Антибиотики это вещества


пенициллинАнтибиотики — это лекарственные средства, оказывающие повреждающее и губительное влияние на микробы. При этом в отличие от дезинфицирующих и антисептических средств, антибиотики малотоксичны для организма и пригодны для приема внутрь.

Антибиотики — лишь часть всех антибактериальных средств. Помимо них, к антибактериальным средствам относят:

  • сульфаниламиды (фталазол, сульфацил натрия, сульфазин, этазол, сульфален и др.);
  • производные хинолона (фторхинолоны — офлоксацин, ципрофлоксацин, левофлоксацин и др.);
  • противосифилитичесие средства (бензилпенициллины, препараты висмута, соединения йода и др.);
  • противотуберкулезные средства (римфапицин, канамицин, изониазид и др.);
  • другие синтетические препараты (фурацилин, фуразолидон, метронидазол, нитроксолин, ринозалид и др.).

Антибиотики — препараты биологического происхождения, их получают с помощью грибов (лучистых, плесневых), a также с помощью определенных бактерий. Также их аналоги и производные получают искусственным — синтетическим — путем.

Кто изобрел первый антибиотик?

Первый антибиотик — Пенициллин — был открыт британским ученым Александром Флемингом в 1929 году. Учёный заметил, что случайно попавшая и проросшая на чашке Петри плесень очень интересно повлияла на растущие колонии бактерий: все бактерии вокруг плесени погибли. Заинтересовавшись этим явлением, и изучив вещество, выделяемое плесенью — учёный выделил антибактериальное вещество и назвал его «Пенициллин».

Однако производство лекарства из этого вещества Флемингу показалось очень трудным, и он не стал им заниматься. Эту работу продолжили за него Говард Флори и Эрнст Борис Чейн. Они разработали методы очистки пенициллина и поставили его на широкое производство. Позже все трое учёных удостоились Нобелевской премии за своё открытие. Интересным фактом было то, что они не стали патентовать своё открытие. Они объяснили это тем, что лекарство, обладающее способностью помочь всему человечеству, не должно быть способом наживы. Благодаря их открытию, с помощью пенициллина удалось победить многие инфекционные заболевания и продлить человеческую жизнь на тридцать лет.


В советском союзе примерно в тоже время было совершено «второе» открытие пенициллина — женщиной-учёным Зинаидой Ермольевой. Открытие было совершено в 1942 году, во времена Великой Отечественной войны. На тот момент несмертельные ранения часто сопровождались инфекционными осложнениями и приводили к смерти солдат. Открытие антибактериального препарата совершило прорыв в военно-полевой медицине и позволило сохранить миллионы жизней, что, возможно, определило ход войны.

Классификация антибиотиков

Во многих медицинских рекомендациях по лечению тех или иных бактериальных инфекций присутствуют формулировки по типу «антибиотик такого-то ряда», например: антибиотик пенициллинного ряда, тетрациклинового ряда и тд. В данном случае имеется ввиду химическое подразделение антибиотика. Чтобы ориентироваться в них, достаточно обратиться к основной классификации антибиотиков.
классификация антибиотиков

Как действуют антибиотики?

У каждого антибиотика есть спектр действия. Это ширина обхвата различных видов бактерий, на которых действует антибиотик. В целом, бактерии можно разделить по строению на три большие группы:

  • с толстой клеточной стенкой — грамположительные бактерии (возбудители ангины, скарлатины, гнойно-воспалительных заболеваний, респираторных инфекций и др);
  • с тонкой клеточной стенкой — грамотрицательные бактерии (возбудители сифилиса, гонореи, хламидиоза, кишечных инфекций и др);
  • без клеточной стенки — (возбудители микоплазмоза, уреаплазмоза);

Антибиотики, в свою очередь, разделяются на:

  • действующие большей частью на грамположительные бактерии (бензилпенициллины, макролиды);
  • действующие большей частью на грамотрицательные бактерии (полимиксины, азтреонам и др.);
  • действующие на обе группы бактерий — антибиотики с широким спектром (карбапенемы, аминогликозиды, тетрациклины, левомицетин, цефалоспорины и др.);

Антибиотики могут вызывать гибель бактерий (бактерицидное проявление) или угнетать их размножение (бактериостатическое проявление).

По механизму воздействия эти лекарственные препараты делятся на 4 группы:

  • препараты первой группы: пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы и гликопептиды — не дают бактерии синтезировать клеточную стенку — бактерия лишается внешней защиты;
  • препараты второй группы: полипептиды – увеличивают проницаемость мембраны бактерий. Мембрана — это мягкая оболочка, в которую заключена бактерия. У грамотрицательных бактерий — мембрана является основным «покровом» микроорганизма, так как клеточной стенки у них нет. Повреждая её проницаемость, антибиотик нарушает баланс химических веществ внутри клетки, что ведёт к её гибели;

  • препараты третьей группы: макролиды, азалиды, вевомицетин, аминогликозиды, линкозамиды – нарушают синтез микробного белка, вызывая гибель бактерии или подавление её размножения;
  • препараты четвёртой группы: римфапицин – нарушают синтез генетического кода (РНК).

