 |
 |
|
 |
|
|
АНТИБИОТИКИ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
(от Анти... и греч. blоs — жизнь)
вещества биологического происхождения, синтезируемые микроорганизмами и подавляющие рост бактерий и других микробов, а также вирусов и клеток. Многие А. способны убивать микробов. Иногда к А. относят также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных и животных тканей. Каждый А. характеризуется специфическим избирательным действием только на определённые виды микробов. В связи с этим различают А. с широким и узким спектром действия. Первые подавляют разнообразных микробов [например, тетрациклин действует как на окрашивающихся по методу Грама (грамположительных), так и на неокрашивающихся (грамотрицательных) бактерий, а также на риккетсий]; вторые — лишь микробов какой-либо одной группы (например, эритромицин и олеандомицин подавляют лишь грамположительные бактерии). В связи с избирательным характером действия некоторые А. способны подавлять жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов в концентрациях, не повреждающих клеток организма хозяина, и поэтому их применяют для лечения различных инфекционных заболеваний человека, животных и растений. Микроорганизмы, образующие А., являются антагонистами окружающих их микробов-конкурентов, принадлежащих к другим видам, и при помощи А. подавляют их рост. Мысль об использовании явления Антагонизма микробов для подавления болезнетворных бактерий принадлежит И. И. Мечникову, который предложил употреблять молочнокислые бактерии, обитающие в простокваше, для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека.
До 40-х гг. 20 в. А., обладающие лечебным действием, не были выделены в чистом виде из культур микроорганизмов. Первым таким А. был тиротрицин, полученный американским учёным Р. Дюбо (1939) из культуры почвенной споровой аэробной палочки Bacillus brevis. Сильное лечебное действие тиротрицина было установлено в опытах на мышах, зараженных пневмококками. В 1940 английские учёные Х. Флори и Дж. Чейн, работая с пенициллином, образуемым плесневым грибом Penicillium notatuip, открытым английским бактериологом А. Флемингом в 1929, впервые выделили пенициллин в чистом виде и обнаружили его замечательные лечебные свойства. В 1942 советские учёные Г. Ф. Гаузе, М. Г. Бражцикова получили из культуры почвенных бактерий грамицидин С, а в 1944 американский учёный З. Ваксман получил стрептомицин из культуры актиномицета Streptomyces griseus. Описано около 2000 различных А. из культур микроорганизмов, но лишь немногие из них (около 40) могут служить лечебными препаратами, остальные по тем или иным причинам не обладают химиотерапевтическим действием. А. можно классифицировать по их происхождению (из грибов, бактерий, актиномицетов и др.), химической природе или по механизму действия.
А. из грибов. Важнейшее значение имеют А. группы пенициллина (См. Пенициллины), образуемые многими расами Penicillium notatum, P. chrysogenum и другими видами плесневых грибов. Пенициллин подавляет рост стафилококков в разведении 1 на 80 млн. и мало токсичен для человека и животных. Он разрушается энзимом пенициллиназой, образуемой некоторыми бактериями. Из молекулы пенициллина было получено её "ядро" (6-аминопенициллановая кислота), к которому затем химически присоединили различные радикалы. Так, были созданы новые «полусинтетические» пенициллины (метициллин, ампициллин и др.), не разрушаемые ценициллиназой и подавляющие некоторые штаммы бактерий, устойчивые к природному пенициллину. Другой А. — цефалоспорин С — образуется грибом Cephalosporium. Он обладает близким к пенициллину химическим строением, но имеет несколько более широкий спектр действия и подавляет жизнедеятельность не только грамположительных, но и некоторых грамотрицательных бактерий. Из «ядра» молекулы цефалоспорина (7-аминоцефалоспорановая кислота) были получены его полусинтетические производные (например, цефалоридин), которые нашли применение в медицинской практике. А. гризеофульвин был выделен из культур Penicillium griseofulvum и других плесеней. Он подавляет рост патогенных грибков (см. Фунгицидные антибиотики) и широко используется в медицине.
А. из актиномицетов весьма разнообразны по химической природе, механизму действия и лечебным свойствам. Ещё в 1939 советские микробиологи Н. А. Красильников и А. И. Кореняко описали А. мицетин, образуемый одним из актиномицетов. Первым А. из актиномицетов, получившим применение в медицине, был Стрептомицин, подавляющий наряду с грамположительными бактериями и грамотрицательными палочки туляремии, чумы, дизентерии, брюшного тифа, а также туберкулёзную палочку. Молекула стрептомицина состоит из стрептидина (дигуанидиновое производное мезоинозита), соединённого глюкозидной связью со стрептобиозамином (дисахаридом, содержащим стрентозу и метилглюкозамин). Стрептомицин относится к А. группы воднорастворимых органических оснований, к которой принадлежат также А. аминоглюкозиды (неомицин (См. Неомицины), мономицин, Канамицин и гентамицин), обладающие широким спектром действия. Часто используют в медицинской практике А. группы тетрациклина (См. Тетрациклины), например хлортетрациклин (синонимы: ауреомицин, биомицин) и окситетрациклин (синоним: террамицин). Они обладают широким спектром действия и наряду с бактериями подавляют риккетсий (например, возбудителя сыпного тифа). Воздействуя на культуры актиномицетов, продуцентов этих А., ионизирующей радиацией или многими химическими агентами, удалось получить Мутанты, синтезирующие А. с измененным строением молекулы (например, деметилхлортетрациклин). А. хлорамфеникол (синоним: левомицетин), обладающий широким спектром действия, в отличие от большинства других А., производят в последние годы путём химического синтеза, а не биосинтеза. Другим таким исключением является противотуберкулёзный А. циклосерин, который также можно получать промышленным синтезом. Остальные А. производят биосинтезом. Некоторые из них (например, тетрациклин, пенициллин) могут быть получены в лаборатории химическим синтезом; однако этот путь настолько труден и нерентабелен, что не выдерживает конкуренции с биосинтезом. Значительный интерес представляют А. макролиды (эритромицин, олеандомицин), подавляющие грамположительные бактерии, а также А. полиены (Нистатин, амфотерицин, леворин), обладающие противогрибковым действием. Известны А., образуемые актиномицетами (см. Актиномицины), которые оказывают подавляющее действие на некоторые формы злокачественных новообразований и применяются в химиотерапии рака, например актиномицин (синонимы: хризомаллин, аурантин), оливомицин, брунеомицин, рубомицин С. Интересен также А. гигромицин В, обладающий противогельминтным действием.
А. из бактерий в химическом отношении более однородны и в подавляющем большинстве случаев относятся к полипептидам (См. Полипептиды). В медицине используют тиротрицин и Грамицидин С из Bacillus brevis, бацитрацин из Bac. subtilis и полимиксин из Bac. polymyxa. Низин, образуемый стрептококками, не применяют в медицине, но употребляют в пищевой промышленности в качестве антисептика, например при изготовлении консервов.
Антибиотические вещества из животных тканей. Наиболее известны среди них: лизоцим, открытый английским учёным А. Флемингом (1922); это энзим — полипептид сложного строения, который содержится в слезах, слюне, слизи носа, селезёнке, лёгких, яичном белке и др., подавляет рост сапрофитных бактерий, но слабо действует на болезнетворных микробов; интерферон — также полипептид, играющий важную роль в защите организма от вирусных инфекций; образование его в организме можно повысить с помощью специальных веществ, называемых интерфероногенами.
А. могут быть классифицированы не только по происхождению, но и разделены на ряд групп на основе химического строения их молекул. Такая классификация была предложена советскими учёными М. М. Шемякиным и А. С. Хохловым: А. ациклического строения (полиены нистатин и леворин); алициклического строения; А. ароматического строения; А. — хиноны; А. — кислородсодержащие гетероциклические соединения (гризеофульвин); А. — макролиды (эритромицин, олеандомицин); А. — азотсодержащие гетероциклические соединения (пенициллин); А. — полипептиды или белки; А. — депсипептиды (см. табл.).
