On peut dire que la découverte de la pénicilline au début du siècle dernier a été un événement révolutionnaire. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le premier antibiotique a sauvé des millions de soldats blessés de la septicémie. La pénicilline est devenue un médicament efficace et en même temps bon marché pour de nombreuses infections graves avec fractures graves, plaies purulentes. Au fil du temps, d'autres classes d'antibiotiques ont été synthétisées.
Caractéristiques générales
Aujourd'hui, il existe déjà un grand nombre de médicaments appartenant au vaste monde des antibiotiques - des substances d'origine naturelle ou semi-synthétique qui ont la capacité de détruire certains groupes d'agents pathogènes ou d'empêcher leur croissance ou leur reproduction. Les mécanismes, les spectres d'action des antibiotiques peuvent être différents. Au fil du temps, de nouveaux types et modifications d'antibiotiques apparaissent. Leur diversité nécessite une systématisation. À notre époque, la classification des antibiotiques est acceptée en fonction du mécanisme et du spectre d'action, ainsi qu'en fonction de la structure chimique. Selon le mécanisme d'action, ils sont divisés en:
- bactériostatique, inhibant la croissance oureproduction de micro-organismes pathogènes;
- bactéricide, qui aide à tuer les bactéries.
Mécanismes d'action de base des antibiotiques:
- violation de la paroi cellulaire bactérienne;
- suppression de la synthèse des protéines dans une cellule microbienne;
- violation de la perméabilité de la membrane cytoplasmique;
- inhibition de la synthèse d'ARN.
Bêta-lactamines - pénicillines
Par structure chimique, ces composés sont classés comme suit.
Antibiotiques bêta-lactamines. Le mécanisme d'action des antibiotiques lactame est déterminé par la capacité de ce groupe fonctionnel à se lier aux enzymes impliquées dans la synthèse du peptidoglycane, base de la membrane externe des cellules des micro-organismes. Ainsi, la formation de sa paroi cellulaire est supprimée, ce qui contribue à arrêter la croissance ou la reproduction des bactéries. Les bêta-lactamines ont une faible toxicité et en même temps une bonne action bactéricide. Ils représentent le plus grand groupe et sont divisés en sous-groupes qui ont une structure chimique similaire.
Les pénicillines sont un groupe de substances isolées d'une certaine colonie de moisissures et agissant bactéricides. Le mécanisme d'action des antibiotiques de la série des pénicillines est dû au fait que, détruisant la paroi cellulaire des micro-organismes, ils les détruisent. Les pénicillines sont d'origine naturelle et semi-synthétique et sont des composés à large spectre - elles peuvent être utilisées dans le traitement de nombreuses maladies causées par les streptocoques et les staphylocoques. Outre,ils ont la propriété de sélectivité, agissant uniquement sur les micro-organismes, sans affecter le macro-organisme. Les pénicillines ont leurs inconvénients, notamment l'émergence d'une résistance bactérienne à celle-ci. Parmi les naturels, les plus courants sont la benzylpénicilline, la phénoxyméthylpénicilline, qui sont utilisées pour lutter contre les infections à méningocoques et à streptocoques en raison de leur faible toxicité et de leur faible coût. Cependant, avec une utilisation à long terme, l'immunité du corps au médicament peut se produire, ce qui entraînera une diminution de son efficacité. Les pénicillines semi-synthétiques sont généralement obtenues à partir de pénicillines naturelles par modification chimique pour leur donner les propriétés souhaitées - amoxicilline, ampicilline. Ces médicaments sont plus actifs contre les bactéries résistantes aux biopénicillines.
Autres bêta-lactamines
Les céphalosporines sont obtenues à partir de champignons du même nom, et leur structure est similaire à la structure des pénicillines, ce qui explique les mêmes réactions négatives. Les céphalosporines représentent quatre générations. Les médicaments de première génération sont plus souvent utilisés dans le traitement des infections bénignes causées par des staphylocoques ou des streptocoques. Les céphalosporines de deuxième et troisième génération sont plus actives contre les bactéries gram-négatives, et les substances de quatrième génération sont les médicaments les plus puissants utilisés pour traiter les infections graves.
Les carbapénèmes sont efficaces contre les bactéries Gram-positives, Gram-négatives et anaérobies. Leur avantage est l'absencerésistance des bactéries au médicament même après une utilisation prolongée.
Les monobactames appartiennent également aux bêta-lactamines et ont un mécanisme d'action similaire aux antibiotiques, qui consiste à influencer les parois cellulaires des bactéries. Ils sont utilisés pour traiter une grande variété d'infections.