Применение антибиотиков при гинекологических и венерических заболеваниях

При выборе антибиотика важно учитывать, какой именно возбудитель вызвал заболевание.

бутылка с антибиотиками
Если это условно-патогенный микроб (т.е. в норме обитающий на коже или слизистой и не вызывающий заболевание) — то воспаление считается неспецифическим. Чаще всего такие неспецифические воспаления вызываются кишечной палочкой, затем идут протеи, энтеробактер, клебсиелла, псевдомонады. Реже — грамположительные бактерии (энтерококки, стафиллококки, стрептококки и др.). Особенно часто происходит сочетание 2-х и более бактерий. Как правило, при неспецифичных мочеполовых инфекциях отдаётся предпочтение препаратам с широким спектром действия — цефалоспоринам третьего поколения (Цефтриаксон, Цефотаксим, Цефиксим), фторнхинолонам (Офлоксацин, Ципрофлоксацин), нитрофуранам (Фуразолидон, Фурадонин, Фурагин), нитроксолину, триметоприму+сульфаметоксазолу (Ко-тримоксазол).


Если микроорганизм является возбудителем половой инфекции, то воспаление является специфичным, и антибиотик подбирается соответствующий:

  • для лечения сифилиса используются преимущественно пенициллины (Бициллин, Бензилпенициллина натривая соль), реже — тетрациклины, макролиды, азалиды, цефалоспорины;
  • для лечения гонореи — цефалоспорины третьего поколения (Цефтриаксон, Цефиксим), реже — фторхинолоны (Ципрофлоксацин, Офлоксацин);
  • для лечения хламидийной, микоплазменной и уреаплазменной инфекции — используются азалиды (Азитромицин) и тетрациклины (Доксициклин);
  • для лечения трихомониаза — применяются производные нитроимидазола (Метронидазол).

Побочное действие антибиотиков. Обратная сторона лечения

Антибиотики могут вызывать множество побочных эффектов. Так, во время лечения антибиотиками нередко возникают аллергические реакции. Она могут проявляться разной степенью тяжести: от сыпи на теле, как от крапивы, до анафилактического шока. При любой форме аллергической реакции — приём антибиотика необходимо прекратить, и продолжить лечение антибиотиком из другой группы.
Кроме того, антибиотики могут оказывать ряд других нежелательных побочных эффектов: нарушение пищеварения, нарушение работы печени, почечной системы, системы кроветворения, слухового и вестибулярного аппарата.


Почти каждый антибиотик приводит к нарушению микрофлоры в слизистых влагалища и кишечника. Нередко после приёма антибиотиков развивается молочница. Восстановить флору влагалища помогут пробиотики в виде свечей, содержащих лактобактерии: Ацилакт, Экофемин, Лактобактерин, Лактонорм. Микрофлору кишечника восстановит приём пробиотиков внутрь (Бифидумбактерин, Линекс, Колибактерин).

Важно помнить, что на время лечения любым антибиотиком необходимо отказаться от приёма алкоголя. Спиртосодержащие напитки снижают эффективность препаратов и усиливают их побочное действие. Особо опасным при их одновременном приёме — является двойная токсическая нагрузка на печень, что может привести к появлению гепатита, цирроза и утяжелению их течения.

Устойчивость к антибиотикам

прием антибиотиков
Соблюдайте время приема препарата

Во время лечения антибиотиками, к лекарствам может образовываться устойчивость бактерий. Это происходит при неправильном назначении дозы и длительности лечения, или несоблюдении схемы лечения пациентом.


Дело в том, что на время лечения антибиотик должен находиться в крови всегда в высоких концентрациях. Для этого крайне важно строго соблюдать время приёма препарата. При удлинении периода между приёмом таблеток — концентрация препарата падает, и бактерии получают своеобразную «передышку», во время которой они начинают размножаться и мутировать. Это может привести к появлению новых форм, устойчивых к действию антибиотика, и следующий приём препарата на них уже не будет действовать.

Так, за несколько лет в России пенициллины, которые использовались при лечении гонореи, на данный момент перестали быть эффективными. Сейчас в лечении гонореи отдают предпочтение цефалоспоринам. Но пенициллины по-прежнему остаются эффективными для лечения сифилиса. Хотя эти препараты и обладают малой скоростью развития устойчивости, но по-прежнему трудно предположить, сколько времени они будут ещё эффективны в лечении основного венерического заболевания.

