Bakterie
są organizmami prokariotycznymi
(eukariotyczne to rośliny, grzyby i zwierzęta). Najważniejsze
cechy:
mają
grubą błonę zewnętrzną
komórki określaną jako ściana komórkowa
struktura
komórki prokariotycznej jest dużo prostsza od eukariotycznej
wielkość
większości komórek bakterii zawiera się
między 1 a 10 μm
[najmniejsze bakterie ważne w medycynie mają rozmiary rzędu 0,2
μm
(rodzaj Chlamydia),
największa
bakteria 600
μm]
nie
mają wyodrębnionego jądra komórkowego
- materiał genetyczny (DNA) mieści się bezpośrednio w
cytoplazmie w pozostającym w związku z błoną komórkową
chromosomie bakteryjnym (nukleoidzie) o prostej budowie (kolisty,
zamknięty, skręcony dwuniciowy łańcuch DNA), poza tym informacja
genetyczna u bakterii może mieścić się w DNA niewchodzącym w
skład nukleoidu, np. w plazmidach.
Komórka
bakteryjna otoczona jest błoną
komórkową,
która może się wpuklać do środka tworząc mezosomy, w których
zachodzą niektóre procesy metaboliczne. Błona komórkowa
zbudowana jest z dwóch warstw fosfolipidów, w których
„zanurzone" są białka pełniące rozmaite funkcje, takie
jak bierny i czynny transport określonych substancji, uczestnictwo
w procesach oddychania itd.
Na
zewnątrz od błony komórkowej mieści się ściana komórkowa,
której budowa jest charakterystyczna dla większości bakterii.
Nieliczne bakterie (rodzaje Mycoplasma
i Ureaplasma) pozbawione
są ściany komórkowej. Ze względu na strukturę ściany komórkowej
bakterie można podzielić na: bakterie Gram-dodatnie, Gram-ujemne i
kwasooporne.
Budowa
bakterii [1]
Bakterie
są pojedynczymi prokariotycznymi komórkami o różnym kształcie -
kulistym, cylindrycznym lub spiralnym. Niektóre z bakterii
występują w postaci rozgałęzionych nici lub są kształtu
zmiennego (pleomorfizm). Komórki bakterii zabarwione i oglądane w
mikroskopie świetlnym mogą występować pojedynczo, w parach,
skupiskach lub tworzyć długie łańcuchy. Niektóre tworzą
charakterystyczne wzory, co z łatwością odróżnia je od innych,
np. większość paciorkowców ułożona jest w charakterystyczne,
długie łańcuszki ziarenkowców, ponieważ komórki tych bakterii
dzielą się tylko w jednej płaszczyźnie i po podziale nie
oddzielają się od siebie. Ziarenkowce, których komórki dzielą
się w dwóch płaszczyznach, tworzą czworaczki (tetrady),
natomiast te, których komórki dzielą się w trzech płaszczyznach,
tworzą pakiety sześcienne (sześcianki).
Budowa
bakterii [2]
Osłona
komórkowa. Większość
komórek bakteryjnych jest otoczona osłoną komórkową składającą
się ze ściany komórkowej i leżącej pod nią błony
cytoplazmatycznej. Ściana komórkowajest
sztywna - zapewnia ochronę i nadaje kształt większości komórek
bakteryjnych; nie występuje u kilku nietypowych bakterii (np.
mikoplazm). Głównym składnikiem strukturalnym ściany komórkowej
jest peptydoglikan
(mureina).
Bakterie
Gram-dodatnie mają
prostszą, ale grubszą ścianę komórkową, która składa się z
wielu warstw peptydoglikanu z rozsianymi w nim polimerami kwasu
tejchojowego. Bakterie
Gram-ujemne mają
cieńszą ścianę komórkową z dwucząsteczkową warstwą
peptydoglikanu i nie zawierają kwasów tejchojowych. Poryny.
DNA.
Komórki bakterii nie mają błony jądrowej, DNA jest zagęszczony
w cytoplazmie w postaci tzw. nukleoidu.
Nukleoid
składa się z jednej dwuniciowej, kolistej, kowalentnie połączonej,
zwiniętej cząsteczki DNA. U wielu bakterii niewielka ilość DNA
pozostaje poza chromosomem; te elementy pozachromosomalne są
określane jako plazmidy.
Rybosomy
są
złożonymi strukturami sferycznymi składającymi się z kilku
cząsteczek
RNA
i wielu białek towarzyszących. Działają jako aktywne ośrodki
syntezy białek. Składają się z dwóch
podjednostek, jedna
z nich ma współczynnik sedymentacji 50 S, a druga 30 S.
Struktury
zewnętrzne: otoczki,
rzęski i fimbrie znajdują się na zewnątrz osłony komórkowej.
Otoczki
zawiera
wiele komórek bakteryjnych, w tym wiele gatunków patogennych.
