می توان گفت که کشف پنی سیلین در آغاز قرن گذشته یک رویداد انقلابی بود. در طول جنگ جهانی دوم، اولین آنتی بیوتیک میلیون ها سرباز مجروح را از سپسیس نجات داد. پنی سیلین به یک داروی موثر و در عین حال ارزان برای بسیاری از عفونت های جدی با شکستگی های جدی، زخم های چرکی تبدیل شده است. با گذشت زمان، کلاس‌های دیگری از آنتی‌بیوتیک‌ها سنتز شدند.
ویژگی های کلی
امروزه تعداد زیادی دارو متعلق به دنیای وسیع آنتی بیوتیک ها وجود دارد - موادی با منشاء طبیعی یا نیمه مصنوعی که توانایی تخریب گروه های خاصی از پاتوژن ها یا جلوگیری از رشد یا تولید مثل آنها را دارند. مکانیسم، طیف اثر آنتی بیوتیک ها می تواند متفاوت باشد. با گذشت زمان، انواع و اصلاحات جدیدی از آنتی بیوتیک ها ظاهر می شوند. تنوع آنها مستلزم سیستم سازی است. در زمان ما، طبقه بندی آنتی بیوتیک ها بر اساس مکانیسم و طیف اثر و همچنین بر اساس ساختار شیمیایی پذیرفته شده است. با توجه به مکانیسم عمل، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:
- باکتریوستاتیک، بازدارنده رشد یاتولید مثل میکروارگانیسم های بیماری زا؛
- باکتری کش، که به کشتن باکتری ها کمک می کند.
مکانیسم های اساسی اثر آنتی بیوتیک ها:
- نقض دیواره سلولی باکتری؛
- سرکوب سنتز پروتئین در یک سلول میکروبی؛
- نقض نفوذپذیری غشای سیتوپلاسمی؛
- مهار سنتز RNA.
بتالاکتام - پنی سیلین
بر اساس ساختار شیمیایی، این ترکیبات به شرح زیر طبقه بندی می شوند.
آنتی بیوتیک های بتالاکتام. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک های لاکتام با توانایی این گروه عملکردی برای اتصال آنزیم های دخیل در سنتز پپتیدوگلیکان، اساس غشای خارجی سلول های میکروارگانیسم، تعیین می شود. بنابراین، تشکیل دیواره سلولی آن سرکوب می شود، که به توقف رشد یا تولید مثل باکتری ها کمک می کند. بتالاکتام ها سمیت کم و در عین حال خاصیت ضد باکتریایی خوبی دارند. آنها بزرگترین گروه را نشان می دهند و به زیر گروه هایی تقسیم می شوند که ساختار شیمیایی مشابهی دارند.
پنی‌سیلین‌ها گروهی از مواد هستند که از یک کلنی خاص از کپک‌ها جدا شده‌اند و خاصیت باکتری‌کشی دارند. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک های سری پنی سیلین به این دلیل است که با تخریب دیواره سلولی میکروارگانیسم ها، آنها را از بین می برند. پنی سیلین ها منشأ طبیعی و نیمه مصنوعی دارند و ترکیباتی با طیف گسترده هستند - می توان از آنها در درمان بسیاری از بیماری های ناشی از استرپتوکوک و استافیلوکوک استفاده کرد. بعلاوه،آنها دارای خاصیت گزینش پذیری هستند و فقط بر روی میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارند، بدون اینکه روی درشت ارگانیسم تأثیر بگذارند. پنی سیلین ها دارای معایبی هستند که شامل ظهور مقاومت باکتریایی به آن می شود. از بین طبیعی ترین، رایج ترین بنزیل پنی سیلین، فنوکسی متیل پنی سیلین است که به دلیل سمیت کم و هزینه کم برای مبارزه با عفونت های مننگوکوک و استرپتوکوک استفاده می شود. اما با مصرف طولانی مدت ممکن است ایمنی بدن در برابر دارو ایجاد شود که منجر به کاهش اثربخشی آن خواهد شد. پنی سیلین های نیمه مصنوعی معمولاً از پنی سیلین های طبیعی با اصلاح شیمیایی به دست می آیند تا خواص مورد نظر را به آنها بدهند - آموکسی سیلین، آمپی سیلین. این داروها در برابر باکتری های مقاوم به بیوپنی سیلین ها فعال ترند.