При возникновении устойчивости к препарату во время лечения, приходится заменять антибиотик на резервный. Резервные препараты хуже основных по 1 или нескольким признакам: они либо менее эффективны, либо более токсичны, либо обладают быстрым появлением к ним устойчивости. Поэтому к их применению прибегают только строго в случае развития устойчивости или непереносимости действия основных препаратов.


Несмотря на наличие довольно обширного выбора антибактериальных средств в лечебной практике, каждый день ведётся поиск новых антибактериальных препаратов. Это имеет большое значение, ввиду непрерывного стабильно формирования устойчивости бактерий к антибиотикам. К препаратам нового поколения предъявляют высокие требования с целью производства новых высокоэффективных, малотоксичных и обладающих широким спектром действия антибиотиков.

Записаться на прием к венерологу
 

Источник: polovye-infekcii.ru

Антибиотики (термин происходит от Анти… и греческого bĺоs — жизнь[en], далее по тексту — «А.») — это вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерийБактерии — группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов. Шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитые (виброны, спириллы, спирохеты). Способны расти как в присутствии атмосферного кислорода (аэробы), так и в его отсутствии (анаэробы). Многие бактерии являются возбудителями болезней животных и человека.


других микробовМикробы (от микро… и греческого bios — жизнь) — то же, что микроорганизмы. Микроорганизмы — мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие. Иногда к микроорганизмам относят вирусы., а также вирусов и клеток. Многие А. способны убивать микробов. Иногда к антибиотикам относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей.
Антибиотики
Каждый антибиотик характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробов. В связи с этим различают А. с широким и узким спектром действия. Первые подавляют разнообразных микробов (например, тетрациклин действует как на окрашивающихся по методу Грама (грамположительных), так и на неокрашивающихся (грамотрицательных) бактерий, а также на риккетсийРиккетсии — мелкие болезнетворные бактерии, размножающиеся подобно вирусам только в клетках хозяина. Возбудители риккетсиозов человека и животных.); вторые — лишь микробов какой-либо одной группы (например, эритромицин и олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии). В связи с избирательным характером действия некоторые А. способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмовМикроорганизмы (микробы) — мельчайшие, преимущественно одноклеточные организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микроскопические грибы, простейшие, иногда к ним относят вирусы.

рактеризуются огромным разнообразием видов, способных существовать в различных условиях (холода, жары, воды, засухи). в концентрациях, не повреждающих клеток организмаОрганизм (от средне-векового латинского organizo — устраиваю, сообщаю стройный вид) — живое существо, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи. Большинство организмов имеет клеточное строение. хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных инфекционных заболеваний человека, животных и растений.

Микроорганизмы, образующие антибиотики, являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи А. подавляют их рост. Мысль об использовании явления антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит русскому биологуБиология (от греческого bios — жизнь и logos — слово, учение) — совокупность наук о живой природе — об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. и патологуПатология (от греческого pathos — страдание, болезнь и logos — слово, учение) — область теоретической и клинической медицины, изучающая патологические процессы (общая патология) и отдельные заболевания (частная патология); включает патологическую анатомию, патологическую физиологию. Патологией называется также любое отклонение от нормы., одному из основоположников эволюционной эмбриологии Илье Ильичу Мечникову, который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека.

До 40-х годов 20 века антибиотики, обладающие лечебным действием, не были выделены в чистом виде из культур микроорганизмов. Первым таким А. был тиротрицин, полученный американским учёным, микробиологом Рене Жюлем Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой аэробнойАэробы — организмы, способные жить только в присутствии кислорода (почти все животные и растения, многие микроорганизмы). палочки Bacillus brevis. Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками.

В 1940 году английские учёные Хауард Уолтер Флори и Джон Чейн, работая с пенициллиномПенициллины — антибиотики, образуемые пенициллами или получаемые полусинтетически. Открыты в 1929 году английским микробиологом Александером Флемингом. В широкую медицинскую практику вошли в 1943-44 годах, главным образом благодаря работам Х. Флори и английского биохимика Эрнста Бориса Чейна в Великобритании и США и российского микрбиолога Зинаиды Виссарионовны Ермольевой. Пенициллины обладают широким спектром антимикробного действия; малотоксичны; могут вызывать аллергические реакции., образуемым плесневым грибомГрибы, грибки — группа растений, вызывающие те или иные заболевания, а также используемые для производства антибиотиков. Наиболее важное значение в патологии человека и практическое промышленное применение имеют три большие группы грибков — плесневые, дрожжевые (и дрожжеподобные) и дерматомицеты, или дерматофиты (паразиты кожи, волос и ногтей). Penicillium notatuip, открытым английским микробиологом и бактериологом Александером Флемингом в 1929 году, впервые выделили пенициллин в чистом виде и обнаружили его замечательные лечебные свойства. В 1942 год советские учёные Георгий Францевич Гаузе, М. Г. Бражцикова получили из культуры почвенных бактерий грамицидинГрамицидин — лекарственный препарат из группы антибиотиков, обладающий бактериостатическим и бактерицидным действием в отношении стренто- и стафилококков, возбудителей анаэробной инфекции и др. микробов.
Применяют местно в виде растворов и пасты при лечении гнойных и воспалительных заболеваний, язв, пролежней и др., а также в виде пасты как противозачаточное средство. С, а в 1944 американский учёный, микробиолог Зельман Абрахам Ваксман получил стрептомицин из культуры актиномицета Streptomyces griseus.