Macrolides
Ceci est le deuxième groupe. Les macrolides sont des antibiotiques naturels avec une structure cyclique complexe. Il s'agit d'un cycle lactone à plusieurs chaînons avec des résidus glucidiques attachés. Les propriétés du médicament dépendent du nombre d'atomes de carbone dans le cycle. Il existe des composés à 14, 15 et 16 chaînons. Le spectre de leur action sur les microbes est assez large. Le mécanisme d'action des antibiotiques sur la cellule microbienne consiste en leur interaction avec les ribosomes et en perturbant ainsi la synthèse des protéines dans la cellule du micro-organisme en supprimant les réactions d'ajout de nouveaux monomères à la chaîne peptidique. S'accumulant dans les cellules du système immunitaire, les macrolides procèdent également à la destruction intracellulaire des microbes.
Les macrolides sont les plus sûrs et les moins toxiques parmi les antibiotiques connus et sont efficaces non seulement contre les bactéries Gram-positives mais aussi contre les bactéries Gram-négatives. Lors de leur utilisation, aucune réaction secondaire indésirable n'est observée. Ces antibiotiques se caractérisent par un effet bactériostatique, mais à des concentrations élevées, ils peuvent avoir un effet bactéricide sur les pneumocoques et certains autres micro-organismes. Selon la méthode de préparation, les macrolides sont divisés en naturels et semi-synthétiques.
Le premier médicament deUne classe de macrolides naturels était l'érythromycine, obtenue au milieu du siècle dernier et utilisée avec succès contre les bactéries gram-positives résistantes aux pénicillines. Une nouvelle génération de médicaments de ce groupe est apparue dans les années 70 du 20e siècle et est toujours activement utilisée.
Les macrolides comprennent également des antibiotiques semi-synthétiques - les azolides et les cétolides. Dans la molécule d'azolide, un atome d'azote est inclus dans le cycle lactone entre les neuvième et dixième atomes de carbone. Le représentant des azolides est l'azithromycine avec un large spectre d'action et d'activité en direction des bactéries gram-positives et gram-négatives, certains anaérobies. Elle est beaucoup plus stable en milieu acide que l'érythromycine et peut s'y accumuler. L'azithromycine est utilisée pour une variété de maladies des voies respiratoires, du système génito-urinaire, des intestins, de la peau et autres.
Les cétolides sont obtenus en ajoutant un groupe céto au troisième atome du cycle lactone. Ils se distinguent par une moindre accoutumance des bactéries par rapport aux macrolides.
Tétracyclines
Les tétracyclines appartiennent à la classe des polycétides. Ce sont des antibiotiques à large spectre à effet bactériostatique. Leur premier représentant, la chlortétracycline, a été isolé au milieu du siècle dernier à partir d'une des cultures d'actinomycètes, on les appelle aussi champignons rayonnants. Quelques années plus tard, l'oxytétracycline a été obtenue à partir d'une colonie du même champignon. Le troisième représentant de ce groupe est la tétracycline, qui a d'abord été créée par modification chimique de son dérivé chloré, et un an plus tard également isolée des actinomycètes. Autreles médicaments du groupe des tétracyclines sont des dérivés semi-synthétiques de ces composés.
Toutes ces substances ont une structure et des propriétés chimiques similaires, ainsi qu'une activité contre de nombreuses formes de bactéries gram-positives et gram-négatives, certains virus et protozoaires. Ils sont également résistants à l'accoutumance des micro-organismes. Le mécanisme d'action des antibiotiques sur une cellule bactérienne consiste à supprimer les processus de biosynthèse des protéines dans celle-ci. Lorsque les molécules médicamenteuses agissent sur les bactéries gram-négatives, elles passent dans la cellule par simple diffusion. Le mécanisme de pénétration des particules antibiotiques dans les bactéries Gram-positives n'a pas encore été suffisamment étudié, cependant, on suppose que les molécules de tétracycline interagissent avec certains ions métalliques présents dans les cellules bactériennes pour former des composés complexes. Dans ce cas, la chaîne est rompue lors du processus de formation de la protéine nécessaire à la cellule bactérienne. Des expériences ont montré que les concentrations bactériostatiques de chlortétracycline sont suffisantes pour supprimer la synthèse des protéines, cependant, des concentrations élevées du médicament sont nécessaires pour inhiber la synthèse des acides nucléiques.