سایر بتالاکتامها
سفالوسپورین ها از قارچ هایی به همین نام به دست می آیند و ساختار آنها مشابه ساختار پنی سیلین ها است که همین واکنش های منفی را توضیح می دهد. سفالوسپورین ها چهار نسل را تشکیل می دهند. داروهای نسل اول بیشتر در درمان عفونت های خفیف ناشی از استافیلوکوک یا استرپتوکوک استفاده می شوند. سفالوسپورین‌های نسل دوم و سوم در برابر باکتری‌های گرم منفی فعال‌تر هستند و مواد نسل چهارم قوی‌ترین داروهایی هستند که برای درمان عفونت‌های شدید استفاده می‌شوند.
کارباپنم ها در برابر باکتری های گرم مثبت، گرم منفی و بی هوازی موثر هستند. مزیت آنها غیبت استمقاومت باکتری ها به دارو حتی پس از استفاده طولانی مدت.
مونوباکتام ها نیز متعلق به بتالاکتام ها هستند و مکانیسم عملکرد آنتی بیوتیک ها مشابهی دارند که شامل تأثیر بر دیواره سلولی باکتری ها است. آنها برای درمان طیف گسترده ای از عفونت ها استفاده می شوند.
Macrolides
این گروه دوم است. ماکرولیدها آنتی بیوتیک های طبیعی با ساختار حلقوی پیچیده هستند. آنها یک حلقه لاکتون چند عضوی با بقایای کربوهیدرات متصل هستند. خواص دارو به تعداد اتم های کربن موجود در حلقه بستگی دارد. ترکیبات 14، 15 و 16 عضوی وجود دارد. طیف اثر آنها بر روی میکروب ها بسیار گسترده است. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها بر روی سلول میکروبی شامل تعامل آنها با ریبوزوم ها و در نتیجه اختلال در سنتز پروتئین ها در سلول میکروارگانیسم با سرکوب واکنش های اضافه کردن مونومرهای جدید به زنجیره پپتیدی است. ماکرولیدها با تجمع در سلول‌های سیستم ایمنی بدن میکروب‌ها را از بین می‌برند.
ماکرولیدها در بین آنتی بیوتیک های شناخته شده ایمن ترین و کم سمی ترین هستند و نه تنها در برابر باکتری های گرم مثبت بلکه در برابر باکتری های گرم منفی نیز موثر هستند. هنگام استفاده از آنها، واکنش های جانبی نامطلوب مشاهده نمی شود. این آنتی بیوتیک ها با یک اثر باکتریواستاتیک مشخص می شوند، اما در غلظت های بالا می توانند اثر باکتری کشی بر روی پنوموکوک ها و برخی میکروارگانیسم های دیگر داشته باشند. ماکرولیدها بر اساس روش تهیه به دو دسته طبیعی و نیمه مصنوعی تقسیم می شوند.
اولین دارو ازدسته ای از ماکرولیدهای طبیعی اریترومایسین بود که در اواسط قرن گذشته به دست آمد و با موفقیت در برابر باکتری های گرم مثبت مقاوم به پنی سیلین ها استفاده شد. نسل جدیدی از داروها در این گروه در دهه 70 قرن بیستم ظاهر شد و هنوز هم به طور فعال استفاده می شود.
ماکرولیدها همچنین شامل آنتی بیوتیک های نیمه مصنوعی - آزولیدها و کتولیدها هستند. در مولکول آزولید، یک اتم نیتروژن در حلقه لاکتون بین اتم های نهم و دهم کربن قرار دارد. نماینده آزولیدها آزیترومایسین با طیف وسیعی از اثر و فعالیت در جهت باکتری های گرم مثبت و گرم منفی، برخی از بی هوازی ها است. در محیط اسیدی بسیار پایدارتر از اریترومایسین است و می تواند در آن انباشته شود. آزیترومایسین برای انواع بیماری های دستگاه تنفسی، دستگاه تناسلی ادراری، روده ها، پوست و غیره استفاده می شود.
کتولیدها با افزودن یک گروه کتو به اتم سوم حلقه لاکتون به دست می آیند. آنها در مقایسه با ماکرولیدها با عادت کمتری به باکتری ها متمایز می شوند.