Описано около 2000 различных антибиотиков из культур микроорганизмов, но лишь немногие из них (около 40 штук) могут служить лечебными препаратами, остальные по тем или иным причинам не обладают химиотерапевтическим действием.

Антибиотики можно классифицировать по их происхождению (из грибов, бактерий, актиномицетов и др.), химической природе или по механизму действия.

Антибиотики из грибов

Важнейшее значение имеют А. группы пенициллина, образуемые многими расами Penicillium notatum, P. chrysogenum и другими видами плесневых грибов. Пенициллин подавляет рост стафилококковСтафилококки — род шаровидных бактерий. Встречаются на коже животных и человека, в воздухе. Вызывают стафилококковую инфекцию. в разведении 1 на 80 млн. и мало токсичен для человека и животных. Он разрушается энзимом пенициллиназой, образуемой некоторыми бактериями. Из молекулы пенициллина было получено её «ядро» (6-аминопенициллановая кислота), к которому затем химически присоединили различные радикалы. Так, были созданы новые «полусинтетические» пенициллины (метициллин, ампициллин и другие), не разрушаемые ценициллиназой и подавляющие некоторые штаммы бактерий, устойчивые к природному пенициллину.

Другой антибиотик — цефалоспорин С — образуется грибом Cephalosporium. Он обладает близким к пенициллину химическим строением, но имеет несколько более широкий спектр действия и подавляет жизнедеятельность не только грамположительных, но и некоторых грамотрицательных бактерий. Из «ядра» молекулы цефалоспорина (7-аминоцефалоспорановая кислота) были получены его полусинтетические производные (например, цефалоридин), которые нашли применение в медицинской практике. А. гризеофульвин был выделен из культур Penicillium griseofulvum и других плесеней. Он подавляет рост патогенныхПатогенность, патогенный (болезнетворность, болезнетворный) (от греческого pathos — страдание, болезнь и …ген)— способность микроорганизмов вызывать инфекционные заболевания. Зависит от вирулентности микроба и восприимчивости организма. грибков и широко используется в медицине.

Антибиотики из актиномицетов

Антибиотики из актиномицетов весьма разнообразны по химической природе, механизму действия и лечебным свойствам. Ещё в 1939 году росские[en] микробиологи Николай Александрович Красильников и А. И. Кореняко описали антибиотик мицетин, образуемый одним из актиномицетов.

Первым А. из актиномицетов, получившим применение в медицине, был стрептомицин, подавляющий наряду с грамположительными бактериями и грамотрицательными палочки туляремии, чумы, дизентерии, брюшного тифа, а также туберкулёзную палочку. Молекула стрептомицина состоит из стрептидина (дигуанидиновое производное мезоинозита), соединённого глюкозидной связью со стрептобиозамином (дисахаридом, содержащим стрентозу и метилглюкозамин). Стрептомицин относится к А. группы воднорастворимых органических оснований, к которой принадлежат также А. аминоглюкозиды (неомицин, мономицин, канамицин и гентамицин), обладающие широким спектром действия.

Часто используют в медицинской практике антибиотики группы тетрациклина, например хлортетрациклин (синонимы: ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (синоним: террамицин). Они обладают широким спектром действия и наряду с бактериями подавляют риккетсий (например, возбудителя сыпного тифа).

Воздействуя на культуры актиномицетов, продуцентов этих антибиотиков, ионизирующей радиацией или многими химическими агентамиАгенты — действующие химические вещества, микроорганизмы, обуславливающие признаки и течение определенного заболевания., удалось получить мутанты, синтезирующие А. с измененным строением молекулы (например, деметилхлортетрациклин). А. хлорамфеникол (синоним: левомицетин), обладающий широким спектром действия, в отличие от большинства других А., производят в последние годы путём химического синтеза, а не биосинтеза. Другим таким исключением является противотуберкулёзный А. циклосерин, который также можно получать промышленным синтезом. Остальные А. производят биосинтезом. Некоторые из них (например, тетрациклин, пенициллин) могут быть получены в лаборатории химическим синтезом; однако этот путь настолько труден и нерентабелен, что не выдерживает конкуренции с биосинтезом.