Третья возможная классификация основана на различиях в молекулярных механизмах действия А. Например, пенициллин и цефалоспорин избирательно подавляют образование клеточной стенки у бактерий. Ряд А. избирательно поражает на разных этапах биосинтез белка в бактериальной клетке; тетрациклины нарушают прикрепление транспортной рибонуклеиновой кислоты (РНК) к рибосомам (См. Рибосомы) бактерий; макролид эритромицин, как и линкомицин, выключает передвижение рибосомы по нити информационной РНК; хлорамфеникол повреждает функцию рибосомы на уровне фермента пептидилтранслоказы; стрептомицин и аминоглюкозидные А. (неомицин, канамицин, мономицин и гентамицин) искажают «считывание» генетического кода (См. Генетический код) на рибосомах бактерий. Другая группа А. избирательно поражает биосинтез нуклеиновых кислот (См. Нуклеиновые кислоты) в клетках также на различных этапах: актиномицин и оливомицин, вступая в связь с матрицей дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), выключают синтез информационной РНК; брунеомицин и митомицин реагируют с ДНК по типу алкилирующих соединений, а рубомицин — путём интеркаляции. Наконец, некоторые А. избирательно поражают биоэнергетические процессы: грамицидин С, например, выключает окислительное фосфорилирование.
Устойчивость микроорганизмов к А. — важная проблема, определяющая правильный выбор того или иного препарата для лечения больного. В первые годы после открытия пенициллина около 99% патогенных стафилококков были чувствительны к этому А.; в 60-е гг. к пенициллину остались чувствительны уже не более 20—30%. Рост устойчивых форм связан с тем, что в Популяциях бактерий постоянно появляются устойчивые к А. мутанты, обладающие вирулентностью и получающие распространение преимущественно в тех случаях, когда чувствительные формы подавлены А. С популяционно-генетической точки зрения, этот процесс обратим. Поэтому при временном изъятии данного А. из арсенала лечебных средств устойчивые формы микробов в популяциях вновь заменяются чувствительными формами, которые размножаются более быстрым темпом.
Промышленное производство А. ведётся в ферментерах (См. Ферментёр), где продуцирующие А. микроорганизмы культивируются в стерильных условиях на специальных питательных средах. Большое значение при этом имеет селекция активных штаммов, для чего предварительно используются различные мутагены с целью индукции активных форм. Если исходный штамм продуцента пенициллина, с которым работал Флеминг, образовывал пенициллин в концентрации 10 ЕД/мл, то современные продуценты образуют пенициллин в концентрации 16 000 ЕД/мл. Эти цифры отражают прогресс технологии. Синтезированные микроорганизмами А. извлекают и подвергают химической очистке. Количественное определение активности А. проводят микробиологическими (по степени антимикробного действия) и физико-химическими методами.
А. широко применяют в медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях пищевой и микробиологической промышленности.
Г. Ф. Гаузе.
Продуценты, химическая природа и спектр действия важнейших антибиотиков
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Антибиотик | Продуцент | Химическая природа | Спектр действия |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Пенициллин | Penicillium | Гетероциклическое соединение, | Грамположительные |
| | notatum | построенное из сконденсированных | бактерии, спирохеты |
| | | тиазолидинового и беталактамного | |
| | | колец C16H18O4N2 | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Цефалоспорин | Cephalosporium | C16H21O8N3S | Грамположительные и |
| C | sp. | | грамотрицательные |
| | | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Гризеофульвин | Penicillium | Кислородсодержащее | Грибки |
| | griseofulvum | гетероциклическое соединение | |
| | | C17H17O6C | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Стрептомицин | Streptomyces | N-метил--L-глюкозаминидо-- | Грамположительные и |
| | griseus | стрептозидострептидин | грамотрицательные |
| | | | бактерии, туберкулезная |
| | | | палочка |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Неомицин | Streptomyces | 2,6- | Грамположительные и |
| | fradiae | диаминоглюкозодезоксистрептамино- | грамотрицательные |
| | | необиозамин | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Мономицин | Streptomyces | Глюкозамино-дезоксистрептамин-D- | Грамположительные и |
| | circulatus var. | рибозодиамин | грамотрицательные |
| | monomycini | | бактерии, простейшие |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Канамицин | Streptomyces | Глюказамино-дезоксистрептамино- | Грамположительные и |
| | kanamyceticus | канозамин | грамотрицательные |
| | | | бактерии, туберкулезная |
| | | | палочка |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Гентамицин | Micromonospora | Гексозамино дезоксистрептамино- | Грамположительные и |
| | perpurea | гентозамин | грамотрицательные |
| | | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Ристомицин | Proactinomyces | Молекула содержит сахара и новые | Грамположительные |
| | fructiferi var. | аминокислоты | бактерии |
| | ristomycini | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Линкомицин | Streptomyces | Молекула содержит метил-пропил- | Грамположительные |
| | lincolnensis var. | пролин и линкозамин | бактерии |
| | lincolnensis | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Виомицин | Streptomyces | Полипептид | Туберкулезная палочка |
| | fradiae | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Рифамицин | Streptomyces | C39H49NO14 | Грамположительные |
| | mediterranei | | бактерии, туберкулезная |
| | | | палочка |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Циклосерин | Streptomyces | d-4-амино-3-изоксазолидон | Туберкулезная палочка |
| | orchidaceus | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Тетрациклин | Streptomyces | Полиоксиполикарбонильное | Грамположительные и |
| | aureofaciens | гидроароматическое соединение | грамотрицательные |
| | | | бактерии, риккетсии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Эритромицин | Streptomyces | Макролид | Грамположительные |
| | erythreus | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Олеандомицин | Streptomyces | Макролид | Грамположительные |
| | antibioticus | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Хлорамфеникол | Streptomyces | D-трео-1-(n-нитрофенил)-2- | Грамположительные и |
| | venezuelae | дихлорацетиламино-пропан-1,3-диол | грамотрицательные |
| | | | бактерии, риккетсии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Новобиоцин | Streptomyces | Дериват 4,7-дигидрокси-3-амино-8- | Грамположительные |
| | spheroides | метилкумарина | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Нистатин | Streptomyces | Полиен | Грибки |
| | noursei | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Леворин | Streptomyces | Полиен | Грибки |
| | levoris | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Гигромицин В | Streptomyces | Молекула содержит ароматический, | Грамположительные |
| | hygroscopicus | аминоциклитный и гликозидный | бактерии, гельминты |
| | | фрагменты | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Актиномицин | Streptomyces | Пептид, содержащий хромофор | Грамположительные |
| | antibioticus | (феноксазин) | бактерии, раковые клетки |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Оливомицин | Streptomyces | Молекула содержит хромофор | Грамположительные |
| | olivoreticuli | оливин, а также сахара оливомикозу, | бактерии, раковые клетки |
| | | оливомозу, оливозу и олиозу | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Брунеомицин | Streptomyces | C24H20O8N4 | Грамположительные |
| | albus var. | | бактерии, раковые клетки |
| | bruneomycini | | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Рубомицин С | Streptomyces | Молекула содержит хромофор и | Грамположительные |
| | coeruleorubidus | аминосахар | бактерии, раковые клетки |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Митомицин С | Streptomyces | Молекула содержит азиридин, | Грамположительные |
| | caespitosus | пирролоиндольное кольцо, | бактерии, раковые клетки |
| | | аминобензохинон | |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Тиротрицин | Bacillus brevis | Полипептид | Грамположительные |
| | | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Грамицидин С | Bacillus brevis | Декапептид | Грамположительные и |
| | var. G. B. | | грамотрицательные |
| | | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Бацитрацин | Bacillus subtilis | Полипептид | Грамположительные |
| | | | бактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Полимиксин | Bacillus | Полипептид | Грамположительные и |
| | polymyxa | | грамотрицательныебактерии |
|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Низин | Streptococcus | Полипептид | Грамположительные |
| | lactis | | бактерии, туберкулезная |
| | | | палочка |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Применение А. в медицине. В клинике применяют около 40 А., не оказывающих вредного действия на организм человека. Для достижения лечебного действия необходимо поддержание в организме так называемых терапевтических концентраций, особенно в очаге инфекции. Повышение концентрации А. в организме более эффективно, но может осложниться побочными действиями препаратов. При необходимости усилительное действие А. можно применять несколько А. (например, стрептомицин с пенициллином), а также эфициллин (при воспалении лёгких) и другие лекарственные средства (гормональные препараты, антикоагулянты и др.). Сочетания некоторых А. оказывают токсическое действие, и поэтому их комбинации применять нельзя. Пенициллинами пользуются при сепсисе, воспалении лёгких, гонорее, сифилисе и др. Бензилпенициллин, экмоновоциллин (новокаиновая соль пенициллина с экмолином) эффективны против стафилококков; бициллины-1, -3 и -5 (дибензилэтилендиаминовая соль пенициллина) используют для профилактики ревматических атак. Ряд А. — стрептомицина сульфат, паскомицин, дигидрострептомицинпаскат, пантомицин, дигидрострептомицинпантотенат, стрептомицин-салюзид, а также циклосерин, виомицин (флоримицин), канамицин и рифамицин — назначают при лечении туберкулёза. Препараты синтомицинового ряда используют при лечении туляремии и чумы; тетрациклины — для лечения холеры. Для борьбы с носительством патогенных стафилококков применяют лизоцим с экмолином. Полусинтетические пенициллины с широким спектром действия — ампициллин и гетациллин — задерживают рост кишечной, брюшнотифозной и дизентерийной палочек.
