Бета-лактамные антибиотики: механизм действия¶

Бета-лактамные антибиотики — класс антибактериальных препаратов, объединённых наличием в молекуле четырёхчленного β-лактамного кольца. К ним относятся пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, монобактамы и ингибиторы β-лактамаз. Это наиболее широко применяемая группа антибиотиков в клинической практике; их действие основано на нарушении синтеза клеточной стенки бактерий.

¶Механизм действия

Основой механизма является подавление синтеза пептидогликана — ключевого компонента клеточной стенки бактерий. Пептидогликан образует сетчатую структуру, придающую клетке прочность и защищающую её от осмотического лизиса.

Ключевые ферменты этого процесса — транспептидазы, также называемые пенициллинсвязывающими белками (ПСБ). Они осуществляют сшивку пептидогликановых цепей. β-лактамное кольцо структурно напоминает концевой фрагмент D-аланил-D-аланина — естественного субстрата транспептидазы. Фермент «узнаёт» антибиотик и образует с ним ковалентную связь, после чего необратимо инактивируется.

В результате:

• поперечные сшивки пептидогликана не образуются;
• клеточная стенка теряет прочность;
• растущая бактерия разрушается под действием внутреннего осмотического давления (бактериолиз).

Поскольку пептидогликан есть у бактерий, но отсутствует у клеток человека, избирательная токсичность этих препаратов относительно низка.

¶Бактерицидность

β-лактамы действуют бактерицидно, то есть убивают микробы, а не просто подавляют их рост. Эффект наиболее выражен в отношении делящихся клеток, поскольку именно в момент роста происходит активная перестройка стенки.

¶Классификация

¶Устойчивость бактерий

Главный механизм резистентности — выработка ферментов β-лактамаз, которые гидролизуют β-лактамное кольцо и лишают препарат активности. Для противодействия применяют комбинации с ингибиторами β-лактамаз (например, амоксициллин с клавулановой кислотой). Другие механизмы — изменение ПСБ и снижение проницаемости клеточной стенки.

¶Применение

Препараты используются при инфекциях дыхательных путей, мочевыводящих путей, кожи, а также при тяжёлых системных инфекциях. Карбапенемы относятся к резервным средствам и применяются при устойчивой микрофлоре.

Побочные эффекты включают аллергические реакции (вплоть до анафилаксии), диарею и дисбактериоз. Перекрёстная аллергия внутри класса встречается часто, что ограничивает замену одного препарата другим.