المضادات الحيوية بيتا لاكتام

عمومية

تشكل بيتا لاكتام (أو بيتا لاكتام) عائلة كبيرة من المضادات الحيوية ، تتكون من العديد من الجزيئات التي تشترك في النواة المركزية في قاعدة تركيبها الكيميائي: l "حلقة بيتا لاكتام، المعروف أيضًا باسم بيتا لاكتام.

حلقة بيتا لاكتام - إلى جانب كونها تشكل النواة المركزية لهذه الفئة من المضادات الحيوية - هي أيضًا الحامل الدوائي لهذه الجزيئات ، أي أنها المجموعة التي تمنح الخصائص المضادة للبكتيريا النموذجية لهذه الأدوية.

فئات المضادات الحيوية بيتا لاكتام

داخل عائلة بيتا لاكتام الكبيرة ، نجد أربع فئات من المضادات الحيوية ، وهي البنسلين، ال السيفالوسبورينات، أنا كاربابينيمات و انا monobactams.
سيتم توضيح الخصائص الرئيسية لهذه الأدوية بإيجاز أدناه.

البنسلينات

البنسلينات هي مضادات حيوية من أصل طبيعي ، لأنها مشتقة من الفطريات (أي الفطريات).
بتعبير أدق ، أسلاف هذه الفئة من المضادات الحيوية - ال البنسلين جي (أو بنزيل بنسلين) و ال البنسلين الخامس (أو فينوكسي ميثيل بنسلين) - تم عزلها أولاً عن ثقافات البنسليوم نوتاتوم (قالب يعرف الآن باسم أقحوان البنسليوم).
يُعزى اكتشاف البنسلين إلى ألكسندر فليمنغ الذي لاحظ ، في عام 1928 ، كيف كانت مستعمرات البنسليوم نوتاتوم كانت قادرة على منع نمو البكتيريا.
ومع ذلك ، تم عزل البنزيل بنسلين والفينوكسي ميثيل بنسلين بعد عشر سنوات فقط من قبل مجموعة من الكيميائيين البريطانيين.
منذ تلك اللحظة ، بدأ التطور الكبير للبحث في مجال البنسلين ، في محاولة لإيجاد مركبات جديدة وآمنة وفعالة بشكل متزايد.
تم اكتشاف وتصنيع آلاف الجزيئات الجديدة ، ولا يزال بعضها يستخدم في العلاج حتى يومنا هذا.
البنسلينات هي مضادات حيوية ذات تأثير مبيد للجراثيم ، أي أنها قادرة على قتل الخلايا البكتيرية.
من بين الجزيئات العديدة التي تنتمي إلى هذه الفئة العظيمة ، نتذكر الأمبيسيلين والأموكسيسيلين والميثيسيلين والأوكساسيلين.

السيفالوسبورينات

السيفالوسبورينات - مثل البنسلين - هي أيضًا مضادات حيوية من أصل طبيعي.
يعتبر الجزيء السلف لهذه الفئة من الأدوية - ال السيفالوسبورين ج - اكتشفه الطبيب الإيطالي جوزيبي بروتزو من جامعة كالياري.
على مر السنين ، تم تطوير العديد من السيفالوسبورينات مع زيادة النشاط مقارنة بسلائفها الطبيعية ، وبالتالي الحصول على أدوية أكثر فعالية مع نطاق أوسع من الإجراءات.
السيفالوسبورينات هي أيضًا مضادات حيوية للجراثيم.
ينتمي Cefazolin و cefalexin و cefuroxime و cefaclor و ceftriaxone و ceftazidime و cefixime و cefpodoxime إلى هذه الفئة من الأدوية.