Значительный интерес представляют антибиотики макролиды (эритромицин, олеандомицин), подавляющие грамположительные бактерии, а также А. полиены (нистатинНистатин — лекарственный противогрибковый препарат из группы антибиотиков. Применяют в таблетках для лечения и профилактики кандидамикоза, выпускают также нистатиновую мазь для наружного применения., амфотерицин, леворин), обладающие противогрибковым действием.

Известны А., образуемые актиномицетами, которые оказывают подавляющее действие на некоторые формы злокачественных новообразований и применяются в химиотерапии рака, например актиномицин (синонимы: хризомаллин, аурантин), оливомицин, брунеомицин, рубомицин С. Интересен также А. гигромицин В, обладающий противогельминтным действием.

Антибиотики из бактерий

Антибиотики из бактерий в химическом отношении более однородны и в подавляющем большинстве случаев относятся к полипептидамПолипептиды — полимеры, построенные из остатков аминокислот (от 6-10 до нескольких десятков). Условная граница между полипептидами и белками лежит в области молекулярной массы 6000 (ниже нее — полипептиды, выше — белки).
Многие антибиотики, гормоны, токсины по химической природе — полипептиды. Осуществлен химический синтез многих полипептидов.. В медицине используют тиротрицин и грамицидин С из Bacillus brevis, бацитрацин из Bac. subtilis и полимиксин из Bac. polymyxa. Низин, образуемый стрептококками, не применяют в медицине, но употребляют в пищевой промышленности в качестве антисептикаАнтисептика — метод предупреждения заражения и лечения инфицированных ран воздействием на патогенные микробы химическими (антисептические средства) или биологическими (антибиотики) методами., например при изготовлении консервов.

Антибиотические вещества из животных тканей

Наиболее известны среди них: лизоцимЛизоцим — фермент, взаимодействующий с сахарами определенных типов в клеточной стенке бактерий и разрушающий оболочки бактериальных клеток., открытый английским учёным Александером Флемингом в 1922 году; это энзим — полипептид сложного строения, который содержится в слезахСлезы — секрет слезных желез, прозрачная солоноватая жидкость, омывающая поверхность глазного яблока и конъюнктиву. Обладает дезинфицирующими свойствами, содержит бактерицидное вещество лизоцим. У человека в норме выделяется за сутки 0,51 мл слез., слюнеСлюна — секрет слюнных желез, содержит около 99% воды, слизь, соли, ферменты — амилазу, расщепляющую крахмал, лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами, и др. вещества. Смачивает разжевываемую пищу, способствуя превращению ее в легко проглатываемый комок., слизиСлизь — жидкий секрет, продуцируемый особыми железами. носа, селезёнке, лёгких, яичном белке и др., подавляет рост сапрофитных бактерий, но слабо действует на болезнетворных микробов; интерферонИнтерферон — низкомолекулярный защитный белок, синтезируемый в организме и клеточных культурах и подавляющий репродукцию вирусов, а также размножение других внутриклеточных паразитов (риккетсии, малярийный плазмодий и др.); используется для профилактики и лечения вирусных болезней. — также полипептид, играющий важную роль в защите организма от вирусных инфекций; образование его в организме можно повысить с помощью специальных веществ, называемых интерфероногенами.

Классификация антибиотиков по химическому строению

Антибиотики могут быть классифицированы не только по происхождению, но и разделены на ряд групп на основе химического строения их молекул. Такая классификация была предложена российским учёными, химиками Михаилом Михайловичем Шемякиным и Александром Степановичем Хохловым: А. ациклического строения (полиены нистатин и леворин); алициклического строения; А. ароматического строения; А. — хиноны; А. — кислородсодержащие гетероциклические соединения (гризеофульвин); А. — макролиды (эритромицин, олеандомицин); А. — азотсодержащие гетероциклические соединения (пенициллин); А. — полипептиды или белки; А. — депсипептиды (смотрите таблицу).

Классификация антибиотиков их действию

Третья возможная классификация антибиотиков основана на различиях в молекулярных механизмах действия А. Например, пенициллин и цефалоспорин избирательно подавляют образование клеточной стенки у бактерий. Ряд А. избирательно поражает на разных этапах биосинтез белка в бактериальной клетке; тетрациклины нарушают прикрепление транспортной рибонуклеиновой кислоты (РНКРНК — рибонуклеиновые кислоты.) к рибосомамРибосомы — внутриклеточные частицы, состоящие из РНК и белков, участвуют в биосинтезе белка. Обнаружены в клетках всех живых организмов. бактерий; макролид эритромицин, как и линкомицин, выключает передвижение рибосомы по нити информационной РНК; хлорамфеникол повреждает функцию рибосомы на уровне ферментаФерменты (от латинского «закваска») — биологимческие катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Осуществляют превращение веществ в организме, направляя и регулируя тем самым обмен веществ. По химической природе — белки.
Каждый вид ферментов катализирует превращение определенных веществ (субстратов), иногда лишь единственного вещества в единственном направлении. Поэтому многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет огромное число различных ферментов. Ферментные препараты широко применяют в медицине. пептидилтранслоказы; стрептомицин и аминоглюкозидные А. (неомицин, канамицин, мономицин и гентамицин) искажают «считывание» генетического кода на рибосомах бактерий.

