Класифікація антибіотиків

Відомо різні типи класифікації антибіотиків. На першому етапі вивчення їх класифікували по видах продукуючих мікроорганізмів. Однак виявилось, що одні і ті ж антибіотики продукуються різними мікроорганізмами, а іноді і вищими рослинами. Разом з тим встановлено, що деякі штами мікроорганізмів можуть створювати декілька різних антибіотичних речовин.

При виконанні мікробіологічних і інших медико-біологічних дослідів використовують класифікацію по спектру антимікробної дії. Розрізняють антибіотики, активні по відношенню грам позитивних мікроорганізмів (пеніциліни, макроліти, рифаміцини та ін.); антибіотики, діючі як на

грамопозитивні, так і на грамонегативні мікроорганізми (стрептоміцини, цефалоспорини, неоміцини); антибіотики широкого спектру антибактеріальної дії (тетрацикліни, група левоміцетину, антибіотики - аміноглікозиди та ін.)

В медицинській практиці антибіотики класифікують по характеру фармакологічної дії . В окремі фармакотерапевтичні групи виділяють противоопухолеві антибіотики, противогрибкові антибіотики та і т.д.

Для спеціалістів, працюючих в області хімії, найбільш дієва науково обґрунтована хімічна класифікація. Вона дозволяє вивчати залежність між хімічної структури, фізико-хімічними властивостями і дією антибіотиків. Значення хімічної структури дозволяє розроблювати способи контроля якості антибіотиків виходячи з наявності в молекулах тих чи інших функціональних груп.

Найбільш широко застосовуються в якості лікарських засобів природні антибіотики і їх напівсинтетичні аналоги класифікують на слідуючі групи.

Антибіотики алициклічної будови (група тетрациклінів, їх напівсинтетичні аналоги та ін.).

Антибіотики ароматичного ряду (група левомицетіна).

Антибіотики гетероциклічної структури (пенициліни, їх напівсинтетичні аналоги, цефалоспорини та ін.).

Антибіотики – глікозиди: стрептоміцини; антибіотики – аміноглікозиди (канаміцини, неоміцини, гентаміцини, мономіцини); макроліди (еритроміцини та олеандоміцин); анзаміцини (рифаміцини і їх напів синтетичні аналоги); полієнові антибіотики з глікозидоподібною структурою (ністатин, амфотерицин, микогептин).

Антибіотики володіючи противоопухливою дією, можна класифікувати на похідні аур еолової кислоти, антрацикліни, похідні хінолін-5,8-діона и актиноміцини.

Антибіотики – поліпептиди (граміцидіни, поліміксини та ін.)

Антибіотик може бути використаний в якості лікувального засобу, якщо він проявляє антимікробну активність в людському організмі і не має токсичної дії. В зв’язку з цим із винайдених декількох тисяч антибіотиків лише декілька десятків знайшли застосування в медицинській практиці. Успіх антибіотико терапії залежить від вмілого, раціонального застосування препаратів.

Тривале використання одних і тих же антибіотиків в якості лікарських засобів поступово приводить до підвищення стійкості початково чуттєвих до їх дії патогенних мікроорганізмів. Це явище внаслідок радикальних змін в геномі мікроорганізмів. Воно поступово приводить до широкого розповсюдження стійких до антибіотиків форм стафілококів, кишкових паличок, протеїв та інших мікроорганізмів.

Для попередження цього явища використовують комбіноване застосування декількох антибіотиків, або сполуки їх з сульфаніламідами та іншими хіміотерапевтичними засобами. Однак основний шлях підвищення ефективності лікування – безперервний пошук нових антибіотиків.

Більш половини відомих антибіотиків виробляють променеві гриби роду «Strepmyces» - актиноміцети (стрептоміцети). До цієї групи відносяться стрептоміцин та інші антибіотики – глікоцини (неоміцини, канаміцини), тетрацикліни, левоміцетин, антибіотики макроліти (еритроміцин, олеандоміцин) і анзаміцини (рифаміцин), полієнові антибіотики (ністатин) та ін.

Другим важливим виробником є променеві (плесенневі) гриби – різні види роду Рenicillinium. Вони виконують біосинтез пеніцилінів, а також деяких противопухлинних і противовірусних антибіотиків.

Бактерії головним чином зразку рода Bacilius, виробляють більшість антибіотиків – поліпептидів. Вони, як правило, високотоксичні, но деякі з них приміняють в медицині (граміцидін, полімиксін та ін.) .

Відома невелика група антибіотиків, утворена лишайниками, водоростями та іншими примітивними рослинами.

Способи отримання антибіотиків можна розділити на три основні групи:

І. Мікробіологічний синтез на основі пліснявих чи променевих грибів. Цим способом отримують антибіотики тетрациклінового ряда, природні пеніциліни, антибіотики – глікозиди, макроліти та ін.

ІІ. Хімічний синтез із простих органічних речовин. Його використовують для отримання антибіотиків, які мають нескладну хімічну структуру (левоміцетин і його похідні).

ІІІ. Поєднання мікробіологічного і хімічного синтезу. На основі трансформації молекул природніх антибіотиків получають напівсинтетичні антибіотики (напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини, тетрацикліни та ін.)

