Механизм действия

Антибиотики подавляют рост чувствительных к ним микроорганизмов, ингибируя функции макромолекул необходимых для жизнедеятельности клетки, таких как ферменты или нуклеиновые кислоты. Молекула антибиотика связывается со специфическим участком макромолекулы-мишени, образуя нефункциональный молекулярный комплекс.

Чтобы определить механизм действия антибиотика, нужно выявить макромолекулу-мишень и установить ее функции. Обычно легче выяснить, какая функция нарушена, чем определить, какая макромолекула является мишенью. Поэтому мы говорим, что антибиотики подавляют синтез клеточной стенки, белка или РНК, репликацию ДНК или функционирование мембран, в зависимости от того, что является первичным эффектом антибиотика.

Некоторые антибиотики представляют собой антиметаболиты, действующие по типу конкурентных ингибиторов. По структуре они близки к норрмальным метаболитам, таким как аминокислоты или коферменты и, связываясь с ферментом, для которого нормальный метаболит является субстратом пли кофактором, инактивируют его.

Избирательность действия антибиотиков и, следовательно, причина подавления роста только определенных типов клеток обычно связаны с механизмом их действия.

Химиотерапия

Химиотерапия – лечением инфекционных заболевании лекарственными препаратами – основана на способности антибиотиков и некоторых других веществ избирательно подавлять размножение патогенных микроорганизмов, не оказывая токсического действия па клетки млекопитающих. Подавление размножения микроба помогает защитным силам организма бороться с инфекцией. Выделено не менее 3000 природных антибиотиков; кроме того, проверена антимикробная активность десятков тысяч соединений, синтезированных химиками. Только немногие из них удовлетворяют требованиям, предъявляемым к препаратам, используемым в клинике. Эти требования можно кратко сформулировать следующим образом:

1. Активность в отношении одного или нескольким патогенных микроорганизмов. Если выделен и идентифицирован возбудитель: заболевания и установлена его чувствительность к тому или иному антибиотику, можно использовать антибиотики как с широким спектром действия, так и с узким. Лучше применять препарат, к которому редко возникают устойчивые мутанты. Желательно также, хотя и не очень существенно, чтобы этот препарат обладал бактерицидным действием.

2. Хорошее всасывание и распределение в организме. Эффективность антибиотика зависит от его способности достигать очага инфекции и достаточно долго сохраняться там в концентрациях, превышающих минимальные подавляющие концентрации (МПК). Чтобы антибиотик не накапливался в организме, он должен достаточно быстро из него выводиться.

3. Отсутствие токсичности. В терапевтических дозах антибиотик не должен обладать значительной токсичностью. Некоторые побочные реакции, если они слабы и проявляются не слишком часто, не препятствуют использованию препарата, С более серьезными побочными реакциями можно мириться только в том случае, если антибиотик применяется при очень тяжелых заболеваниях.

Химическая модификация

У сравнительно сложных веществ, к которым относятся и некоторые антибиотики, определенные компоненты структуры или химические группировки непосредственно участвуют в образовании комплекса с макромолекулой-мишенью. Другие структурные компоненты или группировки не принимают прямого участия во взаимодействии с мишенью, и их можно модифицировать без значительного изменения активности препарата.

Благодаря таким изменениям структуры удается модифицировать некоторые физико-химические свойства молекулы антибиотика, в частности растворимость в воде или липидах, что сильно сказывается на фармакокинетике препарата и, следовательно, на возможности его использования в лечебных целях. Те же самые свойства (растворимость в воде или липидах и т.д.) могут влиять на спектр действия препарата, поскольку от них зависит его способность проникать в клетку.

Из всего сказанного ясно, почему получили столь широко развитие работы по химической модификации природных антибиотиков, сыгравшие в последние годы важную роль в создании новых терапевтических препаратов.