تتراسایکلین
تتراسایکلین ها متعلق به کلاس پلی کتیدها هستند. اینها آنتی بیوتیک های وسیع الطیف با اثر باکتریواستاتیک هستند. اولین نماینده آنها، کلرتتراسایکلین، در اواسط قرن گذشته از یکی از فرهنگ های اکتینومیست جدا شد، آنها همچنین قارچ تابشی نامیده می شوند. چند سال بعد، اکسی تتراسایکلین از کلنی همان قارچ به دست آمد. سومین نماینده این گروه تتراسایکلین است که ابتدا با اصلاح شیمیایی مشتق کلر آن ایجاد شد و یک سال بعد از اکتینومیست ها نیز جدا شد. دیگرداروهای گروه تتراسایکلین مشتقات نیمه مصنوعی این ترکیبات هستند.
همه این مواد از نظر ساختار و خواص شیمیایی مشابه هستند، در فعالیت در برابر بسیاری از اشکال باکتری های گرم مثبت و گرم منفی، برخی ویروس ها و تک یاخته ها. آنها همچنین در برابر عادت دادن میکروارگانیسم ها مقاوم هستند. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها بر روی یک سلول باکتری، سرکوب فرآیندهای بیوسنتز پروتئین در آن است. هنگامی که مولکول های دارو بر روی باکتری های گرم منفی اثر می کنند، با انتشار ساده وارد سلول می شوند. مکانیسم نفوذ ذرات آنتی بیوتیک به باکتری های گرم مثبت هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است، با این حال، این فرض وجود دارد که مولکول های تتراسایکلین با یون های فلزی خاصی که در سلول های باکتری هستند برای تشکیل ترکیبات پیچیده تعامل دارند. در این حالت، زنجیره در فرآیند تشکیل پروتئین لازم برای سلول باکتری شکسته می شود. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که غلظت‌های باکتریواستاتیک کلرتتراسایکلین برای سرکوب سنتز پروتئین کافی است، با این حال، غلظت‌های بالایی از دارو برای مهار سنتز اسیدهای نوکلئیک لازم است.
تتراسایکلین ها در مبارزه با بیماری های کلیوی، عفونت های مختلف پوست، مجاری تنفسی و بسیاری از بیماری های دیگر استفاده می شود. در صورت لزوم، آنها جایگزین پنی سیلین می شوند، اما در سال های اخیر استفاده از تتراسایکلین ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته است که با ظهور مقاومت میکروبی به این گروه از آنتی بیوتیک ها همراه است. استفاده از اینآنتی بیوتیک به عنوان یک افزودنی به خوراک دام که منجر به کاهش خواص دارویی دارو به دلیل بروز مقاومت در برابر آن شد. برای غلبه بر آن، ترکیباتی با داروهای مختلف که مکانیسم متفاوتی از عملکرد ضد میکروبی آنتی بیوتیک ها دارند، تجویز می شود. برای مثال، اثر درمانی با استفاده همزمان از تتراسایکلین و استرپتومایسین افزایش می‌یابد.
آمینوگلیکوزید
آمینوگلیکوزیدها آنتی بیوتیک های طبیعی و نیمه مصنوعی با طیف اثر بسیار گسترده هستند که حاوی بقایای آمینوساکارید در مولکول هستند. اولین آمینوگلیکوزید استرپتومایسین بود که در اواسط قرن گذشته از یک کلنی قارچ تابشی جدا شد و به طور فعال در درمان بسیاری از عفونت ها استفاده شد. آنتی بیوتیک های گروه مذکور از آنجایی که ضد باکتری هستند حتی با کاهش شدید ایمنی نیز موثر هستند. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها بر روی یک سلول میکروبی، تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی با پروتئین های ریبوزوم های میکروارگانیسم و تخریب واکنش های سنتز پروتئین در سلول باکتری است. مکانیسم اثر باکتری‌کشی آمینوگلیکوزیدها، برخلاف اثر باکتریواستاتیک تتراسایکلین‌ها و ماکرولیدها که سنتز پروتئین را در سلول‌های باکتریایی مختل می‌کنند، به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است. با این حال، شناخته شده است که آمینوگلیکوزیدها فقط در شرایط هوازی فعال هستند، بنابراین در بافت هایی با خون رسانی ضعیف بسیار موثر نیستند.
پس از ظهور اولین آنتی بیوتیک ها - پنی سیلین و استرپتومایسین، استفاده از آنها به طور گسترده در درمان هر بیماری شروع شد که خیلی زود مشکل عادت میکروارگانیسم ها به این داروها بوجود آمد. در حال حاضراسترپتومایسین عمدتاً در ترکیب با سایر داروهای نسل جدید برای درمان سل یا عفونت های نادر مانند طاعون استفاده می شود. در موارد دیگر کانامایسین تجویز می شود که یک آنتی بیوتیک آمینوگلیکوزید نسل اول نیز می باشد. با این حال، به دلیل سمیت بالای کانامایسین، جنتامایسین، یک داروی نسل دوم، در حال حاضر ترجیح داده می شود و داروی آمینوگلیکوزید نسل سوم آمیکاسین است که به ندرت برای جلوگیری از اعتیاد میکروارگانیسم ها به آن استفاده می شود.