Les tétracyclines sont utilisées dans la lutte contre les maladies rénales, diverses infections de la peau, des voies respiratoires et de nombreuses autres maladies. Si nécessaire, ils remplacent la pénicilline, mais ces dernières années, l'utilisation des tétracyclines a nettement diminué, ce qui est associé à l'émergence d'une résistance microbienne à ce groupe d'antibiotiques. L'utilisation de ceantibiotique comme additif à l'alimentation animale, ce qui a entraîné une diminution des propriétés médicinales du médicament en raison de l'émergence d'une résistance à celui-ci. Pour le surmonter, des combinaisons avec différents médicaments qui ont un mécanisme d'action antimicrobien différent des antibiotiques sont prescrites. Par exemple, l'effet thérapeutique est renforcé par l'utilisation simultanée de tétracycline et de streptomycine.
Aminosides
Les aminoglycosides sont des antibiotiques naturels et semi-synthétiques avec un spectre d'action extrêmement large, contenant des résidus d'aminosaccharides dans la molécule. Le premier aminoglycoside était la streptomycine, isolée d'une colonie de champignons rayonnants déjà au milieu du siècle dernier et activement utilisée dans le traitement de nombreuses infections. Étant bactéricides, les antibiotiques du groupe mentionné sont efficaces même avec une immunité fortement réduite. Le mécanisme d'action des antibiotiques sur une cellule microbienne est la formation de liaisons covalentes fortes avec les protéines des ribosomes du microorganisme et la destruction des réactions de synthèse protéique dans la cellule bactérienne. Le mécanisme de l'effet bactéricide des aminoglycosides n'a pas été entièrement étudié, contrairement à l'effet bactériostatique des tétracyclines et des macrolides, qui perturbent également la synthèse des protéines dans les cellules bactériennes. Cependant, les aminoglycosides sont connus pour être actifs uniquement dans des conditions aérobies, ils ne sont donc pas très efficaces dans les tissus peu irrigués.
Après l'apparition des premiers antibiotiques - la pénicilline et la streptomycine, ils ont commencé à être si largement utilisés dans le traitement de toutes les maladies que très vite le problème des micro-organismes s'habituant à ces médicaments s'est posé. Actuellementla streptomycine est principalement utilisée en association avec d'autres médicaments de nouvelle génération pour traiter la tuberculose ou des infections rares comme la peste. Dans d'autres cas, la kanamycine est prescrite, qui est également un antibiotique aminoglycoside de première génération. Cependant, en raison de la forte toxicité de la kanamycine, la gentamicine, un médicament de deuxième génération, est désormais préférée, et le médicament aminoglycoside de troisième génération est l'amikacine, qui est rarement utilisée pour empêcher les micro-organismes de devenir dépendants.
Lévomycétine
La lévomycétine, ou chloramphénicol, est un antibiotique naturel au spectre d'activité le plus large, actif contre un nombre important de micro-organismes gram-positifs et gram-négatifs, de nombreux virus de grande taille. Selon la structure chimique, ce dérivé de nitrophénylalkylamines a été obtenu pour la première fois à partir d'une culture d'actinomycètes au milieu du XXe siècle, et deux ans plus tard, il a également été synthétisé chimiquement.
Levomycetin a un effet bactériostatique sur les micro-organismes. Le mécanisme d'action des antibiotiques sur une cellule bactérienne consiste à supprimer l'activité des catalyseurs pour la formation de liaisons peptidiques dans les ribosomes lors de la synthèse des protéines. La résistance bactérienne à la lévomycétine se développe très lentement. Le médicament est utilisé pour la fièvre typhoïde ou la dysenterie.
Glycopeptides et lipopeptides
Les glycopeptides sont des composés peptidiques cycliques qui sont des antibiotiques naturels ou semi-synthétiques avec une étroitespectre d'action sur certaines souches de micro-organismes. Ils ont un effet bactéricide sur les bactéries gram-positives, et peuvent également remplacer la pénicilline en cas de résistance à celle-ci. Le mécanisme d'action des antibiotiques sur les micro-organismes peut s'expliquer par la formation de liaisons avec les acides aminés du peptidoglycane de la paroi cellulaire et, ainsi, la suppression de leur synthèse.
Le premier glycopeptide, la vancomycine, a été obtenu à partir d'actinomycètes prélevés sur le sol en Inde. C'est un antibiotique naturel qui agit activement sur les micro-organismes même pendant la saison de reproduction. Initialement, la vancomycine était utilisée en remplacement de la pénicilline en cas d'allergie à celle-ci dans le traitement des infections. Cependant, la montée de la résistance aux médicaments est devenue un problème sérieux. Dans les années 1980, la teicoplanine, un antibiotique du groupe des glycopeptides, a été obtenue. Il est prescrit pour les mêmes infections, et en association avec la gentamicine, il donne de bons résultats.