Длительное и широкое применение А. вызывало появление большого количества устойчивых к ним патогенных микроорганизмов. Практически важно возникновение устойчивых микробов одновременно к нескольким А. — перекрёстная лекарственная устойчивость. Для предупреждения образования устойчивых к А. форм периодически заменяют широко применяющиеся А. и никогда не применяют их местно на раневые поверхности. Заболевания, вызванные устойчивыми к А. стафилококками, лечат полусинтетическими пенициллинами (метициллин, оксациллин, клоксациллин и диклоксациллин), а также эритромицином, олеандомицином, новобиоцином, линкомицином, лейкоцином, канамицином, рифамицином; против стафилококков, устойчивых ко многим А., применяют шинкомицин и йозамицин. Кроме устойчивых форм, при применении А. (чаще всего стрептомицина) могут появляться и так называемые зависимые формы (микроорганизмы, развивающиеся только в присутствии А.). При нерациональном использовании А. активизируются патогенные грибы, находящиеся в организме, что приводит к Кандидозу. Для профилактики и лечения кандидозов употребляют А. нистатин и леворин.
В некоторых случаях при лечении А. развиваются побочные явления. Пенициллин при длительном применении в больших дозах оказывает токсическое действие на центральную нервную систему, стрептомицин — на слуховой нерв, и т. п. Эти явления ликвидируют уменьшением доз. Сенсибилизация (повышенная чувствительность) организма может проявляться независимо от дозы и способа введения А. и выражаться в обострении инфекционного процесса (поступление в кровь больших количеств токсинов вследствие массовой гибели возбудителя), в рецидивах заболевания (в результате подавления иммунобиологических реакций организма), суперинфекции, а также аллергических реакциях (см. Аллергия).
Получение новых солей А. позволило преодолеть специфическую токсичность некоторых А. Например, пантотеновая соль стрептомицина — пантомицин, не отличаясь от стрептомицина терапевтическим действием, хорошо влияет на больных, не переносящих стрептомицина. Значительно менее токсичной, чем стрептомицин, оказалась и аскорбиновокислая соль дигидрострептомицина. Если при применении пенициллинов развивается аллергия, применяют А. цефалоспорин.
При лечении А. необходимо одновременно вводить витамины, питание должно быть богато белками, т. к. стрептомицин снижает в организме количество пантотеновой кислоты (витамин B3), фтивазид и циклосерин — витамина B6, белковая недостаточность ухудшает результаты лечения.
З. В. Ермольева.
Применение А. в животноводстве. А. применяют для лечения рожи и дизентерии свиней, сибирской язвы, мыта лошадей, пуллороза птиц, актиномикоза, бронхопневмонии, желудочно-кишечных заболеваний молодняка, сепсиса, метритов, вагинитов и многих других болезней. А. широко применяют также в кормлении с.-х. животных для стимуляции их роста и развития. Для этого обычно используют как чистые А., так и так называемые кормовые препараты — неочищенные продукты ферментации различных актиномицетов, бактерий и плесеней. Они содержат, помимо А., витамины, аминокислоты и другие продукты микробиологического синтеза и оказывают комплексное благоприятное влияние на рост, обмен веществ, плодовитость животных, их устойчивость к неблагоприятным воздействиям и различным инфекциям. Применение А. (преимущественно в малых дозах) в кормлении молодняка (в основном свиней и птиц) сокращает сроки откорма, увеличивает привес, а у кур — яйценоскость.
Применение А. в растениеводстве. А. проникают в растения через корни и листья и распространяются по тканям, значительно повышая устойчивость растений к грибным и бактериальным болезням. В определённой концентрации А. способны увеличивать всхожесть семян, ускорять развитие растения, стимулировать корнеобразование. Способы применения А.: обработка семян, опрыскивание растений, введение в стволы деревьев. Против таких болезней, как ожог яблонь, груш, вишен, бактериальной рябухи табака, чёрной ножки картофеля, применяют стрептомицин, террамицин, против грибных болезней — гризеофульвин и др.
Лит.: Гаузе Г. Ф., Лекции по антибиотикам, 3 изд., М., 1958; его же. Пути изыскания новых антибиотиков, М., 1961; Красильников Н. А., Антагонизм микробов и антибиотические вещества, М., 1958; Шемякин М. М. [и др.], Химия антибиотиков, 3 изд., т. 1—2, М., 1961; Применение антибиотиков в растениеводстве. Труды I Всесоюзной конференции по изучению и применению антибиотиков в растениеводстве, Ереван, 1961; Леонов Н. И., Скрябин Г. К., Солнцев К. М., Антибиотики в животноводстве, М., 1962; Сазыкин Ю. О., Биохимические основы действия антибиотиков на микробную клетку, М., 1965; Ермольева З. В., Антибиотики. Интерферон. Бактериальные полисахариды, М., 1965; Планельес Х. Х., Харитонова А. М., Побочные явления при антибиотикотерапии, бактериальных инфекций, [2 изд.], М., 1965; Korzybski Т., Kowszyk-Gindifer Z., Kurylowicz W., Antibiotics, v. 1—2, Oxf.—Warsz., 1967.
|
| Мультимедийная энциклопедия |
| вырабатываемые микроорганизмами химические вещества, которые способны
тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов.
Противомикробное действие антибиотиков имеет избирательный характер: на
одни организмы они действуют сильнее, на другие - слабее или вообще не
действуют. Избирательно и воздействие антибиотиков и на животные клетки,
вследствие чего они различаются по степени токсичности и влиянию на кровь
и другие биологические жидкости. Некоторые антибиотики представляют
значительный интерес для химиотерапии и могут применяться для лечения
различных микробных инфекций у человека и животных.
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
В народной медицине для обработки ран и лечения туберкулеза издавна
применяли экстракты лишайников. Позднее в состав мазей для обработки
поверхностных ран стали включать экстракты бактерий Pseudomonas
aeruginosa, хотя почему они помогают, никто не знал, и феномен антибиоза
был неизвестен.
Однако некоторые из первых ученых-микробиологов сумели обнаружить и
описать антибиоз (угнетение одними организмами роста других). Дело в том,
что антагонистические отношения между разными микроорганизмами проявляются
при их росте в смешанной культуре. До разработки методов чистого
культивирования разные бактерии и плесени выращивались вместе, т.е. в
оптимальных для проявления антибиоза условиях. Луи Пастер еще в 1877
описал антибиоз между бактериями почвы и патогенными бактериями -
возбудителями сибирской язвы. Он даже предположил, что антибиоз может
стать основой методов лечения.
Первые антибиотики были выделены еще до того, как стала известной их
способность угнетать рост микроорганизмов. Так, в 1860 был получен в
кристаллической форме синий пигмент пиоцианин, вырабатываемый небольшими
подвижными палочковидными бактериями рода Pseudomonas, но его
антибиотические свойства были обнаружены лишь через много лет. В 1896 из
культуры плесени удалось кристаллизовать еще одно химическое вещество
такого рода, получившее название микофеноловая кислота.
