Механизмы действия антибактериальных препаратов на микроорганизмы
По механизму действия на микроорганизмы антибактериальные химиопрепараты делятся на:
- ингибирующие синтез клеточной стенки;
- вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны;
- подавляющие белковый синтез;
- ингибирующие синтез нуклеиновых кислот (табл. 22).
Рис. Механизм действия антибактериальных препаратов на микроорганизмы.
Антибиотики, ингибирующие синтез клеточной стенки.
Пептидогликан - основа клеточной стенки бактерий — уникален и жизненно необходим для прокариот, он есть у большинства бактерий, за исключением не имеющих клеточной стенки. Синтез предшественников пептидогликана начинается в цитоплазме. Затем они транспортируются через ЦПМ, где происходит их объединение в гликопептидные цепи (эту стадию ингибируют гликопептиды). Образование полноценного пептидогликана происходит на внешней поверхности ЦПМ. Этот этап совершается при участии белков-ферментов, которые называют пенициллинсвязывающими белками, так как именно они служат мишенью для пенициллина и других бета-лактамных антибиотиков. Ингибирование пенициллинсвязывающих белков приводит к накоплению предшественников пептидогликана в бактериальной клетке. В результате ненормально большое количество этих предшественников запускает в бактериальной клетке систему их уничтожения — аутентические ферменты, которые в норме расщепляют пептидогликан при делении бактериальных клеток. В результате действия аутолитических ферментов и происходит лизис бактериальной клетки. Поскольку пептидогликана нет в стенках животных клеток, то эти антибиотики обладают очень низкой токсичностью для макроорганизма, и их можно применять в высоких дозах (мегатерапия).
|
|
|
• бета-лактамные антибиотики — пенициллины, цефалоспорины, монобактамы и карбопенемы
• гликопептиды — ванкомицин, клиндамицин
Антибиотики, вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны (блокирование фосфолипидных или белковых компонентов, нарушение проницаемости клеточных мембран, изменение мембранного потенциала и т. д.).
ЦПМ есть у всех живых клеток, но у прокариот (бактерий) и эукариот ее структура различна. У грибов больше общего с клетками макроорганизма, хотя есть и различия. Поэтому противогрибковые препараты — антимикотики — более токсичны для организма человека, так что лишь немногие препараты из этой группы допустимо принимать внутрь. Число антибиотиков, специфически действующих на мембраны бактерий, невелико. Наиболее известны полимиксины (полипептиды), к которым чувствительны только грамотрицательные бактерии. Они лизируют клетки, повреждая фосфолипиды клеточных мембран. Из-за токсичности они применялись лишь для лечения местных процессов и не вводились парентерально. В настоящее время на практике не используются. Противогрибковые препараты (антимикотики) повреждают эргостеролы (полиеновые антибиотики) и ингибируют один из ключевых ферментов биосинтеза эргостеролов (имидазолы).
|
|
|
• полиеновые антибиотики - нистатин, амфотерицин В
• полипептидные антибиотики - грамицидин, полимиксины М и В
Таблица 22. Классификация антибактериальных препаратов по механизму действия
| Ингибиторы синтеза клеточной стенки | Ингибиторы синтеза белка | Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот | Ингибиторы функции клеточных мембран (ЦПМ) |
| Бета-лактамы (пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы) Гликопептиды | Аминогдикозиды Тетрациклины Хлорамфеникол Линкозамиды Макролиды Фузидиевая кислота | - Ингибиторы синтеза предшественников нуклеиновых кислот: Сульфаниламиды Триметоприм - Ингибиторы репликации ДНК: Хинолоны Нитроимидазолы Нитрофураны Игибиторы - РНК-полимеразы: Рифамицины | Полимиксины Полиены Имидазолы |
Антибиотики, подавляющие белковый синтез.
|
|
|
По ряду признаков белоксинтезирующий аппарат прокариот отличается от рибосом эукариотических клеток, что может быть использовано для достижения селективной токсичности действующих на них препаратов. Синтез белка — многоступенчатый процесс, в котором задействовано множество ферментов и структурных субъединиц. Известно несколько точек приложения действия различных препаратов: присоединение тРНК с образованием инициального комплекса на 70S рибосоме (аминогликозиды), перемещение тРНК с акцепторного сайта на донорский сайт, присоединение нового аминоацила тРНК к акцепторному сайту (тетрациклины), формирование пептида, катализируемого пептидил-трансферазой (хлорамфеникол, линкозамиды), транслокация пептидил тРНК (эритромицин), удлинение пептидной цепи (фузидиевая кислота), терминация и высвобождение пептидной цепи. Таким образом, аминогликозиды и тетрациклины связываются с 30S-субъединицей, блокируя процесс еще до начала синтеза белка. Аминогликозиды необратимо ингибируют процесс присоединения транспортной РНК, а тетрациклины обратимо блокируют следующую стадию присоединения к рибосомам транспортной РНК. Макролиды, хлорамфеникол, линкозамиды соединяются с 50S-субъединицей. Это обрывает удлинение пептидных цепей. После удаления этих антибиотиков процесс возобновляется, т. е. эффект бактериостатичен.
|
|
|
• аминогликозиды (гентамицин, угнетая белковый синтез в бактериальной клетке, способен нарушать синтез белковой оболочки вирусов и поэтому может обладать противовирусным действием)
• макролиды - эритромицин, рокситромицин (рулид), азитромицин (сумамед), кларитромицин
• тетрациклины - тетрациклин, доксициклин (вибрамицин)
• хлорамфеникол - левомицетин, нарушающий синтез белка микробной клетки
Антибиотики, ингибирующие синтез нуклеиновых кислот. Нарушение синтеза и функций нуклеиновых кислот достигается тремя способами:
1) ингибирование синтеза предшественников пурин-пиримидиновых оснований (сульфаниламиды, триметоприм)
2) подавление репликации и функций ДНК (хинолоны/фторхинолоны. нитроимидазолы, нитрофураны)
3) ингибирование РНК-полимеразы (рифамицины). В большинстве своем в эту группу входят синтетические препараты, из антибиотиков подобным механизмом действия обладают только рифамицины, которые присоединяются к РНК-полимеразе и блокируют синтез м-РНК. Действие фторхинолонов связано, в основном, с инактивацией ДНК-гиразы - фермента, обеспечивающего суперспирализацию бактериальной хромосомы. Сульфаниламиды - структурные аналоги парааминобензойной кислоты - могут конкурентно связываться и ингибировать фермент, который нужен для перевода парааминобензойной кислоты в фолиевую кислоту - предшественник пуриновых и пиримидиновых оснований. Эти основания необходимы для синтеза нуклеиновых кислот.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 316; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!