Принципи класифікації та застосування антибіотиків

Антибіотики класифікують за такими основними ознаками: за спектром і спрямованістю біологічної дії, хімічним складом та молекулярним механізмом дії на мікробну клітину.

За спектром дії розрізняють антибіотики вузького й широкого спектра дії. Антибіотики вузького спектра дії активні щодо певної групи мікроорганізмів. Бензилпеніцилін, еритроміцин, олеандоміцин активні переважно щодо грампозитивних мікроорганізмів. Монобактамні антибіотики (азтреонам) активні у відношенні грамнегативних мікроорганізмів. Антибіотики широкого спектра дії (цефалоспорини, фторхінолони, карбапенеми) пригнічують ріст і розмноження грампозитивних і грамнегативних типових та нетипових форм бактерій. Найширший спектр дії характерний для п'яти груп антибіотиків: β-лактамні, фторхінолони, аміноглікозиди, тетрацикліни, хлорамфінекол. Антибіотики можуть спричинювати бактерицидну та бактеріостатичну дію на мікроорганізми. До бактерицидних належать пеніциліни, цефалоспорини, фторхінолони, аміноглікозиди; до бактеріостатичних — левоміцетин, тетрацикліни, макроліти.

За спрямованістю біологічної дії антибіотики поділяють на чотири основні групи: антибактеріальні, протигрибкові, противірусні, протипухлинні.

Антибактеріальні антибіотики пригнічують ріст і розвиток бактерій. До цієї групи належить більшість відомих антибіотиків.

Протигрибкові антибіотики специфічно пригнічують ріст патогенних грибів. Для лікування захворювань, спричинених дріжджеподібними грибами, використовують ністатин, леворин, для лікування глибоких і генералізованих мікозів, дерматомікозів — гризеофульвін, амфотерицин Б та інші препарати.

Противірусна активність виражена в інтерферонів, інтерлейкінів. Вони порушують розмноження вірусу в чутливій клітині.

Протипухлинні антибіотики пригнічують розмноження клітин злоякісних пухлин. Рубоміцин ефективний у лікуванні хоріонепітеліоми матки й гострих лейкозів, актиноміцин — аденокарциноми нирки, брунеоміцин — лімфогранулематозу, олівоміцин пригнічує швидкометастазуючі пухлини. Вони блокують транскрипцію або порушують синтез ДНК.

За хімічним складом антибіотики належать до органічних сполук. Це можуть бути ациклічні органічні сполуки — полієни (ністатин, амфотерицин Б); ароматичні гетероциклічні сполуки (гризеофульвін); макроліди містять у молекулі макроциклічне лактонне кільце, пов'язане з одним або кількома вуглеводними залишками (еритроміцин, олеандоміцин, лінкоміцин, кла-ритроміцин — клацид, спіраміцин, азитроміцин — сумамед); антрацикліни (рубоміцин); аміноглікозиди, молекули яких складаються із залишків аміноциклітів та вуглеводів (стрептоміцин, неоміцин, канаміцин, мономіцин, гентаміцин); поліпептиди — білки (граміцидин, поліміксин, лізоцим, коліцини); молекули тетрациклінів (окситетрациклін, метациклін, хлортетрациклін та ін.) складаються з чотирьох конденсованих бензольних кілець з різними радикалами; бета-лактамні антибіотики — гетероциклічні сполуки з бета-лактамним кільцем (пеніциліни, цефалоснорини); до нетрадиційних бета-лактамних препаратів відносять карбапенеми, оксапенеми; глікопептидні антибіотики (ванкоміцин, ристоміцин). Останнім часом широко застосовуються фторхінолони — гетероциклічні сполуки, які містять два конденсованих шестичленних кільця — ципробан, ципрофлок-сацин (ципринол), левофлоксацин, моксифлоксацин, норфлоксацин.

За молекулярним механізмом дії на мікробну клітину антибіотики поділяють на групи залежно від мішені в бактеріальній клітині:

порушують синтез клітинної стінки бактерій — пеніцилін, ристоміцин, ванкоміцин, новобіоцин; тому вони більш активні щодо молодих клітин, які ростуть, і не діють на клітини, що перебувають у стадії спокою. Порушуючи синтез пептидоглікану, вони сприяють перетворенню нормальної бактеріальної клітини на L-форму. При видаленні антибіотика мікробна клітина, якщо вона не загинула, з L-форми знову перетворюється на нормальну, що призводить до рецидиву (повернення клінічних ознак хвороби) інфекцій;

порушують синтез білків у бактеріальній клітині на рівні 70S рибосом — тетрацикліни, макроліди, левоміцетин;

пригнічують синтез білків у бактеріальній клітині п одночасно порушують трансляцію генетичного коду — аміноглікозиди;

пригнічують синтез нуклеїнових кислот у бактеріальній клітині та клітинах макроорганізму, трансляцію ДНК — актиноміцини; пригнічують реплікацію ДНК — міаміцин; синтез ДНК — брунеоміцин, рубоміцин; інактивують РНК-полімеразу — рифампіцин, ДНК-гірази (фермент, що упорядковує просторову структуру ДНК у бактеріальній клітині) — хінолони;

порушують цілісність цитоплазматичної мембрани — протигрибкові, полієни руйнують вегетативні клітини патогенних грибів, але не діють на їх спори.