لوومایستین
لوومایستین یا کلرامفنیکل یک آنتی بیوتیک طبیعی با وسیع ترین طیف فعالیت است که در برابر تعداد قابل توجهی از میکروارگانیسم های گرم مثبت و گرم منفی، بسیاری از ویروس های بزرگ فعال است. با توجه به ساختار شیمیایی، این مشتق از نیتروفنیل آلکیل آمین ها برای اولین بار در اواسط قرن بیستم از کشت اکتینومیست ها به دست آمد و دو سال بعد به صورت شیمیایی نیز سنتز شد.
لوومایستین دارای اثر باکتریواستاتیک بر میکروارگانیسم ها است. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها بر روی یک سلول باکتری، سرکوب فعالیت کاتالیزورها برای تشکیل پیوندهای پپتیدی در ریبوزوم ها در طول سنتز پروتئین است. مقاومت باکتری به لوومایستین بسیار آهسته ایجاد می شود. این دارو برای تب حصبه یا اسهال خونی استفاده می شود.
گلیکوپپتیدها و لیپوپپتیدها
گلیکوپپتیدها ترکیبات پپتیدی حلقوی هستند که آنتی بیوتیک های طبیعی یا نیمه مصنوعی باریک هستند.طیف اثر بر روی گونه های خاصی از میکروارگانیسم ها. آنها اثر ضد باکتریایی بر روی باکتری های گرم مثبت دارند و همچنین می توانند جایگزین پنی سیلین در صورت مقاومت در برابر آن شوند. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها بر روی میکروارگانیسم ها را می توان با ایجاد پیوند با اسیدهای آمینه پپتیدوگلیکان دیواره سلولی و در نتیجه سرکوب سنتز آنها توضیح داد.
اولین گلیکوپپتید، وانکومایسین، از اکتینومیست های گرفته شده از خاک در هند به دست آمد. این یک آنتی بیوتیک طبیعی است که به طور فعال بر روی میکروارگانیسم ها حتی در فصل تولید مثل تأثیر می گذارد. در ابتدا از وانکومایسین به عنوان جایگزین پنی سیلین در موارد حساسیت به آن در درمان عفونت ها استفاده می شد. با این حال، افزایش مقاومت دارویی به یک مشکل جدی تبدیل شده است. در دهه 1980، تیکوپلانین، آنتی بیوتیکی از گروه گلیکوپپتیدها، به دست آمد. برای همین عفونت ها تجویز می شود و در ترکیب با جنتامایسین نتیجه خوبی می دهد.
در پایان قرن بیستم، گروه جدیدی از آنتی بیوتیک ها ظاهر شد - لیپوپپتیدهای جدا شده از استرپتومیست ها. با توجه به ساختار شیمیایی آنها لیپوپپتیدهای حلقوی هستند. اینها آنتی بیوتیک هایی با طیف باریک با اثر ضد باکتریایی در برابر باکتری های گرم مثبت و همچنین استافیلوکوک های مقاوم به داروهای بتالاکتام و گلیکوپپتیدها هستند.
مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها به طور قابل توجهی با آنچه قبلا شناخته شده متفاوت است - در حضور یون های کلسیم، لیپوپپتید پیوندهای قوی با غشای سلولی باکتری ایجاد می کند که منجر به دپلاریزاسیون آن و اختلال در سنتز پروتئین می شود. که سلول مضر از بین می رود. اولینیکی از اعضای کلاس لیپوپپتید داپتومایسین است.
داپتومایسین
پلی ین
گروه بعدی آنتی بیوتیک های پلی ین هستند. امروزه موج عظیمی از بیماری های قارچی وجود دارد که درمان آنها دشوار است. برای مبارزه با آنها، مواد ضد قارچی در نظر گرفته شده است - آنتی بیوتیک های پلی ین طبیعی یا نیمه مصنوعی. اولین داروی ضد قارچ در اواسط قرن گذشته، نیستاتین بود که از کشت استرپتومیست ها جدا شد. در این دوره، بسیاری از آنتی بیوتیک های پلی لن به دست آمده از کشت های مختلف قارچی - گریزئوفولوین، لوورین و دیگران - در عمل پزشکی گنجانده شدند. اکنون پلی لن های نسل چهارم قبلاً استفاده شده اند. آنها نام مشترک خود را به دلیل وجود چندین پیوند دوگانه در مولکولها گرفتند.