Otoczki nie mają tak zorganizowanej struktury jak ściana
komórkowa. Większość otoczek bakteryjnych jest zbudowana ze
złożonych
wielocukrów lub białek.
Rzęski,
obecne
u wielu bakterii, odpowiadają za ruchliwość wykazywaną przez
niektóre gatunki. Rzęska składa się wyłącznie z flageliny
i
porusza się ruchem śrubowym wokół haczykowatego ciałka
podstawowego. Są bakterie
wokołorzęse,jednorzęse,
czuborzęse.
Fimbrie
(pili)
są
białkowymi niciami, które pokrywają całą powierzchnię bakterii
Gram(-).
a)
Fimbrie zwykłe. Wiele
bakterii Gram-ujemnych ma długie, cienkie fimbrie, które wychodzą
z błony komórkowej i przechodzą przez ścianę komórkową.
Fimbrie odgrywają rolę w przyleganiu
bakterii do powierzchni błon śluzowych, które
jest zwykle pierwszym etapem kolonizacji i zakażeniagospodarza.
b) Fimbrie
płciowe (F)
biorą udział w
koniugacji bakterii.
W komórce znajduje się ich kilka i zwykle są kodowane przez
plazmidy.
Fizjologia
bakterii [1]
Bakterie
ze względu na zapotrzebowanie na składniki odżywcze można
zaliczyć do dwóch grup:
·
autotrofów,
które potrafią syntetyzować wszystkie elementy komórki i inne
substancje niezbędne do życia z prostych związków
nieorganicznych (woda, dwutlenek węgla, azot atmosferyczny,
amoniak),
·
heterotrofów, które potrzebują do wzrostu obecności w środowisku
wybranych substancji organicznych (np. aminokwasów, kwasów
tłuszczowych czy bardziej złożonych substancji).
Wszystkie
bakterie patogenne są heterotrofami i w przypadku zakażenia do
swojego wzrostu wykorzystują składniki pochodzące od gospodarza.
Fizjologia
bakterii [2]
Ze
względu na sposób oddychania i tolerancję tlenu bakterie dzieli
się na:
·
bezwzględne
tlenowce,
które do oddychania wymagają tlenu i ich wzrost jest hamowany w
przypadku jego braku w odpowiednim stężeniu;
·
bezwzględne
beztlenowce,
które wykorzystują jako źródło energii fermentację zamiast
oddychania tlenowego i które giną w obecności nawet małej
ilości tlenu w środowisku;
·
względne
beztlenowce,
które potrafią wykorzystać jako źródło energii zarówno
oddychanie tlenowe, jak i fermentację;
·
bakterie
mikroaerofilne,
które do oddychania wymagają tlenu, ale które rosną najlepiej w
niższym stężeniu tlenu niż w atmosferze;
·
bakterie
aerotolerancyjne
(względne tlenowce) - bakterie beztlenowe, które potrafią
przeżyć przy obecności tlenu atmosferycznego.
Część
bakterii (rodzaje Clostridium
i Bacillus) potrafi
wytwarzać nieaktywne metabolicznie struktury przetrwalnikowe -
spory,
które są bardzo oporne na niekorzystne warunki środowiska i
nawet po wielu latach są zdolne do przejścia w formy wegetatywne
bakterii („wykiełkować").
Fizjologia
bakterii [3]
Wzrost
Czynniki
wpływające na wzrost bakterii w laboratorium.
a.
Podłoża.
Niektóre bakterie dobrze rosną na podłożach o określonym
składzie(np.
podłoże proste z glukozą, które zawiera odmierzone ilości
wszystkich potrzebnych składników odżywczych), inne wymagają
natomiast podłoży
złożonych, takich
jak bulion sercowo-mózgowy. Bakterie mogą być hodowane na
podłożach
płynnych (bulion) lub
na podłożach
stałych (agar). Podłoża
płynne są zwykle stosowane w przemyśle i zautomatyzowanych
metodach diagnostycznych. Podłoża stałe są stosowane, jeżeli
mają być izolowane i różnicowane kolonie bakteryjne. Skład
podłoża może
być zmieniany w celu wyizolowania lub scharakteryzowania
bakterii. Niektórych
bakterii nie można hodować in
vitro (np.
Treponema
pallidum, Mycobacterium leprae).
b.Temperatura.
Optymalna
temperatura wzrostu w hodowli jest charakterystyczna dla niektórych
patogenów człowieka i może być prostym sposobem ich selekcji,
gatunki z rodzaju Campylobacter
najlepiej
rosną w temperaturze 42°C, czyli zbyt wysokiej dla większości
innych patogenów ludzkich.
-
Bakterie
mezofilne najlepiej
rosną w temperaturze 20-40°C. Należy do nich większość
bakterii patogennych dla człowieka.
-
Bakterie
termofilne najlepiej
rosną w temperaturze 50-60°C.
