สภาพทั่วไป
Beta-lactams (หรือβ-lactams) เป็นกลุ่มของยาปฏิชีวนะขนาดใหญ่รวมถึงโมเลกุลจำนวนมากที่ใช้นิวเคลียสส่วนกลางที่ฐานของโครงสร้างทางเคมีของพวกเขา: แหวนเบต้าแลคตัม หรือที่รู้จักกันในชื่อ เบต้าแลคตัม
แหวนเบต้าแลคตัม - นอกเหนือจากการสร้างนิวเคลียสกลางของยาปฏิชีวนะระดับนี้ - ยังเป็นเภสัชจลนศาสตร์ของโมเลกุลเหล่านี้นั่นคือมันเป็นกลุ่มที่ให้คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียตามแบบฉบับของยาเหล่านี้
คลาสของยาปฏิชีวนะเบต้าแลคตัม
ภายในครอบครัวเบต้าแลคตัมขนาดใหญ่เราพบยาปฏิชีวนะสี่ชนิด เพนิซิลลิน เซฟาโลสปอร์ตินคา ปา เพ็นเนม และ โมโนโนแบคแทรม
ด้านล่างลักษณะสำคัญของยาเสพติดเหล่านี้จะแสดงให้เห็นสั้น ๆ
penicillins
Penicillins เป็นยาปฏิชีวนะที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติซึ่งเป็นผลมาจาก micete (นั่นคือเชื้อรา)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ก่อตั้งยาปฏิชีวนะกลุ่มนี้ - penicillin G (หรือ benzylpenicillin ) และ penicillin V (หรือ phenoxymethylpenicillin ) - ถูกแยกเป็นครั้งแรกจากวัฒนธรรมของ Penicillium notatum (เชื้อราที่รู้จักกันในวันนี้ว่า Penicillium chrysogenum )
การค้นพบของเพนิซิลลินนั้นมาจากอเล็กซานเดอร์เฟลมมิ่งซึ่งในปี 2471 ได้สังเกตว่าอาณานิคมของ Penicillium notatum นั้นสามารถยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียได้อย่างไร
อย่างไรก็ตาม benzylpenicillin และ phenoxymethylpenicillin นั้นถูกโดดเดี่ยวเพียงสิบปีต่อมาต้องขอบคุณนักเคมีชาวอังกฤษกลุ่มหนึ่ง
นับจากนั้นเป็นต้นมาการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ของการวิจัยในสาขาเพนิซิลินเริ่มขึ้นในความพยายามที่จะหาสารประกอบใหม่ที่ปลอดภัยกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม
โมเลกุลใหม่หลายพันถูกค้นพบและสังเคราะห์ซึ่งบางส่วนยังคงใช้ในการบำบัด
Penicillins เป็นยาปฏิชีวนะที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเช่นสามารถฆ่าเซลล์แบคทีเรียได้
ในบรรดาโมเลกุลจำนวนมากที่อยู่ในชั้นเรียนขนาดใหญ่นี้เราพูดถึง ampicillin, amoxicillin, methicillin และ oxacillin
cephalosporins
Cephalosporins เช่นเพนิซิลลินก็เป็นยาปฏิชีวนะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเช่นกัน
โมเลกุลนี้ถือเป็นตัวกำเนิดของยาประเภทนี้ - เซฟาโลสปอรินซี - ถูกค้นพบโดยแพทย์ชาวอิตาลีจูเซปเป้บรูตซูจากมหาวิทยาลัยกายารี่
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเซฟาโลสปอร์ตินจำนวนมากได้รับการพัฒนาด้วยกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับสารตั้งต้นตามธรรมชาติของพวกเขาดังนั้นการได้รับยาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
Cephalosporins เป็นยาปฏิชีวนะที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย
เซฟาโซลิน, เซฟาเลซิน, เซฟาโรซิม, เซฟาคลอร์, เซฟริแอกโซน, เซฟตาซิดิม, เซฟิกซิมและเซฟโปดิมซิมเป็นยาประเภทนี้
carbapenems
ต้นกำเนิดของยาประเภทนี้คือ thienamycin ซึ่งแยกได้เป็นครั้งแรกโดย actinomycete Streptomyces cattleya
พบว่า thienamycin เป็นสารประกอบที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่เข้มข้นด้วยการกระทำที่กว้างขวางและสามารถยับยั้งβ-lactamase บางชนิด (เอนไซม์เฉพาะที่ผลิตโดยแบคทีเรียบางสายพันธุ์สามารถย่อยสลายเบต้าแลคตัมและ เพื่อหยุดการใช้ยาปฏิชีวนะ)