Другая группа А. избирательно поражает биосинтез нуклеиновых кислот в клетках также на различных этапах: актиномицин и оливомицин, вступая в связь с матрицей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), выключают синтез информационной РНК; брунеомицин и митомицин реагируют с ДНКДНК — дезоксирибонуклеиновые кислоты, тип нуклеиновых кислот, участвуют в реализации генетической информации. по типу алкилирующих соединений, а рубомицин — путём интеркаляции. Наконец, некоторые антибиотики избирательно поражают биоэнергетические процессы: грамицидин С, например, выключает окислительное фосфорилирование.

Выбор антибиотиков для лечения

Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам — важная проблема, определяющая правильный выбор того или иного препарата для лечения больного. В первые годы после открытия пенициллина около 99% патогенных стафилококков были чувствительны к этому А.; в 60-е годы к пенициллину остались чувствительны уже не более 20 — 30%.

Рост устойчивых форм связан с тем, что в популяциях бактерий постоянно появляются устойчивые к А. мутанты, обладающие вирулентностью и получающие распространение преимущественно в тех случаях, когда чувствительные формы подавлены А. С популяционно-генетической точки зрения, этот процесс обратим. Поэтому при временном изъятии данного А. из арсенала лечебных средств устойчивые формы микробов в популяциях вновь заменяются чувствительными формами, которые размножаются более быстрым темпом.

Производство антибиотиков

Промышленное производство антибиотиков ведётся в ферментерах, где продуцирующие А. микроорганизмы культивируются в стерильных условиях на специальных питательных средах. Большое значение при этом имеет селекция активных штаммов, для чего предварительно используются различные мутагены с целью индукции активных форм. Если исходный штамм продуцента пенициллина, с которым работал Флеминг, образовывал пенициллин в концентрации 10 ЕД/мл, то современные продуценты образуют пенициллин в концентрации 16 000 ЕД/мл. Эти цифры отражают прогресс технологии. Синтезированные микроорганизмами А. извлекают и подвергают химической очистке. Количественное определение активности А. проводят микробиологическими (по степени антимикробного действия) и физико-химическими методами.

Антибиотики широко применяют в медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях пищевой и микробиологической промышленности. (Г. Ф. Гаузе)

Источник: www.doctorate.ru

Антибиотик

Антибиотики — это химические вещества, которые могут препятствовать росту и содействовать уничтожению вредных микроорганизмов. Они получены из специальных микроорганизмов или других живых систем и производятся в промышленном масштабе с использованием процесса ферментации.

Хотя принципы антибиотического действия не были обнаружены до двадцатого века, первое известное использование антибиотиков было в Китае более 2500 лет назад. Сегодня было зарегистрировано более 10 000 антибиотиков. В настоящее время антибиотики представляют собой многомиллиардную индустрию, которая продолжает расти каждый год.

Формы антибиотиков

Антибиотики используются во многих формах, каждая из которых предъявляет несколько разных производственных требований. Для бактериальных инфекций на поверхности кожи, глазу или ухе антибиотик можно наносить в виде мази или крема. Если инфекция является внутренней, антибиотик можно проглатывать или вводить непосредственно в организм. В этих случаях антибиотик распространяется по всему организму и доставляется путем абсорбции в кровоток.

Во-первых, антибиотик может ослабить клеточные стенки инфекционных бактерий, что приводит к их разрыву. Во-вторых, антибиотики могут вызывать накопление бактериальных клеток, повреждая клеточные мембраны. Другой способ, с помощью которого действуют антибиотики, — это вмешательство в метаболизм бактерий.

Некоторые антибиотики, такие как тетрациклин и эритромицин, препятствуют синтезу белка. Антибиотики, такие как рифампин, ингибируют биосинтез нуклеиновой кислоты. Другие антибиотики, такие как сульфонамид или триметоприм, оказывают общее блокирующее действие на клеточный метаболизм.
Формы антибиотиков

Производство антибиотиков

Коммерческое развитие антибиотика — это долгое и дорогостоящее предприятие. Процесс начинается с фундаментальных исследований, направленных на выявление организмов, которые производят антибиотические соединения. На этом этапе тысячи видов подвергаются скринингу на любые признаки антибактериального действия. Когда признак обнаружен, этот биологический вид будет протестирован против множества известных инфекционных бактерий.

Если материал пройдет этот этап, можно провести дальнейшие испытания. Обычно это связано с клиническим тестированием, чтобы доказать, что антибиотик работает у животных и людей и не вреден. Если эти тесты пройдут, Администрация по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) должна затем утвердить антибиотик в качестве нового препарата. Весь этот процесс может занять много лет.