-
Bakterie
psychrofilne najlepiej
rosną w temperaturze 0-10°C.
Pomiar
wzrostu bakterii jest
najłatwiejszy, gdy są hodowane na podłożu płynnym. Można
stosować różne techniki. Krzywa wzrostu.
Hodowla
bakterii [1]
Hodowla
bakterii [2]
Patogeneza
zakażeń bakteryjnych [1]
Do
czynników
zjadliwości
bakterii można zaliczyć:
§
adhezyjność,
§
zdolność do kolonizacji,
§
zdolność do uniknięcia odpowiedzi immunologicznej,
§
inwazyjność,
§
wytwarzanie toksyn.
Adhezja
(adherencja) - podstawowy czynnik zjadliwości, bakterie muszą
przytwierdzić się do miejsc, gdzie mogą wywołać zakażenie. W
adhezji biorą udział białka i polisacharydy powierzchniowe
bakterii (adhezyny, lektyny) wiążące się z określonymi
receptorami na komórkach gospodarza. Niektóre bakterie wytworzyły
specjalne fimbrie służące do adhezji (np. Neisseria
gonorrhoeae).
Adhezję wykorzystuje także wiele bakterii tworzących fizjologiczną
florę człowieka.
Kolonizacja
- zdolność do kolonizacji odpowiada za możliwość przetrwania
bakterii w określonym miejscu i wytworzenia tam mikrośrodowiska,
gdzie mogą się one swobodnie namnażać. Najważniejszą cechą
wielu gatunków bakterii żyjących na powierzchniach jest
wytwarzanie błon biologicznych (biofilmu). Wytwarzane przez bakterie
substancje, głównie wielocukry, tworzą warstwę, w której żyje
wiele gatunków tworzących miejscową społeczność. Prowadzi to do
zakażenia - niektóre bakterie potrafią tworzyć biofilm na
powierzchni implantu ortopedycznego lub we wnętrzu cewnika. Jest to
osłona przed komórkami układu immunologicznego, przeciwciałami,
środkami dezynfekcyjnymi czy antybiotykami. Dlatego, żeby
skutecznie zwalczać takie bakterie, najpierw należy usunąć
mechanicznie biofilm, bo w przeciwnym razie ani dezynfekcja, ani
leczenie nie będą skuteczne.
Patogeneza
zakażeń bakteryjnych [2]
Obrona
przed atakiem
W
toku ewolucji bakterie wytworzyły mechanizmy chroniące je przed
atakiem układu immunologicznego, np. wytwarzanie
otoczki,
która chroni bakterie przed fagocytozą [niektóre szczepy bakterii
(np. Streptococcus
pneumoniae) patogenne
są tylko wtedy, gdy mają zdolność do wytwarzania otoczek], Oprócz
wytwarzania otoczek bakterie mogą szybko przedostawać się do
wnętrza komórek gospodarza i „ukrywać" się tam, wytwarzać
substancje zaburzające pracę układu immunologicznego, lub też
potrafią przetrwać w pewnym stopniu jego atak, np. Mycobacterium
tuberculosis potrafi
przeżyć po sfagocytowaniu.
Aby
rozwinęło się zakażenie,
bakterie muszą mieć zdolność do inwazji
tkanek gospodarza.
Inwazja jest procesem wieloczynnikowym. Bakterie, które pasożytują
wewnątrz komórek gospodarza, zazwyczaj jak najszybciej wnikają do
ich wnętrza. Pozostałe bakterie wytwarzają przede wszystkim
enzymy, które umożliwiają im przedostawanie się w głąb tkanek -
przeważnie są to enzymy rozpuszczające substancję
międzykomórkową (kolagenazy, hialuronidazy).
Patogeneza
zakażeń bakteryjnych [3]
Wytwarzanie
toksyn
odpowiada w wielu wypadkach za swoiste objawy związane z zakażeniem
daną bakterią. Toksyny można podzielić na dwie grupy -
egzotoksyny
i endotoksyn.
Egzotoksyny
są białkami kodowanymi zarówno na chromosomie bakteryjnym; jak i
na elementach pozachromosomowych (plazmidach, bakteriofagach itd.). W
tym drugim przypadku patogenne są przeważnie tylko te szczepy,
które mają zdolność wytwarzania toksyn. Ważnymi cechami
egzotoksyn jest to, że wydzielane są tylko przez żywe komórki
bakteryjne i mają one ściśle określone miejsca oraz mechanizmy
działania. Ze względu na mechanizm działania toksyny te można
podzielić na: enterotoksyny
działające na komórki nabłonka jelitowego, neurotoksyny
działające na komórki układu nerwowego, cytotoksyny
działające na różne rodzaje komórek.
