Antibiotikumok (Bevezetés) Penicillium notatum gomba tenyészet
Antibiotikumok Definíció: Szűkebb definíció (Waksman, 1945) Tágabb definíció Az orvosi gyakorlatban antibiotikumoknak tekintjük a baktérium-, vírus-, ráksejt-, vagy protozoon- ellenes élő organizmusok által előállított anyagcsere- termékeket, illetve ezek kémiailag, vagy biológiailag átalakított származékait.
Antimikrobiális kemoterapeutikumok A kórokozók szelektív elpusztítására alkalmas kémialag jól definált szerkezetű szintetikus anyagok. Az orvosi szakirodalom sokszor az antibiotikumokkal összevonva tárgyalja őket.
Miért termelődnek?
Az antibiotikum kutatás rövid története Fleming (1928) mikroszkópos gombák (Penicillium illi notatum, t 1940 után nagyipari i termelés) Waksman: sugárgombákból (Actinomycetales rend) Streptomycesek (így: streptomycin, tetracyclinek, chloramphenicol, ol neomycin, stb.) Dubos (1930-40, gramicidin) baktériumokból
Jelenlegi antibiotikum felhasználás és kutatás I Az ismert antibiotikumok tik k száma Termelői organizmus típusa Ismert antibiotikumok száma Sugárgomba Mikroszkópos kó gomba Baktérium 5 500 1 500 1 000 Alga 300 Zuzmó Növény (magasabb rendű) Állati szervezetek 100 3 000 1 000 Összesen 12 400
Jelenlegi antibiotikum felhasználás és kutatás tá II Félszintetikus antibiotikumok: ~ 100 000. Klinikai alkalmazás: Természetes antibiotikumok: ~ 100. Nagy antibiotikumok (10-15): G-penicillin, V-penicillin, streptomycin, doxicyclin, chloramphenicol. Félszintetikus antibiotikumok: ~ 60. A PTE-n ~ 60 antibiotikum használatos.
Jelenlegi antibiotikum felhasználás és kutatás III Új felhasználási területek Nem fertőző betegségek elleni küzdelemben (mevinol, koleszterinszint csökkentő) Nem humán célú felhasználás (mezőgazdasági és élelmiszeripari felhasználás) Kizárólag olyan antibiotikumokat használnak fel, amelyek nem használatosak a humán terápiában. á Új irányzatok az antibiotikum kutatásban.
Az antibiotikumok osztályozása I Előállítási mód szerint: bioszintetikus (fermentáció) félszintetikus kémiai módszerrel Hatásuk, felhasználásuk szerint: (baktérium, gomba, rák, vírus ellen; szűk, ű vagy széles hatásspektrumú)
Az antibiotikumok osztályozása II Hatásmechanizmus szerint: (fehérje, sejtfal, v. nukleinsav szintézisgátló) A sejtfal-(murein) szintézist gátolják: β-laktámokl k Cikloszerin Glikopeptidek Fosfonomycin A nukleinsav szintézist gátolják: Rifamycinek
Az antibiotikumok osztályozása III A fehérjeszintézist gátolják: Aminoglikozidok Tetraciklinek Chloramphenicol Erythromycin (Makrolidok) Clindamycin (Lincomycinek) A citoplazmamembránra hatók: Polienek (nystatin) Polipeptid idantibiotikumok ik k (polimixin) i i
Az antibiotikumok osztályozása IV Eredetük szerint: (sugárgomba, mikroszkópos gomba, etc.) Fizikai-kémiai tulajdonság
Az antibiotikumok osztályozása V Kémiai szerkezetük szerint: β-laktáml antibiotikumok tik k (penicillinek, illi cefalosporinok) tetraciklinek (oxytetracyclin) aminoglikozidok id k (t (streptomycin) t i) makrolidok (erythromicin) poliének (nystatin, amphotericin-b) i anzamicinek (rifamicin) peptid antibiotikumok (gramicidin, polimixin) linkozamidinek (lincomycin) nukleotid antibiotikumok (puromicin) poliéterek (monensin) egyéb antibiotikumok (fusidinsav, fosfonomicin)
A bakteriális sejtfal szerkezete I
A bakteriális sejtfal szerkezete II
A bakteriális sejtfal szerkezete III
A bakteriális sejtfal szerkezete IV
A bakteriális sejtfal szerkezete V
A peptidoglikánbioszintézis CH 2 OH O HO O CH 3 CHCOOH O UDP NHCOCH 3 Több lépés CH 2 OH O HO O O UDP CH 3 CH CO NHCOCH 3 L alanin D glutaminsav mezo-diaminopimelinsav D alanin D alanin
A β-laktámok hatásmechanizmusa I Penicillin D-alanil alanil-d-alanin alanin
A β-laktámok hatásmechanizmusa II A β-laktámok gátolják a peptidoglikán szintézist. Gátolják a transzpeptidáz enzimet a szerkezeti hasonlóság alapján. Irreverzibilis gátlás Ezenkívül gátolják a karboxipeptidáz idá enzimet is. (Elnevezés penicillin kötő fehérjék: PBP, E. coli törzsnél 6 különböző PBP létezik.)
A β-laktámok hatásmechanizmusa III R Transzpeptidáz Penicillin H O C NH C C O O C N H S CH 3 C CH 3 C H COO - Ser Transzpeptidáz
A β-laktámok hatásmechanizmusa IV Más antibiotikumok, tik k melyek a mureinszintézist i i t gátolják Fosfomycin gátolja a N-acetilmuraminsav képződését N- acetilglükózaminból. Glikopeptid antibiotikumok (vancomycin): gátolják a bakteriális setjfal építőelemeinek a transzportját a peptidoglikánláncra (Egy karrier lipid vesz részt ebben.) D-Cikloszerin gátolja az L-alaninnak D-alaninná való átalakulását ill. a két egység összekapcsolódását. á
Antibiotikumok és kemoterapeutikumok felhasználásának á részaránya I Antibiotikum felhasználás a gyógyászatban Penicillinek Cefalosporinok 8.1 5.1 4.2 Aminoglikozidok 4.5 1.5 21.7 Tetraciklinek 5.4 41 Makrolidok Szulfonamidok Kinolonok Anti-TB szerek
Antibiotikumok és kemoterapeutikumok felhasználásának részaránya II Az legfontosabb antibiotikumok és kemoterapeutikumok felhasználásának részaránya 2004-ben 16% 12% Más antibiotikumok Kinolonok 19% Makrolidok Penemek 30% Cefalosporinok 5% 18% Penicillinek