Постепенно выяснилось, что антибиоз имеет химическую природу и обусловлен
выработкой специфических химических соединений. В 1929 Александр Флеминг,
наблюдая антагонизм Penicillium notatum и стафилококка в смешанной
культуре, открыл пенициллин и предположил возможность его применения в
лечебных целях. Антагонистические отношения между болезнетворными для
растений микробами и непатогенными микроорганизмами почвы, выявленные в
смешанных культурах, заинтересовали фитопатологов, и они попытались
использовать этот феномен для борьбы с болезнями растений. Было известно,
что в почве присутствует определенный грибок, который уменьшает выпревание
ростков; в 1936 из культуры этого грибка был выделен антибиотик,
получивший название глиотоксин. Это открытие подтвердило значение
антибиотиков как средства профилактики заболеваний.
Среди первых исследователей, занявшихся целенаправленным поиском
антибиотиков, был Р.Дюбо. Проведенные им и его сотрудниками эксперименты
привели к открытию антибиотиков, вырабатываемых некоторыми почвенными
бактериями, их выделению в чистом виде и использованию в клинической
практике. В 1939 Дюбо получил тиротрицин - комплекс антибиотиков,
состоящий из грамицидина и тироцидина; это явилось стимулом для других
ученых, которые обнаружили еще более важные для клиники антибиотики. В
1942 Х.Флори со своими коллегами по Оксфордскому университету повторно
исследовал пенициллин и доказал возможность его клинического использования
в качестве нетоксичного средства лечения многих острых инфекций. Тогда же
эти вещества начали называть антибиотиками. З.Ваксман со своими студентами
в Университете Ратджерса, США, занимался актиномицетами (такими, как
Streptomyces) и в 1944 открыл стрептомицин, эффективное средство лечения
туберкулеза и других заболеваний. После 1940 было получено множество
клинически важных антибиотиков, в их числе бацитрацин, хлорамфеникол
(левомицетин), хлортетрациклин, окситетрациклин, амфотерицин В,
циклосерин, эритромицин, гризеофульвин, канамицин, неомицин, нистатин,
полимиксин, ванкомицин, виомицин, цефалоспорины, ампициллин,
карбенициллин, аминогликозиды, стрептомицин, гентамицин. В настоящее время
открывают все новые и новые антибиотики. В середине 1980-х годов в США
антибиотики прописывались чаще, чем любые другие лекарства, за исключением
седативных средств и транквилизаторов.
ПОЛУЧЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ
Способностью вырабатывать антибиотики обладают не все микроорганизмы, а
лишь некоторые штаммы отдельных видов. Так, пенициллин образуют некоторые
штаммы Penicillium notatum и P. chrysogenum, а стрептомицин - определенный
штамм Streptomyces griseus, тогда как другие штаммы тех же видов либо
вообще не вырабатывают антибиотики, либо вырабатывают, но другие.
Существуют также различия между штаммами-продуцентами антибиотиков, причем
эти различия могут быть количественными или качественными. Один штамм,
например, дает максимальный выход данного антибиотика, когда культура
растет на поверхности среды и находится в стационарных условиях, а другой
- лишь когда его культура погружена в среду и постоянно встряхивается.
Некоторые микроорганизмы выделяют не один, а несколько антибиотиков. Так,
Pseudomonas aeruginosa образует пиоцианазу, пиоцианин, пиолипоевую кислоту
и другие пио-соединения; Bacillus brevis производит грамицидин и тироцидин
(смесь, известную под названием тиротрицин); P. notatum - пенициллин и
пенатин; Aspergillus flavus - пенициллин и аспергилловую кислоту;
Aspergillus fumigatus - фумигатин, спинулозин, фумигацин (гельволевую
кислоту) и глиотоксин; Streptomyces griseus - стрептомицин,
маннозидострептомицин, циклогексимид и стрептоцин; Streptomyces rimosus -
окситетрациклин и римоцидин; Streptomyces aureofaciens - хлортетрациклин и
тетрациклин. Один и тот же антибиотик может продуцироваться
микроорганизмами разного рода. Так, глиотоксин образуют виды Gliocladium и
Trichoderma, а также Aspergillus fumigatus и др. Разные микрорганизмы или
их штаммы могут вырабатывать разные химические формы одного и того же
антибиотика, например разные пенициллины или различные формы
стрептомицина.
В последние годы выделено и описано огромное число антибиотиков,
продуцируемых различными организмами. Способностью вырабатывать
антибиотики обладают как спорообразующие, так и не образующие спор
бактерии, а кроме того, более половины изученных на этот предмет родов
грибов.
Неспорообразующие бактерии. Из группы бактерий, ранее называемых
Bacillus pyocyaneus, а позднее известных как Pseudomonas aeruginosa,
выделены пиоцианин и пиоцианаза. Другие не образующие спор бактерии тоже
вырабатывают антибиотики, сильно различающиеся по химической структуре и
антибактериальным свойствам. Примером могут служить колицины, производимые
различными штаммами кишечной палочки (Escherichia coli).
Спорообразующие бактерии. Многие виды спорообразующих бактерий
вырабатывают различные антибиотики. Так, штаммы Bacillus subtilis
производят бацитрацин, субтилин и др.; B. brevis - тиротрицин, B. polimixa
(B. aerosporus) - полимиксин (аэроспорин). Из B. mycoides, B. mesentericus
и B. simplex выделены разнообразные, еще недостаточно изученные
соединения: бациллин, колистатин и др. Многие из них препятствуют росту
грибков.
Актиномицеты. Кроме пенициллина, наиболее важные антибиотики,
используемые в качестве химиотерапевтических средств, были получены из
актиномицетов (грибковоподобных бактерий). К настоящему времени выделено
или описано более 200 таких соединений. Некоторые из них широко
применяются в лечении инфекционных заболеваний человека и животных. К
таким антибиотикам относятся стрептомицин, тетрациклины, эритромицин,
новобиоцин, неомицин и др. Одни из них обладают в основном
антибактериальным действием, другие - антигрибковым, а третьи активны
против некоторых крупных вирусов.
Грибки. Грибками в медицине называют микроорганизмы, относящиеся к
царству грибов. Это одни из наиболее важных производителей антибиотиков.
Они вырабатывают цефалоспорин, гризеофульвин, микофеноловую кислоту,
пенициллиновую кислоту, глиотоксин, клавацин, аспергилловую кислоту и
многие другие соединения.
Прочие организмы.
Водоросли. Многие водоросли способны вырабатывать вещества, обладающие
антибиотическими свойствами, но пока ни одно из них не нашло клинического
применения.
Лишайники. К антибиотикам, вырабатываемым лишайниками, относятся
лихенин и усниновая кислота.
Высшие растения. Высшие зеленые растения также образуют
антибактериальные вещества, сходные по своим свойствам с истинными
антибиотиками. К ним относятся фитонциды - аллицин, томатин и др.
Животные. Среди продуктов животного происхождения, обладающих
антибактериальными свойствами, важное место занимает лизоцим. Многие
простейшие, личинки насекомых и некоторые другие животные могут
переваривать живые бактерии и грибки, однако пока не выяснено, в какой
степени эта способность связана с выработкой веществ, обладающих
антибиотическими свойствами.
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА
Разработано несколько систем классификации антибиотиков, причем за основу
брались разные критерии: происхождение, антимикробные свойства,
токсичность по отношению к животным, растворимость или химическая природа.
Наиболее логичным представляется последний подход к классификации.
Антибиотики можно, например, разделить на липоиды, пигменты, полипептиды,
серусодержащие соединения, хиноны, кетоны, лактоны, нуклеозиды и
гликозиды.
Некоторые антибиотики удалось синтезировать (пиоцианин, циклосерин и, что
наиболее важно, пенициллин). Однако весь пенициллин G (бензилпенициллин),
применявшийся в медицине до 1962, имел биологическое происхождение.
Сочетание биологического и химического синтеза позволило создать большое
семейство новых пенициллинов, многие из которых нашли применение в
качестве лекарств.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
Антибиотики считаются в основном бактериостатическими агентами, т.е.