Endotoksyny
są elementem (lipid A) lipopolisacharydu błony zewnętrznej
bakterii Gram-ujemnych. Uwalniane są przede wszystkim podczas lizy
komórek bakteryjnych. Endotoksyny pochodzące od różnych bakterii
mają zbliżony skład i taki sam mechanizm działania (różny
stopień nasilenia objawów). Endotoksyny aktywują komórki układu
odpornościowego do wydzielania cytokin, które następnie powodują
gorączkę i inne objawy wstrząsu septycznego (spadek ciśnienia
krwi, bradykardię). Ważna cecha - endotoksyny są oporne na wysoką
temperaturę, co powoduje, że pomimo sterylizacji płynu infuzyjnego
jego podanie może wywołać wstrząs, jeśli był on uprzednio
skażony bakteriami Gram-ujemnymi.
Flora
fizjologiczna człowieka [1]
Drobnoustroje
znajdują się w wielu miejscach ludzkiego ciała i żyją w
harmonii z ich zdrowymi gospodarzami, nie wywołują chorób.
Oblicza się, że liczebność prawidłowej mikroflory u dorosłego
człowieka wynosi około 1014
komórek bakterii. Większość stanowią organizmy beztlenowe lub
względnie beztlenowe. Niektóre grzyby (np. gatunki Candida)
są
również częścią mikroflory. Natomiast wirusy
i pasożyty są zawsze uważane za chorobotwórcze.
Obecność
prawidłowej flory wzmaga odporność na zakażenia poprzez:
Zajęcie
miejsc wiązania na powierzchni komórek gospodarza przez
nieszkodliwe bakterie komensalne zapobiega adherencji bakterii
chorobotwórczych do tych powierzchni.
Wydzielanie
mucyny. Wiele bakterii wytwarza mucynę, budując warstwę, która
chroni przed przyleganiem organizmów chorobotwórczych do
powierzchni komórek.
Wydzielanie
pewnych substancji przez prawidłową florę może hamować rozwój
bakterii chorobotwórczych, np. mikroflora przewodu pokarmowego
wydziela krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które hamują
wzrost bakterii z rodzaju Salmonella.
Prawidłowa
flora pobudza
układ odpornościowy.
Szczególnie immunogenne są pałeczki Gram-ujemne. Przeciwciała
wytworzone przeciwko saprofitycznym bakteriom chronią gospodarza
przed bakteriami chorobotwórczymi (działanie krzyżowe).
Przedstawiciele
flory fizjologicznej są źródłem
witamin,
wydzielając np. witaminę K, kofaktor do syntezy czynników
krzepnięcia II, VII, X i XI. Bez tej syntezy system krzepnięcia
człowieka byłby nieskuteczny.
Prawidłowa
flora stymuluje
do odnowy nabłonek.
Bez niej jelita byłyby atoniczne i słabe.
Flora
fizjologiczna człowieka [2]
Chorobotwórczość
flory fizjologicznej
W
pewnych okolicznościach może dochodzić do zakażeń
oportunistycznych
wywoływanych przez mikroorganizmy będące składnikami prawidłowej
flory. Infekcje takie mają miejsce:
W
stanach niedoboru
immunologicznego.
Jeśli pacjent cierpi na niedobór immunologiczny, wiele zwykle
nieszkodliwych mikroorganizmów może wywoływać poważne
zakażenia, np. zakażenie grzybicze błon śluzowych (kandydoza) u
chorych na AIDS;
Podczas
leczenie
antybakteryjnego
- podawanie antybiotyków o szerokim zakresie działania może
naruszać równowagę w obrębie prawidłowej flory bakteryjnej lub
pozwala na selekcję szczepów opornych na antybiotyki.
Urazy
przenikające,
do których dochodzi na skutek wypadków lub zabiegów
chirurgicznych mogą ułatwiać powstawanie zakażeń tkanek przez
prawidłową florę (przemieszczanie się z miejsca prawidłowego
bytowania do tkanek pierwotnie jałowych).
Niekiedy
substancje wydzielane przez bakterie należące do prawidłowej
flory mogą przez wniknięcie
do tkanek
spowodować rozwój miejscowych zmian chorobowych, np. Streptococcus
mutans, wchodzący
w skład flory fizjologicznej jamy ustnej wywołuje próchnicę
przez demineralizację szkliwa, co pozwala na rozwój próchnicy.
Translokacja
bakterii
to przechodzenie drobnoustrojów z przewodu pokarmowego przez
nabłonek śluzówki do trzewnego i systemowego układu krążenia.
Czynnikami predysponującymi mogą być mogą być stany po
wstrząsie krwotocznym lub rozległych oparzeniach, czynniki
zmieniające fizjologiczną florę w przewodzie pokarmowym
(podawanie antybiotyków) lub opóźniające pasaż jelitowy
(żywienie pozajelitowe, podanie opiatów).
I.
