Metody

Kategoria: Metody

Tagi: bakterie biotechnologia medyczna

Data: 2012-05-07

Mechanizm działania i skuteczność antybiotyków

Antybiotyki są to substancje naturalne wytwarzane przez żywe drobnoustroje (najczęściej grzyby lub bakterie) oraz ich półsyntetyczne modyfikaty i syntetyczne analogi które oddziałując w małym stężeniu wybiórczo na struktury i procesy biologiczne hamują wzrost lub rozmnażanie komórek.

W pierwotnym założeniu odkrywców penicyliny słowa anty i bios miały oznaczać, iż antybiotyki działają zabójczo na wszystkie mikroorganizmy. Współcześnie wiemy już, że każdy z antybiotyków ma pewien określony zakres działania, jednak nazwa pozostała taka sama, ale pojęcie to zostało zmodyfikowane.

Wdrożenie antybiotyku do leczenia chorych uzależnione jest od jego właściwości fizykochemicznych i od jego działania w organizmie człowieka. Podstawową cechą dobrego antybiotyku jest to iż musi on odpowiadać następującym wymaganiom:

    1. nie powinien być toksyczny dla organizmu. Różnica pomiędzy największą tolerowaną przez organizm dawką dobową, czyli między wskaźnikiem toksyczności (ostrej) i dobowa dawką leczniczą powinna być jak największa.
    2. powinien być chemicznie trwały tzn. że powinien jak najdłużej zachowywać swoje właściwości i nadawać się do przechowywania w powszechnie dostępnych warunkach pod postacią proszku lub roztworu.
    3. nie może działać alergizująco i anafilaktycznie na organizm.
    4. powinien dobrze rozpuszczać się w wodzie, w roztworach soli, w soku żołądkowym i jelitowym oraz w płynach tkankowych.
    5. nie może zbyt szybko ulec degradacji metabolicznej tzn. nie może być rozkładany przez enzymy organizmu i drobnoustrojów do związków nieczynnych lub niekiedy toksycznych.
    6. nie powinien zbyt szybko wywoływać oporności bakterii na swoje działanie zarówno na drodze mutacji, jak i selekcji.
    7. musi mieś zdolność do szybkiego wiązania się z białkami krwi znacznie obniża wartość leczniczą antybiotyku.

Mechanizm działania antybiotyków polega głównie na wybiórczym hamowaniu rozmnażania się drobnoustrojów. Miejscami uchwytu w komórce są najczęściej struktury komórkowe lub układy enzymatyczne takie jak ekspresja informacji genetycznej, syntezy komórek, procesy transportu.

Mechanizm działania antybiotyków na ciągi metaboliczne w komórkach drobnoustrojów są bardzo złożone i nie w pełni poznane.

Możemy wyróżnić następujące grupy antybiotyków o podobnym mechanizmie działania. Są to antybiotyki:

  1. hamujące syntezę ściany komórkowej przez blokowanie matrycy lub polimetazy DNA lub RNA na poziomie:
    1. replikacji DNA;
    2. syntezy RNA
  2. hamujące syntezę białek jako wynik blokowania:
    1. funkcji rybosomów;
    2. wiązania tRNA.
  3. zaburzające funkcje błon biologicznych poprzez:
    1. zmiany w strukturze błony;
    2. transport jonów poza komórkę
  4. zakłócające syntezę składników ściany komórkowej na etapie:
    1. syntezy peptydoglikanu;
    2. transpeptydacji.
  5. zakłócające działanie procesów energetycznych lub oddechowych

Mechanizmy działania antybiotyków a także mechanizmy oporności na nie decydują o zakresie i efekcie działania na drobnoustroje. Zakres działania antybiotyków jest znaczącym kryterium ich wyboru w antybiotykoterapii. Najczęściej stosowanymi w lecznictwie antybiotykami są antybiotyki przeciwbakteryjne, przeciwgrzybowe i przeciwnowotworowe. Ponadto antybiotyki dzielimy na wąskowidmowe i szerokowidmowe.

Możemy wyróżnić antybiotyki o wąskim i szerokim spektrum działania, a mianowicie są to antybiotyki:

  1. przeciwbakteryjne o szerokim zakresie działania:
    1. cefalosporyny, aminoglikozydy, makrolidy niepolienowe, tetracykliny, ryfamycyny.
  2. przeciwbakteryjne działające na bakterie gramdodatnie:
    1. penicyliny (duża część), cykloseryna, bacytracyna, wankomycyna
  3. przeciwbakteryjne działające na bakterie gramujemne:
    1. kolistyna, polimyksyna B, niektóre cefalosporyny.
  4. przeciwgrzybowe:
    1. gryzeofulwina, makrolidy polienowe — nystatyna, amfoterycyna B, fumagilina.
  5. przeciwnowotworowe:
    1. aktynomycyna, bleomycyna, daunorubicyna, adriamycyna, nnitomycyna.

Analizując skuteczność działania antybiotyków na bakterie, wyróżnia się:

    1. powinien być chemicznie trwały tzn. że powinien jak najdłużej zachowywać swoje właściwości i nadawać się do przechowywania w powszechnie dostępnych warunkach pod postacią proszku lub roztworu.
    2. bakteriostatyczne (np. cykloseryna, wiomycyna). Niektóre antybiotyki bakteriostatyczne w stężeniu terapeutycznym (np. makrolidy niepolienowe, tetracykliny), w większym stężeniu mogą działać bakteriobójcza.

Leczenie zakażeń bakteryjnych jest najszerszym działem antybiotykoterapii, gdzie istnieje bardzo spora różnorodność dostępnych preparatów. Decyzja użycia określonego antybiotyku powinna uwzględniać zakres i efekt jego działania, drogę podania, dystrybucję w organizmie i farmakokinetykę, a także niekorzystne działania uboczne, np. efekty toksyczne lub alergiczne.

Autor: Mgr Justyna Juszczak

Na podstawie: Jabłoński L. 2005. Podstawy mikrobiologii lekarskiej. PZWL Warszawa. Chmiel A., Grudziński S. 2007. Biotechnologia i chemia antybiotyków. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa.

Zapraszamy do dyskusji na ten temat na naszym forum http://metlab.pl/forum/topic212-mechanizm-dzialania-i-skutecznosc-antybiotykow.html