Ингибиторы синтеза белка:
ингибиторы 30S-субъединиц рибосом (аминогликозиды, тетрациклины). Аминогликозиды препятствуют присоединению тРНК к рибосомам, а тетрациклины тормозят перемещение тРНК, то есть блокируют процесс до начала синтеза белка;
ингибиторы 50S-субъединиц рибосом (макролиды, хлорамфеникол, линкомицин). Например, эритромицин действует на процесс транслокации, что препятствует удлинению пептидных цепей.
Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот:
ингибиторы синтеза предшественников пуриновых и пиримидиновых оснований (сульфаниламиды, триметоприм);
ингибиторы РНК-полимеразы (рифампицин);
ингибиторы синтеза ДНК (фторхинолоны, нитрофураны, нитроимидазолы).
Антиметаболиты - ингибиторы метаболизма фолиевой кислоты (сульфонамиды, триметоприм). Действие сульфаниламидных препаратов связано с тем, что они нарушают образование микробными клетками фолиевой и дегидрофолиевой кислот, в молекулу которых входит пара-аминобензойная кислота (ПАБК). Сульфаниламиды по химическому строению схожи с ПАБК, поэтому они захватываются микробной клеткой вместо ПАБК. В результате этого в бактериальной клетке нарушаются процессы биосинтеза.
В обобщенном виде распределение антимикробных препаратов на группы по механизму действия представлено в таблице 13.3.
Таблица 13.3 – Классификация антимикробных химиопрепаратов по
механизму действия
Механизм действия |
Антимикробные препараты |
Ингибирование синтеза клеточной стенки |
Бета-лактамы Гликопептиды |
Ингибирование синтеза белка |
Аминогликозиды Тетрациклины Хлорамфеникол Линкозамиды Макролиды Фузидиевая кислота |
Ингибирование синтеза нуклеиновых кислот |
Ингибиторы синтеза предшественников нуклеиновых кислот (сульфаниламиды, триметоприм) |
Ингибиторы репликации ДНК (хинолоны, нитроимидазолы, нитрофураны) |
|
Ингибиторы РНК-полимеразы (рифамицины) |
|
Ингибирование функции цитоплазматической мембраны |
Полимиксины Полиены Имидазолы |
Таким образом, антибиотики, проникнув в микробную клетку, вызывают в ней нарушение метаболических процессов разного уровня и разной продолжительности. Каждая группа антибиотиков или даже отдельные антибиотики одной группы обладают специфичностью действия на отдельные звенья метаболических реакций. Сочетание нескольких антибиотиков, вызывающих нарушения разных метаболических процессов в микробной клетке, приводит к повышению эффективности схем лечения.
Продуценты антибиотиков
Природные антибиотики обнаруживаются в основном среди метаболитов почвенных микроорганизмов, синтезирующих их в качестве средств выживания в условиях микробного окружения. Животные и растительные клетки также могут вырабатывать антибиотикоподобные вещества, обладающие антимикробной активностью, но широкого распространения в лечебной практике такие соединения не нашли.
По происхождению (продуценту) антибиотики подразделяются на 3 группы:
Антибиотики, образуемые грибами и лишайниками. Так, из культуральной жидкости Penicillium notatum первоначально был выделен пенициллин (рисунок 13.13), Cephalosporium acremonium - цефалоспорин, Aspergillus fumigatus - фумигаллин, Penicillium urticae - гризеофульвин, Trichothecium roseum - трихотецин. Лишайники продуцируют усниновую кислоту, обладающую сильным антибиотическим действием. К натриевой соли усниновой кислоты особенно чувствительны дифтерийные палочки.
а б
Рисунок 13.13 – Penicillium crustosum (а) и Penicillium notatum (б), продуценты пенициллина.
Антибиотики, образуемые актиномицетами. Актиномицеты, особенно представители рода стрептомицетов (рисунок 13.14), продуцируют большое количество антибиотиков: Streptomyces greseus - стрептомицин, Str. fradiae - неомицин, Str. canamyceticus - канамицин, Micromonospora purpurea - гентамицин, Str. aureofaciens - хлортетрациклин, Str. venezuelae - хлорамфеникол, Str. erythreus - эритромицин, Str. fradiae - тилозин, Str. bevoris - леворин, Str. spheroides - новобиоцин, Str. mediterranei - рифамицин, Str. neursei - нистатин. Многие из этих антибиотиков обладают широким спектром действия.
Рисунок 13.14 – Стрептомицеты, окраска по Граму.
Антибиотики, выделенные из бактерий. Группа антибиотиков бактериального происхождения менее обширна и имеет меньшее практическое значение, так как их эффективность значительно ниже, чем у антибиотиков, синтезируемых грибами или актиномицетами. Бактерии-продуценты антибиотиков синтезируют грамицидин, колицин, пиоцианин, субтилин, полимиксин и другие антимикробные вещества (рисунок 13.15).
а б
Рисунок 13.15 – Бактерии – продуценты антибиотиков: а - Bacillus brevis; б –
Escherichia coli.
Грамицидин выделен в 1939 г. Р.Ж. Дюбо из почвенного микроба В. brevis. В нашей стране грамицидин С получен в 1942 г. Г.Ф. Гаузе и М.Г. Бражниковой. По химическому строению он представляет собой циклический пептид, в который входит пять аминокислот. В 1956 г. осуществлен синтез этого антибиотика.
Колицин - антибактериальный белок, продуцируемый некоторыми штаммами кишечной палочки и подавляющий жизнеспособность других штаммов Escherichia coli.
Пиоцианин – антибиотическое вещество, получаемое из бактерий вида Pseudomonas aeruginosa. Он активен против большинства грамположительных бактерий.
Субтилин – продукт метаболизма сенной палочки (В. subtilis). Всего из разных штаммов сенной палочки выделено более 70 антибиотиков. Субтилин малотоксичен. Хорошо сохраняется в водных растворах.
Полимиксины - это группа соединений, обладающих узким спектром активности против грамотрицательных микроорганизмов. По химической структуре они представляют собой полипептидные соединения. В обычных дозах обладают бактериостатическим действием, а в высоких концентрациях - бактерицидным действием.