เนื่องจาก thienamycin กลายเป็นสิ่งที่ไม่มั่นคงและแยกได้ยากการเปลี่ยนแปลงจึงเกิดขึ้นกับโครงสร้างของมันดังนั้นการได้รับอนุพันธ์กึ่งสังเคราะห์ที่มีเสถียรภาพมากขึ้นนั่นคือ imipenem
Meropenem และ ertapenem ยังเป็นของยาปฏิชีวนะระดับนี้
Carbapenems เป็นยาปฏิชีวนะที่มีการกระทำของแบคทีเรียเช่นพวกเขาไม่สามารถฆ่าเซลล์แบคทีเรีย แต่ยับยั้งการเจริญเติบโตของพวกเขา
monobactams
ยาชนิดเดียวที่เป็นของยาปฏิชีวนะในกลุ่มนี้คือ aztreonam
Aztreonam ไม่ได้มาจากสารประกอบธรรมชาติ แต่มีต้นกำเนิดจากการสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์ มันมีสเปกตรัมการกระทำที่ จำกัด เฉพาะแบคทีเรียแกรมลบเท่านั้นและยังมีความสามารถในการยับยั้งβ-lactamases บางประเภท
กลไกการออกฤทธิ์
ยาปฏิชีวนะ beta-lactam ทั้งหมดกระทำโดยการรบกวนการสังเคราะห์ผนังเซลล์ของแบคทีเรียเช่นพวกมันรบกวนการสังเคราะห์ peptidoglycan
Peptidoglycan เป็นพอลิเมอร์ที่สร้างขึ้นจากโซ่คู่ขนานของคาร์โบไฮเดรตไนโตรเจนร่วมกันโดยพันธะขวางระหว่างกรดอะมิโนที่ตกค้าง
พันธะเหล่านี้ประกอบด้วยเอนไซม์เฉพาะที่เป็นของตระกูล peptidase (carboxypeptidase, transpeptidase และ endopeptidase)
ยาปฏิชีวนะ Beta-lactam ผูกกับ peptidases เหล่านี้ป้องกันการก่อตัวของพันธบัตรขวางดังกล่าวข้างต้น ด้วยวิธีนี้พื้นที่ที่อ่อนแอจะเกิดขึ้นภายใน peptidoglycan ที่นำไปสู่การสลายและการตายของเซลล์แบคทีเรีย
ความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะเบต้าแลคตัม
แบคทีเรียบางชนิดมีความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะเบต้า - แลคตัมเพราะพวกเขาสังเคราะห์เอนไซม์เฉพาะ ( β-lactamases ) สามารถย่อยสลายวงแหวนเบต้า - แลคแทมได้; ในการทำเช่นนั้นพวกเขาปิดการใช้งานยาปฏิชีวนะและป้องกันไม่ให้ทำหน้าที่ของมัน
เพื่อแก้ไขปัญหาการดื้อยานี้สามารถให้ยาปฏิชีวนะเบต้าแลคตัมร่วมกับสารประกอบอื่น ๆ ที่เรียกว่า β-lactamase inhibitors ซึ่งตามชื่อหมายถึงยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์
ตัวอย่างของสารยับยั้งเหล่านี้คือ กรด clavulanic ซึ่งมักพบร่วมกับยา amoxicillin (เช่นตัวอย่างเช่นในยาClavulin®), sulbactam ซึ่งพบได้ในยา ampicillin (ตัวอย่างเช่นในยาUnasyn®) และ tazobactam ซึ่งสามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์ยาหลายชนิดร่วมกับ piperacillin (เช่นตัวอย่างเช่นในผลิตภัณฑ์ยาTazocin®)
อย่างไรก็ตามการดื้อยาปฏิชีวนะไม่ได้เกิดจากการผลิตแบคทีเรียβ-lactamase เพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถเกิดจากกลไกอื่น ๆ
กลไกเหล่านี้รวมถึง:
- การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเป้าหมายยาปฏิชีวนะ;
- การสร้างและการใช้เส้นทางการเผาผลาญแตกต่างจากที่ยับยั้งโดยยาเสพติด;
- การปรับเปลี่ยนการซึมผ่านของเซลล์กับยาเสพติดด้วยวิธีนี้เป็นอุปสรรคต่อการผ่านหรือการยึดเกาะของยาปฏิชีวนะกับเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรีย
น่าเสียดายที่ปรากฏการณ์ของการดื้อยาปฏิชีวนะเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่วนใหญ่เกิดจากการใช้ในทางที่ผิดและการใช้ในทางที่ผิด
ดังนั้นยาที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพเช่นเบต้าแลคตัมมีความเสี่ยงมากขึ้นที่จะไร้ประโยชน์เนื่องจากการพัฒนาสายพันธุ์แบคทีเรียที่ดื้อต่อเนื่อง