Для того чтобы новый антибиотик был экономически целесообразным, производители должны иметь возможность получать высокий выход лекарственного средства из процесса ферментации и быть в состоянии легко изолировать его. Обширные исследования обычно требуются до того, как новый антибиотик может быть коммерчески расширен.
как делают антибиотики

История антибиотиков

Хотя наши научные знания о антибиотиках только недавно были основаны, практическое применение антибиотиков существует на протяжении веков. Первое известное использование было китайцами около 2500 лет назад. Уже тогда они обнаружили, что применение плесневого творога сои к инфекциям имеет определенные терапевтические преимущества.

В Европе в средние века в борьбе с инфекцией применялись сырые растительные экстракты и творожные сыворотки. Хотя эти культуры использовали антибиотики, общие принципы антибиотического действия не были поняты до двадцатого века.

Кто изобрел антибиотики?

Развитие современных антибиотиков зависело от нескольких ключевых людей, которые продемонстрировали миру, что материалы, полученные из микроорганизмов, могут быть использованы для лечения инфекционных заболеваний. Одним из первых пионеров в этой области был Луи Пастер.

В 1877 году он и его коллега обнаружили, что рост болезнетворных бактерий сибирской язвы может быть ингибирован сапрофитными бактериями. Они показали, что большое количество культур сибирской язвы можно назначать животным без каких-либо побочных эффектов, если даны сапрофитные бациллы. В течение следующих нескольких лет другие наблюдения подтверждают тот факт, что некоторые материалы, полученные из бактерий, могут предотвратить рост болезнетворных бактерий.
Александр Флеминг - изобретатель антибиотиков
В 1928 году Александр Флеминг внес один из самых важных вкладов в область антибиотиков. В эксперименте он обнаружил, что штамм зеленой пенициллиновой формы ингибировал рост бактерий на пластине агара. Это привело к разработке первого антибиотика современной эпохи, пенициллина.

Эти улучшения появились в начале 1940-х годов, когда Говард Флори и его коллеги обнаружили новый штамм Penicillium, который обеспечивал высокие урожаи пенициллина. Это позволило широкомасштабное производство пенициллина, который помог запустить современную антибиотическую промышленность.

Последующие исследования привели к обнаружению множества новых, разных антибиотиков, включая актиномицин, стрептотрицин и неомицин, все продуцируемые Streptomyces. Другие антибиотики, которые были обнаружены с тех пор, включают бацитрацин, полимиксин, виомицин, хлорамфеникол и тетрациклины. С 1970-х годов большинство новых антибиотиков были синтетическими модификациями естественных антибиотиков.

Сырье для производства антибиотиков

Соединения, которые делают ферментационный бульон, являются основным сырьем, необходимым для производства антибиотиков. Этот бульон представляет собой водный раствор, состоящий из всех ингредиентов, необходимых для размножения микроорганизмов. Как правило, он содержит источник углерода, такой как меласса или соевая мука, оба из которых состоят из сахара лактозы и глюкозы. 

Это такие компоненты, как фосфор, сера, магний, цинк, железо и медь, введенные через водорастворимые соли. Для предотвращения вспенивания во время ферментации используют антипенные средства, такие как сало, октадеканол и силиконы.

Как производится антибиотик?

Хотя большинство антибиотиков зарождается в природе, они обычно не доступны в количествах, необходимых для крупномасштабного производства.

Процесс изготовления антибиотиков

По этой причине был разработан процесс ферментации. Он включает выделение желаемого микроорганизма, заправляющий рост культуры и рафинирование с последующим выделением конечного антибиотического продукта. Важно, чтобы стерильные условия сохранялись на протяжении всего производственного процесса, поскольку загрязнение инородными микробами разрушает ферментацию.

Начало процесса

Прежде чем начать ферментацию, желаемый организм, продуцирующий антибиотик, должен быть изолирован и его количество должно быть увеличено во много раз. Для этого в лаборатории создается стартовая культура из образца ранее изолированных, охлажденных организмов. Для выращивания исходной культуры образец организма переносят на агарсодержащую пластину.
Процесс изготовления антибиотиковПервоначальную культуру затем помещают в сосуды для встряхивания вместе с пищей и другими питательными веществами, необходимыми для роста. Это создает суспензию, которая может быть перенесена в семенные емкости для дальнейшего роста.

Сеялки — это стальные резервуары, предназначенные для создания идеальной среды для выращивания микроорганизмов. Они наполнены всеми вещами, необходимыми для того, чтобы выжил и начал процветать конкретный микроорганизм, включая теплую воду и углеводные продукты, такие как лактоза или сахара глюкозы. 