كاربابينيمات

سلف هذه الفئة من الأدوية هو ثيناميسين، الذي تم عزله لأول مرة من الفطريات الشعاعية ستربتوميسيس كاتليا.
تم اكتشاف أن الثينامايسين كان مركبًا له "نشاط مضاد للبكتيريا مكثف ، له طيف واسع من الإجراءات" وقادر على تثبيط بعض أنواع β-lactamases (إنزيمات معينة تنتجها بعض الأنواع البكتيرية القادرة على تحلل بيتا لاكتام بالماء وإبطال نشاط مضاد حيوي).
نظرًا لأن الثياناميسين أثبت أنه غير مستقر للغاية ويصعب عزله ، فقد تم إجراء تعديلات على هيكله وبالتالي الحصول على مشتق أول شبه اصطناعي أكثر استقرارًا ، وهو imipenem.
ينتمي Meropenem و ertapenem أيضًا إلى هذه الفئة من المضادات الحيوية.
الكاربابينيمات عبارة عن مضادات حيوية ذات تأثير مضاد للجراثيم ، أي أنها غير قادرة على قتل الخلايا البكتيرية ، لكنها تمنع نموها.

مونوباكتامي

الدواء الوحيد الذي ينتمي إلى هذه الفئة من المضادات الحيوية هو أزتريونام.
لا يأتي Aztreonam من مركبات طبيعية ، ولكنه من أصل اصطناعي تمامًا. وله طيف من الإجراءات يقتصر على البكتيريا سالبة الجرام فقط ولديه أيضًا القدرة على تعطيل بعض أنواع β-lactamases.

آلية العمل

تعمل جميع المضادات الحيوية بيتا لاكتام عن طريق التدخل في تخليق جدار الخلية البكتيرية ، أي أنها تتداخل مع تخليق الببتيدوغليكان.
الببتيدوغليكان عبارة عن بوليمر يتكون من سلاسل متوازية من الكربوهيدرات النيتروجينية ، مرتبطة ببعضها البعض عن طريق روابط متقاطعة بين بقايا الأحماض الأمينية.
تتكون هذه الروابط من إنزيمات معينة تنتمي إلى عائلة الببتيداز (كربوكسي ببتيداز ، ترانسببتيداز ، وببتيدازات داخلية).
ترتبط المضادات الحيوية بيتا لاكتام بهذه الببتيدات مما يمنع تكوين الروابط المستعرضة المذكورة أعلاه ؛ بهذه الطريقة ، تتشكل مناطق ضعيفة داخل الببتيدوجليكان مما يؤدي إلى تحلل الخلية البكتيرية وموتها.

مقاومة المضادات الحيوية بيتا لاكتام

تقاوم بعض الأنواع البكتيرية المضادات الحيوية بيتا لاكتام لأنها تصنع إنزيمات معينة (le β- لاكتاماز) قادر على تحلل حلقة بيتا لاكتام ؛ وبذلك ، يعطل المضاد الحيوي ، ويمنعه من أداء وظيفته.
لعلاج مشكلة المقاومة هذه ، يمكن إعطاء المضادات الحيوية بيتا لاكتام مع مركبات أخرى تسمى مثبطات بيتا لاكتاماز والتي - كما يوحي الاسم - تمنع نشاط هذه الإنزيمات.
ومن أمثلة هذه المثبطاتحمض clavulanic الذي غالبًا ما يترافق مع أموكسيسيلين (على سبيل المثال ، في دواء Clavulin®) ، سولباكتام التي توجد بالاشتراك مع الأمبيسلين (على سبيل المثال ، في دواء Unasyn®) و تازوباكتام التي يمكن العثور عليها في العديد من الأدوية بالاشتراك مع بيبيراسيلين (على سبيل المثال ، في دواء Tazocin®).
ومع ذلك ، فإن مقاومة المضادات الحيوية لا تنتج فقط عن إنتاج البكتيريا β-lactamase ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون ناجمة عن آليات أخرى.
تشمل هذه الآليات:

• تعديلات في بنية أهداف المضادات الحيوية ؛
• إنشاء واستخدام مسار أيضي يختلف عن المسار الذي يثبطه الدواء ؛
• تعديل النفاذية الخلوية تجاه الدواء ، وبهذه الطريقة يتم إعاقة مرور أو التصاق المضاد الحيوي بغشاء الخلية البكتيرية.

لسوء الحظ ، ازدادت ظاهرة مقاومة المضادات الحيوية بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى سوء استخدامها وإساءة استخدامها.
لذلك ، فإن الأدوية القوية والفعالة مثل بيتا لاكتام تتعرض لخطر متزايد لتصبح عديمة الفائدة بسبب التطور المستمر للسلالات البكتيرية المقاومة.