مکانیسم اثر آنتی بیوتیک های پلی ین به دلیل ایجاد پیوندهای شیمیایی با استرول های غشای سلولی در قارچ است. بنابراین، مولکول پلی‌ن در غشای سلولی ادغام می‌شود و یک کانال سیم یونی را تشکیل می‌دهد که از طریق آن اجزای سلول به بیرون عبور می‌کنند و منجر به حذف آن می‌شود. پلی ین ها در دوزهای پایین قارچ کش و در دوزهای بالا قارچ کش هستند. با این حال، فعالیت آنها به باکتری ها و ویروس ها گسترش نمی یابد.
پلی میکسین ها آنتی بیوتیک های طبیعی هستند که توسط باکتری های تشکیل دهنده هاگ خاک تولید می شوند. در درمان، آنها در دهه 40 قرن گذشته کاربرد پیدا کردند. این داروها با اثر باکتری کشی مشخص می شوند که در اثر آسیب به غشای سیتوپلاسمی سلول میکروارگانیسم ایجاد می شود و باعث مرگ آن می شود. پلی میکسین ها در برابر باکتری های گرم منفی موثر هستند و به ندرت ایجاد عادت می کنند. با این حال، سمیت بیش از حد بالا استفاده از آنها را در درمان محدود می کند. ترکیبات این گروه - پلی میکسین B سولفات و پلی میکسین M سولفات به ندرت و فقط به عنوان داروهای ذخیره استفاده می شوند.
آنتی بیوتیک های ضد سرطان
اکتینومایسین ها توسط برخی قارچ های تابشی تولید می شوند و دارای اثر سیتواستاتیک هستند. اکتینومایسین های طبیعی از نظر ساختار کروموپپتیدهایی هستند که از نظر اسیدهای آمینه در زنجیره های پپتیدی متفاوت هستند که فعالیت بیولوژیکی آنها را تعیین می کند. اکتینومایسین ها به عنوان آنتی بیوتیک های ضد تومور توجه متخصصان را به خود جلب می کنند. مکانیسم اثر آنها به دلیل تشکیل پیوندهای به اندازه کافی پایدار از زنجیره های پپتیدی دارو با مارپیچ دوگانه DNA میکروارگانیسم و در نتیجه مسدود شدن سنتز RNA است.
داکتینومایسین که در دهه 60 قرن بیستم به دست آمد، اولین داروی ضد توموری بود که در درمان سرطان شناسی استفاده شد. اما به دلیل تعداد زیاد عوارض، این دارو به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. اکنون داروهای ضد سرطان فعال تری به دست آمده است.
آنتراسایکلین ها مواد ضد توموری بسیار قوی ای هستند که از استرپتومیست ها جدا شده اند. مکانیسم اثر آنتی بیوتیک ها با تشکیل کمپلکس های سه گانه با زنجیره های DNA و شکستن این زنجیره ها همراه است. مکانیسم دوم اثر ضد میکروبی نیز ممکن است، به دلیل تولید رادیکال‌های آزاد که سلول‌های سرطانی را اکسید می‌کنند.
از آنتراسایکلین های طبیعی می توان به دانوروبیسین و دوکسوروبیسین اشاره کرد. طبقه بندی آنتی بیوتیک ها بر اساس مکانیسم اثر بر روی باکتری ها، آنها را به عنوان باکتری کش طبقه بندی می کند. با این حال، سمیت بالای آنها جستجو برای ترکیبات جدیدی را که به صورت مصنوعی به دست آمده بودند، وادار کرد. بسیاری از آنها با موفقیت در انکولوژی استفاده می شوند.
آنتی بیوتیک ها مدت هاست که وارد عمل پزشکی و زندگی انسان شده اند. به لطف آنها، بسیاری از بیماری ها شکست خوردند، که برای قرن ها غیر قابل درمان تلقی می شدند. در حال حاضر تنوع این ترکیبات به حدی است که نه تنها طبقه بندی آنتی بیوتیک ها بر اساس مکانیسم و طیف اثر، بلکه بر اساس بسیاری از ویژگی های دیگر نیز مورد نیاز است.