ингибиторами роста, хотя некоторые из них обладают выраженным
бактерицидным или даже бактериолитическим действием. Многие антибиотики,
например актиномицин, высокотоксичны по отношению к тканям животного
организма и применяются только в качестве противоопухолевых препаратов;
другие, в частности пенициллины, совсем нетоксичны либо (как стрептомицин)
обладают лишь слабой токсичностью. Антибиотики широкого спектра действия
(например, тетрациклины) нарушают нормальную микробную флору кишечника и
могут вызывать желудочно-кишечные расстройства или способствовать
вторичным инфекциям. Некоторые нерастворимы в воде и потому применяются
лишь для лечения поверхностных или местных инфекционных процессов. Одни
(например, тиротрицин) обладают гемолитическим действием, т.е. разрушают
эритроциты; другие (например, имипимен), напротив, инактивируются клетками
организма. (Фермент, инактивирующий имипимен, в настоящее время известен;
введение имипимена вместе с ингибитором этого фермента позволяет сохранить
высокую активность антибиотика по всему спектру действия.) Поскольку
антибиотикам присуща избирательная антибактериальная активность, ни один
из них не может применяться как общее дезинфицирующее средство против
любых бактерий. Пенициллин и эритромицин активны в основном против
кокковых форм и различных грамположительных бактерий, а стрептомицин -
против туберкулезной палочки. Пенициллин и стрептомицин относительно слабо
действуют на грибковую флору и вирусы, хотя первый обладает некоторой
активностью против крупных вирусов, например против вируса пситтакоза, а
второй - против некоторых риккетсий и возбудителей тропической паховой
гранулемы. Однако ряд антибиотиков, в первую очередь тетрациклины,
действуют на многие грамположительные и грамотрицательные бактерии, а
также на риккетсии и крупные вирусы. Некоторые антибиотики обладают
высокой противогрибковой активностью, тогда как другие - противоопухолевым
действием.
Место приложения действия. Антибиотики отличаются друг от друга не
только по химической структуре, но и по месту приложения действия на
микробную клетку. Действие антибиотиков, применяемых в низких
концентрациях, обычно направлено на специфические особенности
жизнедеятельности патогенных микроорганизмов. Клеточные стенки бактерий и
плесневых грибков сильно отличаются от клеточной оболочки животных клеток,
и многие нетоксичные антибиотики блокируют образование именно клеточных
стенок. Так действуют пенициллин, бацитрацин, циклосерин и цефалоспорины,
применяемые в клинике при бактериальных инфекциях, а также гризеофульвин,
который используется при кожных грибковых заболеваниях. Особо важную роль
в жизнедеятельности бактериальной клетки играет ее плазматическая
мембрана, расположенная под клеточной стенкой. Она регулирует прохождение
в клетку питательных веществ и выход продуктов выделения, в ней протекают
многие ферментативные процессы. Антибиотик полимиксин связывается с
клеточной мембраной многих грамотрицательных бактерий и нарушает ее
функцию. Тироцидин обладает химическими свойствами детергента и разрушает
мембрану. На нее воздействует и стрептомицин: вновь синтезируемая мембрана
оказывается дефектной, и клетка теряет жизненно важные для себя
компоненты. Нистатин, связываясь с клеточными мембранами различных
дрожжевых и плесневых грибков, приводит к потере их клетками необходимого
элемента - калия. Во всех живых клетках происходит синтез белка.
Хлорамфеникол специфически блокирует этот процесс у многих бактерий.
Тетрациклины тоже блокируют белковый синтез, но не менее важной стороной
их эффекта являются образование комплексов с металлами и влияние на
связывание кальция, магния и марганца в клетке. На синтез белка
воздействует также эритромицин. Изучение механизмов действия различных
антибиотиков дало много полезных сведений о биохимических процессах,
протекающих в клетках микроорганизмов. Даже те антибиотики, которые не
применяются в лечебных целях, могут использоваться как важный инструмент
биохимических исследований.
Основной механизм, посредством которого пенициллин убивает бактерии (в том
числе культивируемые, что используется для определения чувствительности
бактерий к антибиотику), в настоящее время хорошо изучен. Пенициллин
действует на клеточную стенку бактерий; ее важнейшим компонентом являются
пептидогликаны - сложные структуры, где сходные с глюкозой сахара связаны
друг с другом поперечными пептидными мостиками, образованными
аминокислотами. В норме пептидогликаны придают стенкам бактерий
механическую прочность и устойчивость. Пенициллин так изменяет их
биосинтез, что клеточная стенка теряет необходимую прочность. В результате
содержимое бактериальной клетки вытекает, и клетка гибнет. Поскольку
клетки млекопитающих имеют совершенно другую, не содержащую
пептидогликанов, оболочку, пенициллин практически не действует на них.
Таким образом, пенициллин, как правило, абсолютно безвреден для человека,
если не считать редких побочных эффектов, например тяжелых аллергических
реакций.
Устойчивость к антибиотикам. Многие бактерии при длительном
контакте с антибиотиками способны приспосабливаться к их действию; это
приводит к появлению устойчивых штаммов таких бактерий. Так, культуры
Staphylococcus aureus, первоначально чувствительные к пенициллину, могут
стать резистентными к нему. Другие штаммы S. aureus вырабатывают фермент
пенициллиназу, который разрушает пенициллин, и потому способны вызывать
тяжелые инфекционные заболевания даже у лиц, получающих этот антибиотик.
Туберкулезная палочка, Mycobacterium tuberculosis, будучи вначале
чувствительной к стрептомицину, в ряде случаев адаптируется к нему.
Некоторые штаммы микроорганизмов приобретают устойчивость к нескольким
антибиотикам. В последние годы многие врачи высказывают опасения, что
повсеместное увлечение антибиотиками резко снижает их эффективность при
лечении гонореи, брюшного тифа, пневмококковой пневмонии, туберкулеза,
менингита и других тяжелых заболеваний.
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Антибиотики произвели революцию в лечебной практике. Среди многочисленных
антибиотиков, широко применяемых в качестве химиотерапевтических средств,
в наибольших количествах используются пенициллины, цефалоспорины,
стрептомицин и другие аминогликозиды, хлорамфеникол, тетрациклины и
эритромицин. Кроме того, важное значение имеют бацитрацин, полимиксин,
неомицин, нистатин и гризеофульвин. В определенных случаях используют
также и другие антибиотики.
Пенициллин широко применяется в лечении стафилококковых инфекций -
остеомиелита, инфекционного артрита, пневмонии, бронхита, эмпиемы,
эндокардита, фурункулеза, ларинготрахеита, мастита, менингита, воспаления
среднего уха, перитонита, инфицированных ран и ожогов, септицемии,
синусита, тонзиллита и многих других заболеваний. Его с успехом используют
при различных инфекциях, вызываемых гемолитическими и анаэробными
стрептококками, пневмококками, гонококками, менингококками, анаэробными
клостридиями (возбудителями газовой гангрены), дифтерийными палочками,
возбудителями сибирской язвы, спирохетами и многими другими бактериями.
Однако при смешанных инфекциях, вызываемых грамотрицательными бактериями,
а также при малярии, туберкулезе, вирусных инфекциях, грибковых и
некоторых других заболеваниях пенициллин неэффективен. Токсическое
действие пенициллина проявляется главным образом в виде аллергических
реакций (даже на минимальные дозы) и судорожных припадков (при введении
очень больших доз).
(темное кольцо) на рост колонии стафилококков (полосы).
Цефалоспорины по химической структуре близки к пенициллину, но обладают
высокой устойчивостью к действию разрушающих ферментов (бета-лактамаз),
которые вырабатываются рядом бактерий для защиты от пенициллина. Поэтому
цефалоспорины высокоактивны по отношению к бактериям кишечной группы
(грамотрицательным палочковидным бактериям типа Escherichia coli), в норме
населяющим толстый кишечник, и умеренно активны по отношению к очень
опасному Pseudomonas aeruginosa, который вызывает тяжелые поражения кожи.
В настоящее время получено большое число цефалоспоринов, среди них -
применяемые в клинике цефалотин, цефазолин, цефалексин, цефамандол,
дефокситин и цефтриаксон. Эти соединения представляют особую ценность в
случаях тяжелых внутрибольничных инфекций, когда высока вероятность
заражения устойчивыми штаммами, а также в случаях доказанной
резистентности возбудителя к более старым и менее эффективным
антибиотикам.