ANTYBIOTYKI DZIAŁAJACE NA BAKTERIE
Miejsca
działania różnych grup antybiotyków w komórce bakterii
Antybiotyki
β-laktamowe
Wspólnym
elementem budowy tej grupy jest pierścień β-laktamowy
z wiązaniem
amidowym N-C, podatny na hydrolityczne działanie β-laktamaz.
Działają
bakteriobójczo przez blokowanie biosyntezy błony komórkowej
bakterii w okresie namnażania.Miejsce
docelowe - białka warstwy zewnętrznej błony protoplazmatycznej,
które pełnią funkcje enzymatyczne (transpeptydazy,
karboksypeptydazy) i aktywnie uczestniczą w powstawaniu struktury
przestrzennej peptydoglikanu. Po związaniu się antybiotyku z
odpowiednimi białkami we wstępnej fazie dochodzi do uszkodzenia
ściany komórkowej, a w następstwie aktywacji enzymów
autolitycznych do lizy bakterii.
Są
antybiotykami bakteriobójczymi!
Penicyliny
(1)
Naturalne
— penicylina benzylowa i fenoksymetylopenicylina
Penicylina
benzylowa
(benzylopenicylina) występuje jako postać krystaliczna soli
potasowej kwasu 6-aminopenicylanowego (Bacillin, Penicillin G,
Penicyllinum cristalisatum), penicylina prokainowa, w której na
miejsce jonu potasowego podstawiono prokainę (Cristicillin A.S.,
Duracillin A.S., Novocin, Penicillinum procainicum) i
benzylopenicylina - benzatynowa, w której dibenzyloetylenodiamina
zastąpiła jon potasu (Debecylina).
Fenoksymetylopenicylina
to penicylina, w której grupę benzylową zastąpiono
fenoksymetynową (Isocillin, Oracilline, Ospen, V-cylina). Wskazania
do jej stosowania są takie same jak dla benzylopenicyliny.
Penicyliny z tej grupy są odporne na działanie soku żołądkowego
i dlatego też podawane są doustnie.
Wskazaniem
do stosowania penicylin są zakażenia wywołane przez Streptococcus
pneumoniae, Streptococcus viridans, Streptococcus pyogenes z grupy
A, C, G, F, H, L i M, Neisseria
meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Bacillus antracis,
Corynebacterium diphteriae, Erysipelothrix, Clostridium, Leptospira,
Staphylococcus aureus nie
wytwarzający penicylinaz itp.
Penicyliny
(2)
Penicyliny
półsyntetyczne o wąskim spektrum działania
Są
to: dikloksacylina (Diclocil, Didoxacillin, Dicloxypen, Dynapen),
kloksacylina
(Cloxapen, Orbenin, Syntarpen), mecylinam (Mecillinam, Selexidin),
metycylina (Celbenin, Meticillin, Staphcillin), nafcylina (Nafcil,
Unipen), oksacylina (Bactocill, Oxacillin, Prostaphlin) i
piwmecylinam (Melicin, Selexid).
Wskazaniem
do stosowania penicylin z tej grupy są głównie zakażenia
wywołane przez Staphylococcus
aureus i
Staphylococcus
epidermidis wytwarzające
i nie wytwarzające penicylinazy, Streptococcus
z
grupy A, Streptococcus
pneumoniae, Neisseria meningitidis i
Neisseria
gonorrhoeae. Szczepy
Staphylococcus
oporne
na metycylinę są oporne również na wszystkie penicyliny,
cefalosporyny i leki β-laktamowe.
Mecylinam
jest preparatem nie wykazującym aktywności w stosunku do bakterii
Gram-dodatnich, natomiast wykazuje silne swoiste działanie na
drobnoustroje Gram-ujemne z rodziny Enterobacteriaceae.
Penicyliny
(3)
Penicyliny
półsyntetyczne o szerokim spektrum działania
Wskazaniem
do stosowania penicylin z tej grupy są zakażenia wywołane przez
bakterie Gram-ujemne, Gram-dodatnie i beztlenowe, np. Haemophilus
influenzae, Neisseria meningitidis, Neisseria gonorrhoeae,
Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus
faecalis, Listeria monocytogenes, Klebsiella, Proteus mirabilis,
Proteus vulgaris, Staphylococcus epidermidis nie
wytwarzający penicylinazy, Escherichia
coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter,
Citrobacter, Actinomyces, Morganella, Bacteroidesfragilis,
Peptococcus, Peptostreptococcus, Clostridium, Fusobacterium itd.
Różne preparaty z tej grupy wykazują pewne odmienności w
działaniu i np. azlocylina jest ośmiokrotnie bardziej aktywna od
karbenicyliny wobec Pseudomonas
aeruginosa i
kilkakrotnie w stosunku do Klebsiella.
Penicyliny
o szerokim spektrum działania są inaktywowane przez penicylinazy
wytwarzane przez gronkowce i pałeczki Gram-ujemne.