Після визначення хімічної структури більшості антибіотиків було зроблено спроби здійснити їх хімічний синтез. Левоміцетин отримують лише хімічним способом — синтетичний антибіотик, а виробництво хімічним синтезом пеніциліну, граміцидину виявилось економічно недоцільним.

Розроблено методи вдосконалення властивостей природних антибіотиків частковою зміною хімічної структури їх. Так було отримано напівсинтетичні антибіотики. Особливо великих успіхів досягнуто в отриманні напівсинтетичних пеніцилінів та цефалоспоринів — найбільш уживаних антибіотиків.

Бензилпеніцилін (відомий під назвою пеніцилін) був отриманий шляхом приєднання бензильної групи до ядра молекули природного пеніциліну (6-амінопеніциланової кислоти — 6-АПК). Бензилпеніцилін має сильну хіміотерапевтичну активність, малотоксичний. Недоліком його є вузький спектр дії, чутливість до пеніцилінази (ферменту бактерій, який руйнує його молекулу), втрата активності в кислому й основному середовищі (руйнується в травному тракті). Шляхом заміни бензильної групи на молекулу іншої органічної сполуки отримано сотні напівсинтетичних пеніцилінів. Саме так отримали пеніциліни, стійкі до пеніцилінази, — метицилін, до кислої реакції шлункового соку — оксацилін, амоксил, ампіцилін. Напівсинтетичні пеніциліни — активні до грампозитивних і грамнегативних мікробів, тобто мають широкий спектр дії.

Цефалоспорини продукуються грибами роду Cephalosporium. Основним структурним компонентом його молекули є 7-аміно-цефалоспоринова кислота, яка за структурою схожа на 6-АПК. Базовим препаратом є цефазолін — бактерицидний препарат широкого спектра дії, стійкий до пеніцилінази, але він виявився малоактивним до менінгокока, синьогнійної палички, бактероїдів. Зміною хімічної структури отримано цефалоспорини II, IIIі IVпоколінь.

Цефалоспорини IIпокоління (цефаклор, цеамандол, цефокситин, цефуроксим) більш активні до грамнегативної мікрофлори, у тому числі й бактероїдів, ешерихій, клебсієл, протеїв, але менш активні до стафілококів та стрептококів.

Цефалоспорини IIIпокоління (цефотаксим, цефоперазон, цефтазидим, цефтриаксон) мають широкий спектр дії на грам-негативні бактерії, зокрема на гемоглобінофільну паличку, нейсерії, ентеробактерії, синьогнійну паличку, збудника бореліозу (спірохету, що спричинює хворобу Лайма).

Цефалоспорини IVпокоління (цефепім, цемфіром) більш активні щодо ентеробактерій, псевдомонад (синьогнійної палички), грампозитивних коків.

З антибіотиків слід використовувати препарати, які мають високу вибірковість і активність щодо збудника, через що їх називають етіотропними (від грец. aitia — причина і tropos — спрямування), тобто такими, що діють на причину (збудника) хвороби. Вони повинні бути петоксичними для макроорганізму, зберігати антибактеріальну дію в рідинах, тканинах організму, добре всмоктуватися й розподілятися із організмі, забезпечуючи ефективні концентрації в ньому протягом тривалого часу, зберігати стабільність за звичайних умов зберігання.

Успіхи антибіотикотерапії залежать від чутливості збудника до препарату, ефективного способу його введення, форми патологічного процесу, фази захворювання, стану захисних механізмів організму. Антибіотики, найбільш ефективні при певному виді інфекції, до яких чутлива більшість штамів даного збудника, називаються препаратами першого вибору (першого ряду). Препарати другого ряду (альтернативні, від лат. alter— один із двох) призначають тоді, коли препарати першої групи неефективні, або коли штам виділеного збудника найбільш чутливий саме до них. Антибіотики резерву використовують в особливих випадках, коли антибіотики першого і другого ряду виявляються неефективними, спричинюють багато ускладнень.

До основних принципів раціональної антибіотикотерапії належать:

— виділення та ідентифікація збудника, визначення чутливості його до антибіотиків;

— вибір найбільш активного і найменш токсичного препарату;— визначення оптимальних доз і методів уведення антибіотиків в організм хворого для створення в рідинах і тканинах терапевтичної концентрації;

— своєчасний початок лікування й продовження його до повного закріплення терапевтичного ефекту;

— урахування можливості побічної дії антибіотиків, особливо якщо у хворого є індивідуальні порушення функцій внутрішніх органів (печінки, нирок);

— комбінація антибіотиків між собою або з іншими препаратами для підсилення антибактеріального ефекту (найчастіше використовують комбінації пеніцилінів та аміноглікозидів, тетрациклінів та макролідів, пеніцилінів та сульфаніламідних препаратів).

Тривалість курсу антибіотикотерапії залежить від виду збудника, ефективності обраного препарату, стану макроорганізму. Антибіотики, як правило, швидко виводяться з організму, тому їх потрібно вводити кілька разів на добу. Це ускладнює лікування, особливо при ін'єкційному введенні препарату. Зручніше вводити препарати пролонгованої (від пізньолат. prolongatio — збільшити довжину, тобто подовженої) дії. Так, біцилін-1 уводять 4 або 2 рази на місяць, біцилін-2 — 1 раз на 4—6 діб, біцилін-5 — 1 раз на 3 тиж (дітям до 8 років) або 1 раз на місяць (дітям після 8 років і дорослим).