Стрептомицин применяется при многих инфекциях. Это эффективное средство
лечения менингита, эндокардита, ларинготрахеита, а также заболеваний
мочевых путей и легких, вызываемых бациллой Пфейфера (Hemophilus
influenzae). Лечению стрептомицином поддаются также менингит, пневмония и
инфекции мочевых путей, если причиной этих заболеваний служат
чувствительные к нему штаммы Escherichia coli, Proteus vulgaris,
Klebsiella pneumoniae (бацилла Фридлендера), Aerobacter aerogenes и
Pseudomonas. Он эффективен при менингите, вызываемом чувствительными к
данному антибиотику штаммами Salmonella, и при туляремии. Кроме того,
стрептомицин применяется при перитоните, абсцессах печени, инфекциях
желчных путей и эмпиеме, вызываемых чувствительными к нему
микроорганизмами, туберкулезе, хронических легочных инфекциях,
обусловленных преимущественно грамотрицательными бактериями, и
эндокардите, причиной которого служат устойчивые к пенициллину, но
чувствительные к стрептомицину бактерии. В то же время стрептомицин
обладает некоторой токсичностью и может обусловливать головокружение,
глухоту и другие нежелательные явления. Кроме того, возбудители инфекций
быстро становятся устойчивыми к этому антибиотику. Побочные эффекты во
многом удается устранить путем снижения дозы и более редкого введения
стрептомицина, а резистентность возбудителей (в частности, при лечении
туберкулеза) - его применением вместе с другими веществами, например пара-
аминосалициловой кислотой и гидразидом изоникотиновой кислоты.
Другие аминогликозиды. Помимо стрептомицина в медицине применяется
ряд других аминогликозидов (гентамицин, тобрамицин, канамицин). Как видно
из их родового названия, все они содержат аминосахара, соединенные
гликозидной связью. Антибиотики этой группы, как и стрептомицин, обладают
выраженной токсичностью, особенно в отношении слуховой и вестибулярной
(обусловливающей чувство равновесия) систем, но нередко и в отношении
почек. Действию этих антибиотиков поддается в основном аэробная
грамотрицательная флора, тогда как большинство грамположительных бактерий
проявляет высокую устойчивость к ним.
Хлорамфеникол и тетрациклины. Судя по перекрестной резистентности
различных бактерий и спектру антимикробного действия, эти антибиотики,
особенно тетрациклины, имеют сходные биологические свойства. Они
эффективны при приеме внутрь (перорально) и широко применяются при
многочисленных инфекционных заболеваниях, вызываемых бактериями и
некоторыми крупными вирусами. К таким заболеваниям относятся брюшной тиф,
различные формы сыпного тифа, пятнистая лихорадка, гонококковые инфекции,
сифилис, бруцеллез, инфекции мочевых путей, венерическая лимфогранулема и
многие другие. Эти антибиотики эффективны также при большинстве
заболеваний, для лечения которых показан пенициллин, и их часто назначают
при устойчивых к пенициллину инфекциях, а также в тех случаях, когда
предпочитают пероральную терапию.
Эритромицин и новобиоцин. Эритромицин и другие антибиотики
(например, карбомицин, олеандомицин), имеющие особую (макролидную)
химическую структуру, а также новобиоцин характеризуются широким спектром
действия - примерно таким же, как у пенициллина, но охватывающим и
некоторые грамотрицательные бактерии. Их преимущества заключаются в
возможности приема внутрь и низкой токсичности; они относительно редко
вызывают желудочно-кишечные расстройства.
Другие антибиотики. К другим клинически важным антибиотикам
относятся тиротрицин, полимиксин (аэроспорин) и бацитрацин. Будучи
сравнительно токсичными, они применяются главным образом наружно и
перорально. При грибковых инфекциях используются преимущественно нистатин,
амфотерицин В и гризеофульвин.
Другие области применения. Антибиотики широко применяются в
ветеринарной практике, для борьбы с рядом болезней растений (груш, бобов и
перца) и для очистки вирусных препаратов. Фермеры добавляют антибиотики в
корм для ускорения роста домашней птицы, свиней и коров. Эта практика
вызывает определенные возражения: многие ученые считают, что она
способствует распространению болезнетворных микроорганизмов, резистентных
к действию антибиотиков, и тем самым угрожает здоровью человека.
Некоторые микроорганизмы вырабатывают вещества, тормозящие размножение
вирусов или разрушающие их; в частности, эти вещества активны в отношении
бактериофагов и вирусов, вызывающих болезни растений и животных. Другие
сходные с антибиотиками продукты жизнедеятельности микробов уничтожают или
препятствуют размножению опухолевых клеток, в ряде случаев действуя как
истинные антибиотики. Некоторые соединения, в частности актиномицин,
азасерин, саркомицин и митомицин, обладают специфической противоопухолевой
активностью и находят применение в лечении рака у человека.
ТЕРРАМИЦИНА)
1. В колбе проращивают споры тщательно отобранных, высоко продуктивных
штаммов плесневых грибков.
2. Поскольку количество выращенной в колбе плесени невелико, ее продолжают
выращивать в большей емкости - малом ферментере.
3. Тем временем большой ферментер заполняют стерильной питательной средой,
содержащей в нужном соотношении необходимые для роста плесени вещества.
4. Поскольку плесень для своего роста нуждается в кислороде, через
ферментер пропускают стерильный воздух.
5. Содержимое малого ферментера переносится в производственный ферментер.
Любые другие добавки предварительно стерилизуют, чтобы избежать
загрязнения микробами, которые могут снизить выход антибиотика.
6. Когда выход антибиотика достигает максимума, содержимое ферментера
поступает на вращающийся фильтр, где плесень отфильтровывается.
7. Фильтрат, содержащий террамицин, поступает в емкость, куда добавляют
химические реагенты, осаждающие антибиотик.
8. Затем смесь под давлением фильтруют, отделяя частично очищенный
осажденный антибиотик от примесей, остающихся в растворе.
9. Осадок террамицина подвергают дальнейшей обработке для удаления
оставшихся примесей.
10. Очищенный кристаллический антибиотик центрифугируют и высушивают.
11. Теперь его можно расфасовывать и использовать.
См. также <<СУЛЬФАНИЛАМИДНЫЕ ПРЕПАРАТЫ>>.
ЛИТЕРАТУРА
Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов, тт. 1-3. М., 1979
Мецлер Д. Биохимия, тт. 1-3. М., 1980 |
| Современная Энциклопедия |
| АНТИБИОТИКИ (от анти... и греческого bios - жизнь), органические вещества, образуемые микроорганизмами и обладающие токсическим действием по отношению к другим микроорганизмам. Антибиотиками называются также антибактериальные вещества, выделяемые из растительных и животных клеток. Антибиотики используют как лекарственные препараты для подавления развития бактерий, микроскопических грибов, некоторых вирусов и простейших, поражающих человека, животных и растения. Получены также противоопухолевые антибиотики. Первый эффективный антибиотик (пенициллин) открыт в 1929 А. Флемингом. Широко вошли в медицинскую практику с 40-х гг. 20 в. В результате длительного применения антибиотика возможно появление устойчивых к ним форм патогенных микроорганизмов. Антибиотики применяют также в сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической промышленности, в биохимических исследованиях. В промышленности получают микробиологическим и химическим синтезом. |
| Медицинская энциклопедия |
I
Антибиотики (греч. anti- против + bios жизнь)
образуемые микроорганизмами, высшими растениями или тканями животных организмов вещества, а также полусинтетические и синтетические аналоги этих веществ, избирательно подавляющие развитие микроорганизмов или клеток злокачественных опухолей.
Возникновение учения об А. связано с открытием в 1929 г. английским исследователем Флемингом (A. Fleming) антимикробного действия плесневого грибка Penicillium, активное начало которого было названо пенициллином. В очищенном виде пенициллин был получен в Великобритании в 1940 г. Флори и Чейном (Н.W. Florey, Е.В. Chain) и независимо от них в СССР в 1942 г. З.В. Ермольевой и Т.И. Балезиной. Разработка методов биологического синтеза, выделения и очистки пенициллина, создание его лекарственных форм обеспечили возможность медицинского применения антибиотиков.