Penicyliny
(4)
Penicyliny
z inhibitorami β-laktamaz
Są
to: amoksycylina i kwas klawulanowy (Amoksiklaw, Augmentan,
Augmentin), ampicylina i sulbaktam (Sultamicillin, Unacid, Unasyn),
piperacylina i tazobaktam (Tazobac, Tazocin), tykarcylina i kwas
klawulanowy (Betebacyl, Timentin) i inne.
Wprowadzenie
do preparatów niektórych penicylin inhibitorów β-laktamaz
sprawiło,
iż nie są one inaktywowane przez enzymy rozkładające wiązania
β-laktamowe
i wykazują
aktywność w stosunku do bakterii wytwarzających penicylinazę.
Skuteczność przeciwbakteryjna antybiotyków z tej grupy związana
jest ze zdolnością unieczynnienia β-laktamazy
przez inhibitor i uwarunkowana
jest rodzajem wytwarzanego enzymu. Wskazaniem do stosowania
penicylin z tej grupy są przede wszystkim zakażenia wywołane
przez bakterie Gram-ujemne penicylinazoujemne i
penicylinazododatnie, Gram-dodatnie β-laktamazoujemne
i β-laktamazododatnie oraz beztlenowe,
np. Neisseria
meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae,
Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus viridans, Streptococcus
pneumoniae, Escherichia
coli, Clostridium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Bacteroides i
wiele innych bakterii z rodziny Enterobacteriaceae.
Cefalosporyny
(1)
Jest
to grupa antybiotyków półsyntetycznych pochodnych kwasu
7-aminocefalosporanowego.
Dzieli
się je na cztery generacje w zależności od czasu wykrycia i
zakresu działania. Mechanizm ich działania przeciwbakteryjnego
polega na blokowaniu biosyntezy ściany komórkowej bakterii.
Wskazaniem
do stosowania cefalosporyn I generacji są zakażenia wywołane
przez bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne oraz niektóre
beztlenowe, np. Escherichia
coli, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Streptococcus (z
wyjątkiem Enterococcus),
Staphylococcus (z
wyjątkiem szczepów metycylinoopornych), Proteus
mirabilis, Bordetella, Fusobacterium i
niektóre szczepy z rodziny Clostridium.
Są
nieaktywne wobec Acinetobacter,
Pseudomonas, Enterococcus, Listeria monocytogenes, Serratia,
Mycoplasma, Legionella, Chlamydia, Bacteroides fragilis,
Campylobacter i
wielu pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae.
Nie
przenikają do płynu mózgowo-rdzeniowego. W ostatnich latach
stosowane są rzadziej ze względu na małą skuteczność i dość
znaczną nefrotoksyczność. Dobre w profilaktyce okołooperacyjnej.
Cefalosporyny
(3)
Cefalosporyny
II generacji
Można
wyróżnić leki:
-
do stosowania doustnego: cefaklor (Alfacet, Ceclor, Panoral) i ester
1-aceto-
ksyetylowy
cefuroksymu — Cefuroxime axetil (Zinnat);
Cefalosporyny
II generacji wykazują zakres działania cefalosporyn I generacji, a
ponadto działają na zakażenia wywołane przez Neisseria
meningitidis (w
tym szczepy β-laktamazododatnie), Neisseria
gonorrhoeae, Haemophilus influenzae (w
tym szczepy β-laktamazododatnie), Enterobacter,
Citrobacter, Providentia, Escherichia coli, pałeczki
beztlenowe itd.
Preparaty
tej generacji są nieaktywne wobec Acinetobacter,
Listeria, Chlamydia, Legionella, Mycoplasma, Campylobacter,
Enterococcus, Pseudomonas, Serratia, Bacteroides fragilis i
Listeria
monocytogenes.
Cefalosporyny
(4)
Cefalosporyny
III generacji
Stosując
podział wg dróg podania, można wyróżnić leki:
- do
stosowania doustnego:
cefiksym (Cefixim, Cephoral, Suprax), cefpodoksym
proaksetyl
(Orelox) i ceftibuten (Cedax);
Cefalosporyny
III generacji wykazują bardzo szeroki zakres działania
przeciwbakteryjnego i znaczną oporność na β-laktamazy
(oprócz
ESBL) oraz dużą skuteczność, szczególnie wobec bakterii
Gram-ujemnych, niniejszą wobec Gram-dodatnich i beztlenowych oraz
aktywność w stosunku do bakterii opornych na działanie I i II
generacji cefalosporyn. Są nieaktywne wobec Enterococcus,
Listeria, Chlamydia, Clostridium, Legionella, Mycoplasma,
Bacteroides fragilis, Campylobacter i
szczepów Staphylococcus
opornych
na metycylinę. Przenikają do wszystkich narządów i tkanek oraz
do płynu mózgowo-rdzeniowego i dlatego też zalecane są do
stosowania w terapii empirycznej i celowanej zapalenia opon
mózgowo-rdzeniowych i mózgu oraz w sepsach.
