Наибольшее практическое значение имеют полимиксины и грамицидин С.
Полимиксины объединяют группу родственных антибиотиков, продуцируемых спорообразующими почвенными бациллами — В. polimixa. Полимиксины В, М и Е активны в основном в отношении грамотрицательных бактерий (энтеробактерии, синегнойная палочка и др.).
Грамицидин С выделен советскими учеными Г. М. Гаузе и М. Г. Бражниковой (1942) из различных штаммов почвенных бацилл — B.brevis. К нему чувствительны грамположительные бактерии. Грамицидин С может вызывать гемолиз эритроцитов, поэтому применяется только местно для лечения нагноительных процессов.
Антибиотические вещества, полученные из высших растений.
Советский исследователь Т. П. Токин (1928) обнаружил, что многие высшие растения образуют летучие вещества, обладающие антимикробным действием (фитонциды). Они защищают растения от болезнетворных микроорганизмов. Фитонциды — летучие эфирные масла, которые чрезвычайно нестойки, вследствие чего получать препараты фитонцидов в чистом виде очень сложно.
Фитонциды выделены из сока лука, чеснока, листьев эвкалипта и лишайника, травы зверобоя. Обнаружены они также в соке хрена, редиса, алоэ и других растений. Применение фитонцидов в медицинской практике ограничено, так как не удается получить хорошо очищенные, стойкие и малотоксичные препараты.
Антимикробные вещества, выделенные из тканей животных.
Лизоцим был впервые обнаружен русским ученым Н. П. Лащенковым (1909) в белке куриного яйца. Позднее лизоцим выявили в молоке, слезной жидкости, слюне и тканях различных органов (почках, селезенке, печени); установили, что он как естественный защитный фактор организма оказывает бактериолитическое (растворяющее бактерий) действие на многие патогенные и сапрофитные микроорганизмы. Его используют для лечения глазных и кожных болезней.
Экмолин был выделен 3. В. Ермольевой из тканей рыб. Применяется он в сочетании с пенициллином (экмоновоциллин), так как усиливает и продлевает его действие в организме.
По спектру действия:
- действующие преимущественно на грамположительную микрофлору- пенициллин, эритромицин;
- действующие преимущественно на грамотрицательную микрофлору - полимиксин;
- широкого спектра действия (на грам-плюс и грам-минус флору)- стрептомицин, неомицин;
Антибактериальные антибиотики угнетают развитие бактерий и составляют наиболее обширную группу препаратов, различных по химическому составу. Для лечения инфекционных болезней, вызываемых бактериями, чаще используют антибиотики широкого спектра действия: тетрациклины, левомицетин, стрептомицин, гентамицин, канамицин, полусинтетические пенициллины и цефалоспорины и другие препараты.
Противогрибковые антибиотики (нистатин, леворин, амфотерицин В, гризеофульвин) оказывают угнетающее действие на рост микроскопических грибов, так как нарушают целостность цитоплазматической мембраны микробных клеток. Применяются для лечения грибковых заболеваний.
Противоопухолевые антибиотики (рубомицин, брунеомицин, оливомицин) угнетают синтез нуклеиновых кислот в животных клетках и используются для лечения различных форм злокачественных новообразований.
Биологическую активность антибиотиков измеряют в международных единицах действия (ЕД). За единицу активности антибиотика принимают наименьшее количество препарата, которое оказывает антимикробное действие на чувствительные к нему тест-бактерии (например, для пенициллина—золотистый стафилококк, стрептомицина— кишечная палочка и т. п.). В настоящее время единицы активности антибиотиков выражают в микрограммах чистого препарата. Так, за единицу активности пенициллина принимают 0,6 мкг, а для большей части антибиотиков 1 ЕД соответствует 1 мкг (стрептомицин).
Антибиотики разделяют по механизму действия:
- ингибиторы синтеза пептикогликана клеточной стенки (пенициллин, цефалоспорин, ванкомицин, ристомицин). Действуют на имеющих клеточную стенку растущие бактерии, не действуют на L- формы, покоящиеся формы бактерий;
- ингибиторы синтеза мембраны и цитоплазматической мембраны грибов (нистатин, полимиксин).
Побочное действие антибиотиков.
Для макроорганизма:
- токсическое действие;
- дисбактериозы;
- аллергические реакции;
- иммунодепрессивное действие;
- эндотоксический шок.
Возможны осложнения при антибиотикотерапии. Некоторые антибиотики (пенициллин, стрептомицин и др.), введенные в организм больного, вызывают состояние повышенной чувствительности (аллергия), нарастающее по мере применения препарата. Аллергические реакции развиваются в виде сыпи-крапивницы, отеков век, губ, носа, дерматитов. Наиболее грозным осложнением является анафилактический шок, от которого может наступить смерть больного.