Описано более 6 тыс. природных А., многие десятки тысяч полусинтетических производных. Наибольшее практическое значение имеют около 50 антибиотиков, выпускаемых в разнообразных лекарственных формах.
Различают А. узкого спектра антимикробного действия, активные преимущественно в отношении грамположительных (природные или некоторые полусинтетические <<Пенициллины>>, <<Макролиды>>, фузидин, линкомицин и др.) или грамотрицательных (полимиксины) микроорганизмов; широкого спектра, активные в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных микроорганизмов (<<Тетрациклины>>, <<Аминогликозиды>>, левомицетин, некоторые полусинтетические пенициллины, <<Цефалоспорины>>, рифампицин); противотуберкулезные (стрептомицин, канамицин, рифампицин, флоримицин, циклосерин); противогрибковые (нистатин, амфотерицин В, гризеофульвин и др.); действующие на простейших (мономицин); противоопухолевые (актиномицины, антрациклины, блеомицины и др.). Кроме того, получены А., действующие на гельминты (гигромицин В), а также А., обладающие свойствами иммунодепрессантов, например циклоспорин А (см. <<Иммунокорригирующие средства>>).
По основным механизмам противомикробного действия выделяют А., угнетающие синтез клеточной стенки бактерий (пенициллины, цефалоспорины, А. из группы ванкомицина); нарушающие функции рибосом и процессы синтеза белков в микробных клетках (макролиды, аминогликозиды, тетрациклины, левомицетин, линкомицин); изменяющие проницаемость цитоплазматической мембраны микроорганизмов и обладающие детергентным действием на них (полимиксины, нистатин, леворин, амфотерицин В и др.); нарушающие синтез РНК бактерий (рифампицин). Механизмы действия противоопухолевых А обусловлены главным образом нарушением метаболизма ДНК и РНК опухолевых клеток.
По характеру противомикробного действия А. разделяют на бактерицидные (быстро вызывающие гибель микробных клеток) и бактериостатические (задерживающие рост и размножение микробных клеток). Бактерицидным действием обладают в основном А., угнетающие синтез клеточной стенки, нарушающие проницаемость цитоплазматической мембраны микроорганизмов или блокирующие в них синтез РНК. Для подавляющего большинства А., нарушающих внутриклеточный синтез белка и функции рибосом, характерно бактериостатическое действие на микроорганизмы. Исключением являются А. из группы аминогликозидов, которые отличаются тем, что не только нарушают функции рибосом и внутриклеточный синтез белка, но и, вероятно, вторично (непрямым путем) угнетают синтез клеточной стенки микроорганизмов.
Избирательность действия А. разных групп неодинакова. Наиболее высокой избирательностью действия отличаются пенициллины и цефалоспорины. т.к. они вмешиваются в процессы синтеза специфических белков клеточной стенки микроорганизмов и не влияют на синтез клеточных мембран макроорганизма, в образовании которых участвуют белковые субстраты, существенно отличающиеся от белков микробных клеток по химическому строению. Низкой избирательностью действия характеризуются противоопухолевые антибиотики, которые влияют на метаболизм ДНК и РНК не только в малигнизированных, но и в нормальных (особенно в быстро пролиферирующих) клетках организма. Этим обусловлена выраженная токсичность противоопухолевых антибиотиков.
Эффективность антибиотикотерапии определяется несколькими факторами. Прежде всего следует учитывать спектр противомикробного действия А. Поскольку многие болезни (например, брюшной и сыпной тифы, сифилис, сибирская язва, чума, туберкулез) вызываются определенными видами возбудителей, при таких заболеваниях А. с соответствующими спектрами противомикробного действия назначают обычно сразу после установления клинического диагноза, т.е. до выделения и идентификации возбудителя. При раневых инфекциях, пневмониях, менингитах, инфекции мочевых путей и т.п. выбор А. целесообразно проводить на основе идентификации возбудителя (или ассоциации возбудителей) и изучения антибиотикограммы, что требует значительных затрат времени. Однако при этих болезнях антибиотикотерапию необходимо начинать в возможно более ранние сроки после установления диагноза, поэтому в таких случаях обычно назначают какой-либо А. широкого спектра действия (например, ампициллин, цефалоспорины, канамицин, тетрациклины) или сочетания этих антибиотиков (например, ампициллин с канамицином). В последующем (после выделения возбудителей и изучения их антибиотикограммы) при необходимости проводят соответствующую коррекцию антибиотикотерапии.
Для достижения терапевтического эффекта используют обычно антибиотики с бактериостатическим действием. При тяжелых инфекциях (например, сепсисе, менингококковой инфекции), а также при инфекционных заболеваниях у лиц с ослабленным иммунитетом применяют А. с бактерицидным типом действия.
В процессе антибиотикотерапии важное значение имеет назначение оптимальных доз и способов введения препаратов с учетом их фармакокинетики в организме больного. Оптимальными являются такие дозы А., при которых концентрация А. в крови в 2—3 раза превышает величину его минимальной подавляющей концентрации в отношении выделенного возбудителя. У больных с сопутствующей почечной недостаточностью при выборе А. и определении их доз необходимо принимать во внимание особенности фармакокинетики отдельных препаратов. Так, среди А. имеются препараты (гентамицин, сизомицин, стрептомицин, карбенициллин, цефалоридин, цефалексин и др.), выделение которых значительно уменьшается при почечной недостаточности, что способствует усилению их токсичности при данной патологии. Дозы таких А. уменьшают в соответствии со степенью нарушения выделительной функции почек (по клиренсу креатинина). Коррекцию доз некоторых А. (препаратов бензилпенициллина, ампициллина, оксациллина, линкомицина и цефалотина) проводят только при клиренсе креатинина менее 30 мл/мин. Выделение эритромицина, доксициклина, левомицетина, рифампицина и фузидина из организма при почечной недостаточности не изменяется, поэтому эти А. при нарушениях выделительной функции почек назначают в обычных дозах.
При тяжелом течении инфекционных болезней применяют обычно препараты А. для парентерального введения. Для лечения кишечных инфекций (дизентерии, энтеритов и др.) используют препараты А., предназначенные для приема внутрь. При необходимости прибегают к местному введению А., например внутриплеврально при плевритах, в брюшную полость при перитонитах. Эффективность антибиотикотерапии во многом определяется ее оптимальной продолжительностью: лечение А. должно проводиться до стойкого закрепления терапевтического эффекта.
Комбинации А. применяют с целью расширения спектра действия и усиления антибактериального эффекта, а также снижения частоты и выраженности побочного действия. Комбинированная антибиотикотерапия показана в основном в следующих случаях: в начале лечения при подозрении на смешанную инфекцию (вызываемую ассоциацией возбудителей) и тяжелом течении заболевания; с целью усиления антибактериального эффекта (например, пенициллин + стрептомицин при септическом эндокардите или заболеваниях дыхательных путей, вызванных гемофильными палочками); для предупреждения или замедления образования резистентных форм при назначении макролидов, фузидина и других А., характеризующихся быстрым развитием устойчивых к их действию возбудителей; с целью снижения лечебных доз А., обладающих токсичностью (например, гентамицин + карбенициллин при лечении синегнойной инфекции). При выборе комбинации следует избегать сочетаний А. с бактерицидным и бактериостатическим типом действия, т.к. бактериостатические А., как правило, значительно ослабляют противомикробный эффект бактерицидно действующих препаратов.
Антибиотикопрофилактику и предупредительную антибиотикотерапию применяют при угрожающей инфекции до развития клинических симптомов заболевания и с целью элиминации возбудителей (например, для предупреждения развития бленнореи у новорожденных, при обширных ранах, при контакте с больным чумой, для предупреждения бактериальных осложнений вирусных инфекций).