Cefalosporyny
(5)
Cefalosporyny
IV generacji
Jest
to najnowsza grupa cefalosporyn - cefepim, cefpirom. Spektrum ich
działania przeciwbakteryjnego jest identyczne jak cefalosporyn III
generacji, a ponadto są aktywne także wobec szczepów opornych na
III generację, wytwarzających chromosomowe cefalosporynazy w
wyniku mutacji derepresorowej genu β-laktamazowego
lub enzymy plazmidowe o rozszerzonym zakresie działania.
Karbapenemy
Jest
to nowsza grupa antybiotyków β-laktamowych
pokrewna penicylinom i cefalosporynom, odrębna jednak pod względem
chemicznym. Mechanizm ich działania polega na blokowaniu biosyntezy
ściany komórkowej.
Zalicza
się do niej: imipenem (Tienam), meropenem (Meronem) oraz najnowsze
ertapenem,
doripenem, tebipenem.
Zakres
ich działania przeciwbakteryjnego jest bardzo szeroki i obejmuje, z
niewielkimi wyjątkami, praktycznie wszystkie bakterie Gram-dodatnie
i Gram-ujemne, tlenowe i beztlenowe. Ze względu na unikalne
spektrum działania, dużą aktywność przeciwbakteryjną i
właściwości farmakologiczne, antybiotyki te powinny być
stosowane w ciężkich zakażeniach wywołanych głównie pałeczkami
Gram-ujemnymi, Pseudomonas
aeruginosa
(bez ertapenemu) oraz Acinetobacter
i innymi niefermentującymi
. Nie
wykazują aktywności wobec szczepów Staphylococcus
MRSA,
MRCNS.
Monobaktamy
Jest
to też nowsza grupa antybiotyków β-laktamowych
zawierająca w swojej podstawowej strukturze tylko pierścień
β-laktamowy.
Mechanizm
ich działania przeciwbakteryjnego polega na blokowaniu biosyntezy
ściany komórkowej. Zalicza się tu aztreonam (Azactam), karumonam
i tigemonam. Szersze zastosowanie znalazł dotychczas tylko Azactam.
Zakres
działania jest wąski i dotyczy bakterii tlenowych Gram-ujemnych,
łącznie ze szczepami wytwarzającymi β-laktamazy
i opornymi na aminoglikozydy i cefalosporyny. Jest nieaktywny wobec
bakterii Gram-dodatnich i beztlenowych.
Aminoglikozydy
(1)
Antybiotyki
aminoglikozydowe zbudowane są z dwóch lub trzech aminokwasów
połączonych wiązaniami aminoglikozydowymi z jądrem, którym jest
albo streptydyna, albo dideoksystreptamina. Mechanizm ich działania
przeciwbakteryjnego polega na blokowaniu biosyntezy białka przez
błędny odczyt kodu genetycznego. Powodują ponadto uszkodzenie
błony komórkowej i wypływ z wnętrza komórki bakteryjnej
składników odżywczych i elektrolitów.
Wskazaniem
do stosowania aminoglikozydów są głównie zakażenia wywołane
przez Pseudomonas
aeruginosa, Escherichia coli, Shigella, Salmonella, Proteus,
Klebsiella, Morganella, Serratia, Enterobacter, Mycobacterium,
Brucella, Pasteurella, Francisella, Citrobacter, Providentia,
Yersinia, Acinetobacter, Campylobacter i
Staphylococcus
aureus (szczepy
penicylino- i metycylinooporne).
Aminoglikozydy
(2)
Aminoglikozydy
naturalne
Są
to: gentamycyna (Garramycin, Gentamycin, Genticin, Refobacin),
kanamycyna (Kanamycine, Kanamycin, Klebcil), neomycyna (Neomycin,
Neomycine, Neomycinum), sisomycyna (Baymicin, Sisolline, Sisomycin),
streptomycyna (Streptomycin, Streptomycine, Streptomycinum) i
tobramycyna (Brulamycin, Nebcin, Tobramycin, Tobrex).
Aminoglikozydy
półsyntetyczne
Należą
tu: amikacyna (Amikacin, Amikin, Biklin, Biodacyna) i netylmycyna
(Guardocin, Netilmicin, Netreomycin).
Antybiotyki
z tej grupy należy stosować w ciężkich lub zagrażających życiu
zakażeniach wywołanych przez bakterie Gram-ujemne i szczepy oporne
na inne antybiotyki, przede wszystkim u osób z obniżoną
odpornością. Chociaż wszystkie one mają podobne spektrum
działania, to jednak poszczególne antybiotyki charakteryzują się
zróżnicowaną aktywnością wobec określonych gatunków bakterii,
np. największą aktywność w stosunku do prątków gruźlicy
wykazuje streptomycyna, i dlatego też w wyborze antybiotyku należy
się kierować antybiogramem. Mogą działać ototoksycznie. Efekt
PAE.
