas dos ribossomos do microrganismo e a destruição das reações de síntese proteica na célula bacteriana. O mecanismo do efeito bactericida dos aminoglicosídeos não foi totalmente estudado, em contraste com o efeito bacteriostático das tetraciclinas e macrolídeos, que também interrompem a síntese de proteínas nas células bacterianas. No entanto, os aminoglicosídeos são conhecidos por serem ativos apenas em condições aeróbicas, portanto, não são muito eficazes em tecidos com suprimento sanguíneo deficiente.
Após o aparecimento dos primeiros antibióticos - penicilina e estreptomicina, eles começaram a ser tão amplamente utilizados no tratamento de qualquer doença que logo surgiu o problema dos microorganismos se acostumarem com essas drogas. AtualmenteA estreptomicina é usada principalmente em combinação com outros medicamentos de última geração para tratar a tuberculose ou infecções raras, como a peste. Em outros casos, é prescrita canamicina, que também é um antibiótico aminoglicosídeo de primeira geração. No entanto, devido à alta toxicidade da canamicina, a gentamicina, uma droga de segunda geração, agora é preferida, e a droga aminoglicosídeo de terceira geração é a amicacina, que raramente é usada para evitar que microorganismos se tornem viciados nela.
Levomicetina
Levomycetin, ou cloranfenicol, é um antibiótico natural com o mais amplo espectro de atividade, ativo contra um número significativo de microrganismos gram-positivos e gram-negativos, muitos vírus grandes. De acordo com a estrutura química, este derivado de nitrofenilalquilaminas foi obtido pela primeira vez a partir de uma cultura de actinomicetos em meados do século XX, e dois anos depois também foi sintetizado quimicamente.
Levomycetin tem um efeito bacteriostático em microorganismos. O mecanismo de ação dos antibióticos em uma célula bacteriana é suprimir a atividade dos catalisadores para a formação de ligações peptídicas nos ribossomos durante a síntese de proteínas. A resistência bacteriana à levomicetina desenvolve-se muito lentamente. A droga é usada para febre tifóide ou disenteria.
Glicopeptídeos e lipopeptídeos
Glicopeptídeos são compostos peptídicos cíclicos que são antibióticos naturais ou semi-sintéticos com um estreitoespectro de ação em certas cepas de microrganismos. Eles têm um efeito bactericida em bactérias gram-positivas, e também podem substituir a penicilina em caso de resistência a ela. O mecanismo de ação dos antibióticos sobre os microrganismos pode ser explicado pela formação de ligações com os aminoácidos do peptidoglicano da parede celular e, assim, pela supressão de sua síntese.
O primeiro glicopeptídeo, vancomicina, foi obtido de actinomicetos retirados do solo na Índia. É um antibiótico natural que atua ativamente nos microrganismos, mesmo durante a época de reprodução. Inicialmente, a vancomicina foi utilizada como substituto da penicilina em casos de alergia a ela no tratamento de infecções. No entanto, o aumento da resistência aos medicamentos tornou-se um problema sério. Na década de 1980, foi obtida a teicoplanina, um antibiótico do grupo dos glicopeptídeos. É prescrito para as mesmas infecções e, em combinação com a gentamicina, dá bons resultados.
No final do século 20, surgiu um novo grupo de antibióticos - lipopeptídeos isolados de estreptomicetos. De acordo com sua estrutura química, são lipopeptídeos cíclicos. São antibióticos de espectro estreito com efeito bactericida contra bactérias gram-positivas, bem como estafilococos resistentes a drogas beta-lactâmicas e glicopeptídeos.
O mecanismo de ação dos antibióticos é significativamente diferente dos já conhecidos - na presença de íons cálcio, o lipopeptídeo forma fortes ligações com a membrana celular bacteriana, o que leva à sua despolarização e interrupção da síntese proteica, como resultado da qual a célula nociva morre. Primeiroum membro da classe dos lipopeptídeos é a daptomicina.
daptomicina
Polienos
O próximo grupo são os antibióticos de polieno. Hoje há uma enorme onda de doenças fúngicas que são difíceis de tratar. Para combatê-los, destinam-se substâncias antifúngicas - antibióticos de polieno naturais ou semi-sintéticos. A primeira droga antifúngica em meados do século passado foi a nistatina, que foi isolada de uma cultura de estreptomicetas. Nesse período, muitos antibióticos poliênicos obtidos de diversas culturas de fungos - griseofulvina, levorina e outros - foram incluídos na prática médica. Agora polienos de quarta geração já foram usados. Eles receberam seu nome comum devido à presença de várias ligações duplas nas moléculas.
O mecanismo de ação dos antibióticos poliênicos deve-se à formação de ligações químicas com esteróis das membranas celulares do fungo. A molécula de polieno é assim integrada na membrana celular e forma um canal de fio iônico através do qual os componentes da célula passam para o exterior, levando à sua eliminação. Os polienos são fungistáticos em baixas doses e fungicidas em altas doses. No entanto, sua atividade não se estende a bactérias e vírus.
As polimixinas são antibióticos naturais produzidos por bactérias formadoras de esporos do solo. Na terapia, eles encontraram aplicação nos anos 40 do século passado. Esses medicamentos são caracterizados pela ação bactericida, que é causada por danos na membrana citoplasmática da célula do microrganismo, causando sua morte. As polimixinas são eficazes contra bactérias Gram-negativas e raramente são viciantes. No entanto, a toxicidade muito alta limita seu uso na terapia. Compostos deste grupo - sulfato de polimixina B e sulfato de polimixina M são raramente usados e apenas como medicamentos de reserva.
antibióticos antineoplásicos
As actinomicinas são produzidas por alguns fungos radiantes e têm efeito citostático. Actinomicinas naturais são cromopeptídeos em estrutura, diferindo em aminoácidos em cadeias peptídicas, que determinam sua atividade biológica. Actinomicinas atraem a atenção de especialistas como antibióticos antitumorais. Seu mecanismo de ação se deve à formação de ligações suficientemente estáveis das cadeias peptídicas do fármaco com a dupla hélice do DNA do microrganismo e consequente bloqueio da síntese do RNA.
Dactinomicina, obtida na década de 60 do século XX, foi a primeira droga antitumoral a ser utilizada na terapia oncológica. No entanto, devido ao grande número de efeitos colaterais, esse medicamento raramente é usado. Drogas anticâncer mais ativas já foram obtidas.
Antraciclinas são substâncias antitumorais extremamente fortes isoladas de estreptomicetes. O mecanismo de ação dos antibióticos está associado à formação de complexos triplos com cadeias de DNA e à quebra dessas cadeias. Um segundo mecanismo de ação antimicrobiana também é possível, devido à produção de radicais livres que oxidam as células cancerígenas.
Das antraciclinas naturais, podemos citar a daunorrubicina e a doxorrubicina. A classificação dos antibióticos de acordo com o mecanismo de ação sobre as bactérias os classifica como bactericidas. No entanto, sua alta toxicidade obrigou a busca por novos compostos que fossem obtidos sinteticamente. Muitos deles são usados com sucesso em oncologia.
Antibióticos há muito entraram na prática médica e na vida humana. Graças a eles, muitas doenças foram derrotadas, que por muitos séculos foram consideradas incuráveis. Atualmente, existe uma variedade tão grande desses compostos que é necessária não apenas a classificação dos antibióticos de acordo com o mecanismo e espectro de ação, mas também de acordo com muitas outras características.
