Цефалоспорины как класс антибиотиков¶

Цефалоспорины — класс полусинтетических и природных антибактериальных препаратов (бета-лактамных антибиотиков), в основе химической структуры которых лежит 7-аминоцефалоспорановая кислота. По механизму действия они близки к пенициллинам: нарушают синтез клеточной стенки бактерий, что приводит к гибели микроорганизма. Цефалоспорины применяются при широком спектре бактериальных инфекций — от инфекций кожи и мочевыводящих путей до тяжёлых системных и внутрибольничных поражений.

¶История открытия

Первый цефалоспорин был выделен в 1945 году итальянским фармакологом Джузеппе Бротцу из гриба Cephalosporium acremonium (современное название — Acremonium chrysogenum), обнаруженного в морской воде у берегов Сардинии. Учёный заметил, что культуральная жидкость гриба подавляет рост грамположительных и грамотрицательных бактерий, включая возбудителей брюшного тифа.

В 1948 году Бротцу удалось выделить активное вещество, названное цефалоспорином C. В 1953 году Эдвард Абрахам и Гай Ньютон из Оксфордского университета установили структуру молекулы, а в 1961 году Эли Лилли и компания получили 7-аминоцефалоспорановую кислоту — ядро, позволившее синтезировать множество модифицированных производных. Первый клинически применимый препарат — цефалотин — появился в 1964 году. С тех пор было создано пять поколений цефалоспоринов.

¶Химическая структура и механизм действия

Молекула цефалоспоринов состоит из четырёхчленного бета-лактамного кольца, соединённого с шестичленным дигидротиазиновым кольцом. В отличие от пенициллинов, где рядом с бета-лактамом находится пятичленное тиазолидиновое кольцо, у цефалоспоринов кольцо шестичленное. Эта особенность делает их более устойчивыми к действию бета-лактамаз — ферментов, которые разрушают антибиотики и вырабатываются многими бактериями.

Механизм действия: цефалоспорины связываются с пенициллинсвязывающими белками (транспептидазами) в клеточной мембране бактерий и блокируют образование пептидогликана — основного компонента клеточной стенки. Без полноценной стенки бактерия не выдерживает осмотического давления и погибает. Действие носит бактерицидный характер.

Цефалоспорины активны против большинства грамположительных и грамотрицательных бактерий, но не действуют на микоплазмы, хламидии, вирусы и грибы, поскольку у этих возбудителей нет пептидогликана.

¶Поколения и классификация

Цефалоспорины делят на поколения по спектру активности и устойчивости к бета-лактамазам.

Препараты первого поколения применяются в основном для лечения инфекций кожи, мягких тканей и профилактики послеоперационных осложнений. Второе поколение используют при инфекциях дыхательных путей и мочевыводящей системы. Третье поколение — самое востребованное в стационарах: цефтриаксон и цефотаксим проходят через гематоэнцефалический барьер и применяются при менингите, сепсисе, пневмонии. Четвёртое и пятое поколения предназначены для борьбы с госпитальными штаммами, устойчивыми к другим антибиотикам.

Отдельно выделяют цефалоспорины с дополнительными ингибиторами бета-лактамаз (например, цефтолозан/тазобактам), расширяющими спектр против резистентных грамотрицательных бактерий.

¶Применение в медицине

Цефалоспорины назначают при:

• инфекциях верхних и нижних дыхательных путей (синусит, бронхит, пневмония);
• инфекциях мочевыводящих путей и пиелонефрите;
• инфекциях кожи, мягких тканей, костей и суставов;
• менингите и других инфекциях центральной нервной системы;
• сепсисе и тяжёлых системных инфекциях;
• гонорее;
• периоперационной антибиотикопрофилактике.

Большинство цефалоспоринов вводят внутривенно или внутримышечно; некоторые (цефалексин, цефуроксим аксетил, цефиксим) существуют в пероральных формах.

¶Побочные эффекты и ограничения

Наиболее частые нежелательные реакции — аллергические: сыпь, крапивница, реже анафилактический шок. Из-за структурного сходства с пенициллинами возможна перекрёстная аллергия, поэтому пациентам с тяжёлой реакцией на пенициллины цефалоспорины назначают с осторожностью.

Другие побочные эффекты: диарея, тошнота, кандидоз, повышение активности печёночных ферментов, редко — псевдомембранозный колит, нефротоксичность (особенно у цефалоспоринов первого поколения в сочетании с аминогликозидами).

Главная проблема — устойчивость бактерий. Микроорганизмы вырабатывают бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС) и карбапенемазы, которые разрушают цефалоспорины. Это ограничивает применение препаратов и требует постоянного создания новых производных.

¶Значение

Цефалоспорины занимают одно из ведущих мест среди антибактериальных средств по объёму клинического применения. Они сочетают широкий спектр, относительную безопасность и удобство дозирования. По данным Всемирной организации здравоохранения, цефалоспорины входят в перечень жизненно необходимых лекарственных средств. Их роль особенно велика в стационарной медицине, где они применяются как препараты первой линии при многих тяжёлых инфекциях.