Внимание! Прежде чем применять антибиотик парентерально, необходимо выявить отсутствие повышенной чувствительности к нему организма больного. Это определяют с помощью внутрикожной пробы с данным препаратом: в кожу внутренней стороны предплечья вводят 0,1 мл антибиотика и наблюдают в течение 20—30 мин. Если реакция положительная (диаметр папулы более 1 см и большая зона красноты), то антибиотик вводить нельзя.
Введение в организм больших доз антибиотиков широкого спектра действия, как правило, сопровождается и гибелью представителей нормальной микрофлоры дыхательных путей, кишечника, и других органов. Это приводит к изменению обычных антагонистических отношений между микроорганизмами в естественных условиях. В результате этого условно-патогенные бактерии (стафилококки, протей) и грибы рода Candida, устойчивые к этим антибиотикам, могут активизироваться и вызывать вторичные инфекции. Так возникают грибковые поражения — кандидозы кожи, слизистых оболочек, внутренних органов; дисбактериозы (нарушения нормального состава микрофлоры).
Для предотвращения развития кандидамикозов антибиотики вводят с противогрибковыми препаратами, например нистатином и др. Применение препаратов, приготовленных из представителей нормальной микрофлоры (колибактерин, бифидумбактерин, бификол) после приема антибиотиков, предупреждает развитие дисбактериоза.
Длительное лечение и применение антибиотиков может оказывать токсическое действие на организм больного: тетрациклины могут вызвать поражение печени, левомицетин — органов кроветворения, стрептомицин в ряде случаев поражает вестибулярный и слуховой анализаторы, цефалоспорины способны нарушать функции почек (нефротоксичность). Многие антибиотики часто вызывают гиповитаминоз и раздражение слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.
Антибиотики могут оказывать вредное действие на развитие плода, особенно у женщин, употреблявших антибиотики в первый период беременности. Прямое влияние на организм плода оказывают антибиотики группы тетрациклина.
Для микроорганизмов:
- формирование атипичных форм микробов;
- формирование антибиотикорезистентных и антибиотикозависимых форм микроорганизмов.
Часто при лечении антибиотиками происходит превращение чувствительных к антибиотику микроорганизмов в устойчивые (резистентные) формы. Приобретенная устойчивость бактерий к антибиотику передается по наследству новым популяциям бактериальных клеток.
Механизм образования устойчивости разнообразен. В большинстве случаев резистентность связана со способностью бактерий синтезировать ферменты, разрушающие определенные антибиотические вещества. Например, устойчивость стафилококков к пенициллину объясняется их способностью вырабатывать фермент пенициллиназу, разрушающий антибиотик. В то же время для кишечной палочки, протея и других бактерий семейства кишечных пенициллиназа является конститутивным (постоянным) ферментом и определяет их естественную резистентность к пенициллину.
У некоторых бактерий обнаружена множественная лекарственная устойчивость, т. е. бактериальная клетка может обладать резистентностью к нескольким антибиотикам. Особенно выражена резистентность к пенициллину и стрептомицину, которые первыми стали использовать в клинической практике.
Эффективность антибиотикотерапии определяется главным образом степенью чувствительности бактерий к применяемому препарату. Поэтому проверяют чувствительность культур микроорганизмов, выделенных от больных, к различным антибиотикам, которые используют для лечения.
В процессе действия антибиотиков возможно изменение морфологических, культуральных, биологических свойств бактерий; могут образовываться L-формы.
Биохимические и генетические механизмы лекарственной устойчивости микроорганизмов.
Существует два типа лекарственной устойчивости - естественная (природная) и приобретенная (в результате мутаций, обмена R- плазмидами др.).
Естественная лекарственная устойчивость является видовым признаком, чаще связана с недоступностью антибиотика к его мишени, т.е. невозможностью осуществления его механизма действия. В природных условиях, особенно в почве, микроорганизмы находятся в конкурентной борьбе за субстраты. Антибиотики – один из селективных факторов отбора. Микроорганизмы- продуценты антибиотиков защищены от синтезируемых антибиотиков генетическими механизмами (генетически детерминированная устойчивость, кодируемая в хромосоме или обусловленная наличием R- плазмид). Микроорганизмы в условиях совместного обитания вынуждены вырабатывать устойчивость к антибиотикам.
Резистентность к антибиотикам у микробов может быть связана с негенетическими факторами (низкая метаболическая активность, переход в L- форму).
Основную роль в лекарственной устойчивости принадлежит R- плазмидам, способным передаваться в другие бактерии и формировать своеобразный генофонд лекарственной устойчивости микроорганизмов. Резистентность современных стафилококков к пенициллину доходит до 100%.
На биохимическом уровне в формировании резистентности могут участвовать различные механизмы.
1.Разрушение молекулы антибиотика (пенициллины и другие бета- лактамные антибиотики разрушаются ферментом бета- лактамазой).
2.Модификация структуры молекулы антибиотика, приводящая к утрате биологической активности (так действуют изоферменты).
3.Изменение структуры мишеней, чувствительных к антибиотику.
4.Образование бактериями “обходного” пути метаболизма.
5.Формирование механизмов активного выведения антибиотика из клетки.