Кроме того, они содержат другие необходимые источники углерода, такие как уксусная кислота, спирты или углеводороды, а также источники азота, такие как соли аммиака. Факторы роста, такие как витамины, аминокислоты и незначительные питательные вещества, дополняют состав содержимого семенного резервуара. 

Семенные резервуары оснащены мешалками, которые поддерживают перемещение среды роста, и насос для доставки стерилизованного, отфильтрованного воздуха. Примерно через 24-28 часов материал в семенных резервуарах переносится в первичные ферментационные резервуары.

Ферментация

Бак для брожения по существу представляет собой более крупную версию стального, семенного резервуара, способного удерживать около 30 000 галлонов ферментационного бульона. Он заполнен теми же средствами роста.

Получение антибиотика

Бак для брожения обеспечивает благоприятную среду для роста. Здесь микроорганизмы могут расти и размножаться. Во время этого процесса они выделяют большие количества желаемого антибиотика.
Получение антибиотикаБаки охлаждаются для поддержания температуры между 73-81 ° F (23-27,2 ° C). Ферментационный бульон постоянно перемешивается, и в него закачивается непрерывный поток стерилизованного воздуха. По этой причине периодически добавляются антипенные агенты. Поскольку регулирование рН жизненно важно для оптимального роста, кислоты добавляют в резервуар по мере необходимости.

Изоляция и очистка

Через три-пять дней максимальное количество антибиотика будет произведено, и может начаться процесс изоляции. В зависимости от конкретного произведенного антибиотика ферментационный бульон обрабатывается различными способами очистки. Например, для антибиотических соединений, которые являются водорастворимыми, можно использовать ионообменный метод. В этом способе соединение сначала отделяют от отходов органических материалов в бульоне, а затем направляют через оборудование, которое отделяет другие водорастворимые соединения от желаемого.

Для выделения маслорастворимого антибиотика, такого как пенициллин, используется способ экстракции растворителем. В этом способе бульон обрабатывают органическими растворителями, такими как бутилацетат или метилизобутилкетон, который может специфически растворять антибиотик. Затем растворенный антибиотик извлекают с использованием различных органических химических средств. В конце этого этапа изготовитель обычно остается с очищенной порошкообразной формой антибиотика, которая может быть дополнительно очищена для различных типов продуктов.

Рафинирование

Антибиотики могут принимать различные формы. Их можно продавать в виде растворов для внутривенных введений, в форме капсул или гелей, или они могут продаваться в виде порошков, которые включены в накожные мази. В зависимости от конечной формы антибиотика различные стадии рафинирования могут быть предприняты после первоначальной изоляции. Для внутривенных использований кристаллический антибиотик может быть растворен в растворе, помещен в контейнер, который затем герметично закрывается. Для гелевых капсул порошкообразный антибиотик физически заполняется в нижнюю половину капсулы, затем верхняя половина будет механически вставлена на место.

При использовании накожно антибиотик смешивают с мазью.

С этого момента антибиотик транспортируется на конечные упаковочные станции. Здесь он складывается и помещается в коробки. Они загружаются на грузовики и транспортируются к различным дистрибьюторам, в больницы и аптеки. Весь процесс ферментации, восстановления и обработки может занять от 5 до 8 дней.

Контроль качества антибиотиков

Контроль качества имеет первостепенное значение для производства антибиотиков. Поскольку это связано с процессом ферментации, необходимо предпринять шаги для обеспечения того, чтобы в любой момент во время производства не вводилось абсолютно никакого загрязнения. С этой целью среда и все технологическое оборудование полностью стерилизуются паром. Во время производства качество всех соединений проверяется на регулярной основе. 

Особое значение имеют частые проверки состояния культуры микроорганизмов во время ферментации. Они выполняются с использованием различных методов хроматографии. Также проверяются различные физические и химические свойства готового продукта, такие как pH, температура культуры и содержание влаги.

В Соединенных Штатах производство антибиотиков регулируется Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA). В зависимости от применения и типа антибиотика необходимо провести определенное тестирование. Например, FDA требует, чтобы для определенных антибиотиков каждая партия была проверена ими на эффективность и чистоту. Только после того, как они сертифицировали пакет, он может быть продан для общего потребления.

Будущее антибиотиков

Поскольку разработка нового препарата является дорогостоящим процессом, фармацевтические компании провели очень мало исследований за последнее десятилетие. Однако тревожное развитие патогенных организмов вызвало оживленный интерес к разработке новых антибиотиков. Оказывается, что некоторые из вызывающих заболевание бактерий мутировали и развили устойчивость ко многим стандартным антибиотикам.

Это может иметь серьезные последствия для общественного здравоохранения в мире, если не будут обнаружены новые антибиотики или не будут сделаны улучшения в тех, которые доступны. Эта сложная проблема будет в центре внимания исследований на многие годы вперед.

Источник: Health-ambulance.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.