À la fin du 20e siècle, un nouveau groupe d'antibiotiques est apparu - les lipopeptides isolés des streptomycètes. Selon leur structure chimique, ce sont des lipopeptides cycliques. Ce sont des antibiotiques à spectre étroit avec un effet bactéricide contre les bactéries gram-positives, ainsi que les staphylocoques résistants aux bêta-lactamines et aux glycopeptides.
Le mécanisme d'action des antibiotiques est très différent de ceux déjà connus - en présence d'ions calcium, le lipopeptide forme des liens solides avec la membrane cellulaire bactérienne, ce qui entraîne sa dépolarisation et la perturbation de la synthèse des protéines, ce qui en résulte dont la cellule nocive meurt. Premièreun membre de la classe des lipopeptides est la daptomycine.
daptomycine
Polyènes
Le groupe suivant est celui des antibiotiques polyènes. Aujourd'hui, il y a une énorme vague de maladies fongiques difficiles à traiter. Pour les combattre, des substances antifongiques sont destinées - des antibiotiques polyènes naturels ou semi-synthétiques. Le premier médicament antifongique au milieu du siècle dernier était la nystatine, qui a été isolée à partir d'une culture de streptomycètes. Au cours de cette période, de nombreux antibiotiques polyènes obtenus à partir de diverses cultures fongiques - griséofulvine, lévorine et autres - ont été inclus dans la pratique médicale. Or, des polyènes de quatrième génération ont déjà été utilisés. Ils ont obtenu leur nom commun en raison de la présence de plusieurs doubles liaisons dans les molécules.
Le mécanisme d'action des antibiotiques polyènes est dû à la formation de liaisons chimiques avec les stérols des membranes cellulaires du champignon. La molécule de polyène est ainsi intégrée à la membrane cellulaire et forme un fil conducteur ionique par lequel passent les composants de la cellule vers l'extérieur, conduisant à son élimination. Les polyènes sont fongistatiques à faibles doses et fongicides à fortes doses. Cependant, leur activité ne s'étend pas aux bactéries et aux virus.
Les polymyxines sont des antibiotiques naturels produits par des bactéries sporulées du sol. En thérapie, ils ont trouvé une application dans les années 40 du siècle dernier. Ces médicaments se caractérisent par une action bactéricide, qui est causée par des dommages à la membrane cytoplasmique de la cellule du micro-organisme, provoquant sa mort. Les polymyxines sont efficaces contre les bactéries Gram-négatives et sont rarement accoutumantes. Cependant, une toxicité trop élevée limite leur utilisation en thérapeutique. Les composés de ce groupe - le sulfate de polymyxine B et le sulfate de polymyxine M sont rarement utilisés et uniquement comme médicaments de réserve.
Antibiotiques antinéoplasiques
Les actinomycines sont produites par certains champignons rayonnants et ont un effet cytostatique. Les actinomycines naturelles sont des chromopeptides de structure, différant par les acides aminés dans les chaînes peptidiques, qui déterminent leur activité biologique. Les actinomycines attirent l'attention des spécialistes en tant qu'antibiotiques antitumoraux. Leur mécanisme d'action est dû à la formation de liaisons suffisamment stables des chaînes peptidiques du médicament avec la double hélice de l'ADN du micro-organisme et au blocage de la synthèse de l'ARN en conséquence.
La dactinomycine, obtenue dans les années 60 du 20e siècle, a été le premier médicament antitumoral à être utilisé en thérapie oncologique. Cependant, en raison du grand nombre d'effets secondaires, ce médicament est rarement utilisé. Des médicaments anticancéreux plus actifs ont maintenant été obtenus.
Les anthracyclines sont des substances antitumorales extrêmement puissantes isolées des streptomycètes. Le mécanisme d'action des antibiotiques est associé à la formation de triples complexes avec les chaînes d'ADN et à la rupture de ces chaînes. Un deuxième mécanisme d'action antimicrobienne est également possible, en raison de la production de radicaux libres qui oxydent les cellules cancéreuses.
Parmi les anthracyclines naturelles, on peut citer la daunorubicine et la doxorubicine. La classification des antibiotiques selon le mécanisme d'action sur les bactéries les classe comme bactéricides. Cependant, leur forte toxicité a forcé la recherche de nouveaux composés obtenus par synthèse. Beaucoup d'entre eux sont utilisés avec succès en oncologie.
Les antibiotiques sont depuis longtemps entrés dans la pratique médicale et la vie humaine. Grâce à eux, de nombreuses maladies ont été vaincues, qui pendant de nombreux siècles ont été considérées comme incurables. Actuellement, il existe une telle variété de ces composés que non seulement la classification des antibiotiques selon le mécanisme et le spectre d'action, mais aussi selon de nombreuses autres caractéristiques est nécessaire.