Резистентность (устойчивость) микроорганизмов к А. является сложной проблемой, возникающей на всех этапах химиотерапии бактериальных инфекций. Различают природную и приобретенную устойчивость микроорганизмов. Природная устойчивость определяется свойствами самого вида или рода микроорганизмов. Приобретенная устойчивость связана с изменением генома микробной клетки за счет мутаций и отбора устойчивых вариантов под влиянием А. Существует два типа приобретенной устойчивости: путем одноступенчатой мутации (так называемый стрептомициновый тип), когда нарастание устойчивости после контакта с А. возникает быстро, и путем многоступенчатых мутаций (так называемый пенициллиновый тип), когда развитие устойчивости происходит медленно, ступенеобразно. Передаваемая (трансмиссивная) резистентность связана с переносом генов резистентности к А. (иногда одновременно к ряду А. — множественная резистентность) от одного микроорганизма к другому с помощью внехромосомных генетических элементов — плазмид и транспозонов. Биохимические механизмы резистентности микроорганизмов к А. обусловлены инактивацией А. за счет действия специфических ферментов, образуемых устойчивыми микроорганизмами (резистентность к пенициллинам, аминогликозидам), изменением мишени действия А. (к тетрациклинам, макролидам и др.), затруднением транспорта А. через клеточную стенку возбудителя.
Побочные явления при антибиотикотерапии могут быть разделены на 3 основные группы: аллергические, токсические и связанные с химиотерапевтическим эффектом А. Аллергические реакции могут возникать при применении большинства А., однако они различаются по характеру, тяжести течения и исходу; их возникновение не зависит от дозы, но они усиливаются при увеличении доз. К опасным для жизни относят <<Анафилактический шок>>, отек гортани: к неопасным для жизни — кожный зуд, крапивницу, конъюнктивит, ринит и др. Частота возникновения и тяжесть аллергических реакций при антибиотикотерапии определяются в основном аллергогенными свойствами А. и продуктов их превращения в организме, способами введения препаратов (аллергические реакции чаще возникают при местном и ингаляционном применении А.) и индивидуальной чувствительностью больных. Аллергические реакции наиболее часто наблюдаются при назначении А. из группы пенициллинов, особенно при применении длительно действующих препаратов (бициллинов).
Побочные эффекты токсического характера при антибиотикотерипии связаны со свойствами и механизмом действия А. Их выраженность обусловлена дозой введенного препарата, способом введения, его взаимодействием с другими лекарственными средствами, а также состоянием больного. Рациональное применение А. предусматривает выбор не только наиболее активного, но и наименее токсичного препарата, а также назначение его в дозах, безвредных для организма больного. Особой осторожности требует лечение новорожденных и детей раннего возраста, лиц пожилого возраста (вследствие особенностей процессов экскреции и метаболизма, нарушений водного и электролитного обмена).
Токсические эффекты обусловлены воздействием А. на отдельные органы и ткани. Так, нейротоксические осложнения связаны с поражением слуховых ветвей VIII пары черепных нервов (при использовании мономицина, канамицина, стрептомицина, флоримицина, ристомицина), влиянием на вестибулярный аппарат (при назначении стрептомицина, флоримицина, канамицина, неомицина гентамицина). В отдельных случаях при введении некоторых А. наблюдаются и другие нейротоксические осложнения (поражение зрительного нерва, полиневриты, головные боли, нервно-мышечная блокада). Нефротоксическое действие оказывают А. различных групп: полимиксины, аминогликозиды, цефалоспорины, амфотерицин В, гризеофульвин, ристомицин и др. Нефротоксические реакции чаще возникают у больных с нарушением выделительной функции почек. Для предупреждения нефротоксических реакций необходимо выбирать А., дозы и схемы его применения с учетом клинико-лабораторных данных о состоянии выделительной функции почек, а лечение проводить под постоянным контролем концентрации препарата в моче и крови. Токсическое действие А. на желудочно-кишечный тракт связано с их местнораздражающим влиянием на слизистые оболочки и проявляется тошнотой, рвотой, анорексией, болями в области живота, поносом. Угнетение кроветворения (иногда вплоть до гипо- и апластической анемии) наблюдается при применении левомицетина и амфотерицина В; гемолитическая анемия может возникать при использовании левомицетина. Имеются А., главным образом обладающие противоопухолевой активностью, которые оказывают прямое иммунодепрессивное действие. Наряду с этим некоторые антибактериальные А., например эритромицин, обладают иммуностимулирующим эффектом. Проявления эмбриотоксического действия могут отмечаться при лечении беременных стрептомицином, канамицином, неомицином, тетрациклином. В связи с возможным действием на плод применение токсичных А. в последние 3—6°нед. беременности противопоказано.
Побочные явления, связанные с антимикробным эффектом А., выражаются в развитии <<Дисбактериоз>>а и нарушений формирования специфического иммунитета при антибиотикотерапии бактериальных инфекций (например брюшного тифа).
Частота и выраженность побочных явлений при антибиотикотерапии (на основании анализа статистических данных) не превышает те же показатели при назначении других лекарственных препаратов (а иногда бывает значительно ниже). При соблюдении основных принципов рационального назначения А. удается добиться оптимального эффекта и свести к минимуму побочные явления.
См. также <<Противоглистные средства>>, <<Противогрибковые средства>>, <<Противоопухолевые средства>>, Противотуберкулезные средства (<<Противотуберкулёзные средства>>).
Библиогр.: Ланчини Д. и Паренти Ф. Антибиотики, пер. с англ., М., 1985; Навашин С.М. Современные проблемы антибактериальной терапии, Тер. арх., т. 60, № 8, с. 3, 1988; Навашин С.М. и Фомина И.П. Рациональная антибиотикотерапия, М., 1982; Руководство по инфекционным болезням, под ред. В.И. Покровского и К.М. Лобана, М., 1986.
II
Антибиотики (antibiotica; Анти- + греч. bios жизнь)
вещества, продуцируемые микроорганизмами, высшими растениями или тканями животного организма, обладающие способностью избирательно подавлять развитие микроорганизмов или клеток некоторых опухолей. |
| Словарь Ожегова |
АНТИБИ’ОТИКИ, -ов, ед. антибиотик, -а, муж. Биологически активные вещества микробного, животного, растительного происхождения (а также синтезированные), могущие подавлять жизнеспособность микроорганизмов.
прил. антибиотический, -ая, -ое. |
| Толковый словарь Ефремовой |
[антибиотики]
мн.
Вещества микробного происхождения, избирательно подавляющие жизнедеятельность определенных микроорганизмов. |
| Бренан - Словарь научной грамотности |
| Микроорганизмы, разрушающие бактерии. Примером является пенициллин, который в медицинской практике стал одним из важнейших лекарств. Пенициллин - лишь один из множества антибиотиков, открытых за последние 50 лет. Благодаря антибиотикам удалось победить многие инфекционные болезни. Однако во многих случаях они бессильны против вирусов, которые воспроизводятся иначе, чем бактерии. См. <<вирус биологический>>. |
| Научнотехнический Энциклопедический Словарь |
| АНТИБИОТИКИ, вещества, способные приостановить рост или уничтожить БАКТЕРИИ и другие микроорганизмы. Многие антибиотики сами вырабатываются микроорганизмами (бактериями и плесенями). Являются бактерицидом, который можно безопасно вводить в виде инъекций или проглатывать. Введение в обиход антибиотиков со времен Второй мировой войны произвело переворот в медицинской науке, сделав возможным практически полное устранение прежде широко распространенных и часто смертельных болезней, включая тиф, чуму и холеру. Некоторые антибиотики действуют избирательно - то есть они эффективны при борьбе лишь со специфическими микроорганизмами; те, которые эффективны против большого числа микроорганизмов, называются антибиотиками широкого спектра. Важнейшими антибиотиками являются пенициллин (он первый получил широкое распространение), стрептомицин, ряд тетрациклинов и цефалоспорины. Поскольку некоторые бактерии, первоначально чувствительные к антибиотикам, выработали сопротивляемость к ним, ученые постоянно ведут поиск новых антибиотиков. см. также АНТИСЕПТИКА. |
|
|
|
 |
Если вы желаете блеснуть знаниями в беседе или привести аргумент в споре, то можете использовать ссылку:
будет выглядеть так: АНТИБИОТИКИ
будет выглядеть так: Что такое АНТИБИОТИКИ
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