Отримана більшість природних антибіотиків засновано на біосинтезі, який виконується в клітині організму. Мікробна клітина виконує роль складнішої хімічної лабораторії, в якій відбуваються дуже тонкі процеси, не доступні для органічного синтезу. При цьому для їх проведення не потрібно високих температур, підвищеного тиску, каталізатора.

Отримання антибіотиків за допомогою мікробіологічного синтезу включає такі основні етапи, як пошук високопродуктивних штамів виробників, підбір поживних речовин, процес ферментації, виділення і очистку антибіотика.

Кількісне визначення більшості антибіотиків визначають біологічним методом, заснованим на порівняльній оцінці пригнічення росту тест – мікроорганізмів.

Одиниця дії (ОД) – являє собою міру, яка виражається біологічна активність антибіотиків. За ОД приймають мінімальну кількість антибіотика, який подавляє розвиток тест – мікроорганізма в визначеному об’ємі поживного середовища. Кількісне вираження 1 ОД відрізняється у різних антибіотиків. Наприклад, у натрієвій солі бензилпеніциліна 1 ОД співвідноситься 0,5988 мкг хімічно чистої речовини, а у стрептоміцина основа, тетрацикліна і його похідних 1 ОД співвідноситься 1 мкг хімічно чистої речовини.

Антибіотики гетероциклічної структури

Пеніциліни

В основі молекули пеніцилінів лежить 6-амінопеніциланова кислота (6-АПК), яка складається з конденсованих тіазолідинового (А) і β -лактамного (В) циклів:

Добування. Природні пеніциліни здобувають мікробіологічним син­тезом зі штамів Репісilliіит поtatит і Репісilliіит сhrysоgепит.

Для проявлення біологічної активності велике значення має (3-лак-тамний цикл, який дуже нестійкий у кислому і лужному середовищах.

Пеніцилін стоїть біля витоків ери антибіотиків і у зв'язку з його широким використанням зараз 80-90 % штамів стафілококів виробили стійкість до нього, продукуючи фермент пеніциліназу, яка розщеплює β-лактамний цикл.

Ураховуючи це і той факт, що пеніциліни найменш токсичні порівня­но з іншими антибіотиками, проводиться пошук напівсинтетичних пені­цилінів на основі 6-АПК.

Напівсинтетичні пеніциліни- це ацильні похідні 6-АПК. Ацилюючи-ми агентами є хлорангідриди відповідних карбонових кислот:

У медичній практиці використовують такі лікарські засоби пеніцилінів загальної формули:

Природні пеніциліни
R	R	Назва лікарського засобу
1	2	3
-СН2-СбН5	Na(К)	сіль (ДФУ) ВепzуІреnісіllinum natricum (kalicum) ВепгуІрепіlliіит sodium* (роtacum*) Натрію (калію) (25,5R.6R.)-3,3-димєтил-7- оксо-6-[(фенілацетил)аміно]-4-тіа-1 - азабіцикло [3.2.0"|гептан-2-карбоксилат
-сн2-о-сбн5	Н	Феноксиметилпеніцилін РhеnохуmеthуІpепісilliіит (Репісilliіит V - пеніцилін фау)
-СН2-СбН5		Бензилпеніциліну новокаїнова сіль ВеnzуІРепісilliіит novocainum
Напівсинтетичні пеніциліни
C H с6н5 NN2 ·3 H20	Н	Ампіциліну натрієва сіль (ДФУ) Ampipепісilliіит natrium Ampipепісilliіит sodium* Натрію (2S,5R,6Я)-6-[[(2R)-2-аміно-2- фенілацетил]аміно]-3,3-диметил-7-оксо-4- тіа-1-азабіцикло[3.2.0]гептан-2- карбоксилат
	н	Амоксициліну тригідрат (ДФУ) Amoxicilicillinum trihydrave Аmохісinnium trihydrate* (23,5К,6К.)-6-[[(2К>2-аміно-2-(4- гідроксифеніл)ацетил]аміно]-3,3-Диметил- 7-оксо-4-тіа-1 -азабіцикло[3.2.0]гептан-2- карбонова кислота
	Na	Оксациліну натрієва сіль Охасcilliіnиm natrium Натрієвої солі 3-феніл-5-метил-4- ізоксазолілпеніциліну моногудрат
-сн-с6н5 СООNa	Na	Карбеніциліну динатрієва сіль Carbenicillinium dinatrum Динатрієва сіль 6-[-2-карбокси-2- фенілацетамідо]-пеніциланової кислоти
	Na	Азлоциліну натрієва сіль Azlocillinium natrium Натрієва сіль 6-[В-2-(2-оксо-1 - імідазоліден-1 -карбоксамідо)-2- фенілацєтамідо-пеніциланової кислоти
—сн—с6н5 cooc6 н5	Na	Карфециліну натрієва сіль Сагрhесcinium natrium Натрієва сіль б-(L-фсноксикарбоніл)- фенілацетамідо-пeніциланової кислоти

Використовують також комбінований препарат - ампіокс (ампіциліну й оксациліну натрієві солі).

Властивості. Лікарські засоби природних і напівсинтетичних пені­цилінів - це білі кристалічні речовини, без запаху, гіркі на смак. Натрієва і калієва солі бензилпеніциліну гігроскопічні й легко розчиняються у воді. Новокаїнова сіль бензилпеніциліну, феноксиметилпеніцилін і ампіцилін мало розчинні у воді.

Водні або спиртові розчини пеніцилінів обертають площину поляри­зованого променя праворуч.