Makrolidy
i ketolidy
Antybiotyki
makrolidowe
zawierają pierścień laktonowy połączony wiązaniem glikozydowym
z cząsteczką cukru lub aminocukru. Mechanizm ich działania
przeciwbakteryjnego polega na blokowaniu syntezy białka przez
zahamowanie elongacji łańcucha peptydowego (rRNA podj. 50S, fragm.
23S).
Są
to: erytromycyna (Acnesin, Davercin, Eryc, Erythromycin),
azytromycyna (Azithromycin, Sumamed, Zinthromax), dirytromycyna
(Dynabac), klarytromycyna (Klacid, Bioksin), oleandomycyna
(Oleandomycin, Wytrion), roksytromycyna (Roxythromycin, Rulid) i
spiramycyna (Rovamycine, Spiramycin).
Wskazaniem
do stosowania makrolidów są głównie zakażenia wywołane przez
Chlamydia,
Legionella, Mycoplasma, Ureoplasma, Borrelia burgdorferi,
Bordetella, Ricketsia, Actinomyces, Helicobacter, Campylobacter,
Neisseria, Haemophilus influenzae, Corynebacterium, Treponema,
Streptococcus pneumoniae, Streptococcus A,
B, C i G, Toxoplasma
gondii itp.
Ketolidy
– pokrewne makrolidom nowe antybiotyki, które wykazują aktywność
wobec szczepów MLSB,
działają na Mycoplasma,
Chlamydia, Legionella, Haemophilus.
Lek –telitromycyna (Ketek).
Linkozamidy
Linkozamidy
różnią się pod względem chemicznym od makrolidów, ale wykazują
ten sam mechanizm działania przeciwbakteryjnego polegający na
blokowaniu biosyntezy białka poprzez zahamowanie procesu elongacji
łańcucha polipeptydowego.
Zakres
ich działania przeciwbakteryjnego jest bardzo zbliżony do
makrolidów. Największym walorem jest duża aktywność wobec
bakterii beztlenowych zarówno ziarenkowców, jak i pałeczek
Gram-ujemnych. Nie penetrują do płynu mózgowo-rdzeniowego.
Tetracykliny
Tetracykliny
składają się z czterech pierścieni karbocyklicznych. Mechanizm
ich działania przeciwbakteryjnego polega na hamowaniu biosyntezy
białka przez rozbicie połączenia kodon-antykodon pomiędzy tRNA i
mRNA. Jest to grupa antybiotyków o działaniu bakteriostatycznym.
Wskazaniem
do stosowania tych antybiotyków są zakażenia wywołane głównie
przez Mycoplasma,
Chlamydia, Brucella, Francisella, Coxiella, Listeria, Vibrio,
Ricketsia, Leptospira, Neisseria, Borrelia, Bordetella, Haemophilus,
Yersinia, Campylobacter, Pasteurella, Fusobacterium, Actinomyces,
Clostridium. Są
nieaktywne w stosunku do Pseudomonas,
Legionella i
Bacteroides.
Nie
przenikają do płynu mózgowo-rdzeniowego.
Najnowsza
tigecyklina
(Tigacil) jest teracykliną półsyntetyczną, działa na G(+) i
G(-) ziarenkowce, w tym na szczepy Staphylococcus
aureus
VISA.
Antybiotyki
peptydowe
Jest
to grupa heterocyklicznych związków wielkocząsteczkowych, które
ze względu na wielkość cząsteczki źle przenikają do tkanek i
narządów. Mechanizm ich działania przeciwbakteryjnego polega na
zaburzeniu syntezy ściany komórki bakteryjnej, uszkodzeniu błony
protoplazmatycznej i hamowaniu syntezy RNA.
Glikopeptydy:
teikoplanina
(Targocid, Teicoplanin) i wankomycyna (Vancocin, Vancocin oral,
Vancomycin) i najnowsze orintavacyna
i dalvabacyna (na
MRSA).
Lipopeptydy:
daptomycyna
(Daptomycin) działa na MRSA.
Polipeptydy:
bacytracyna
(Bacitracin), kolistyna (Colimycine, Colistin) i polimyksyna
(Aerosporin, Neosporin, Polimyxin B), plektasyna
– jeszcze w badaniach klinicznych.
Wskazaniem
do stosowania antybiotyków peptydowych są zakażenia wywołane
przez bakterie Gram-dodatnie, np. Staphylococcus,
w
tym szczepy oporne na metycylinę i penicylinazododatnie,
Streptococcus
pneumoniae, Listeria, Clostridium, Enterococcus, Shigella,
Salmonella, Peptococcus, Peptostreptococcus, wyjątkowo
G(-) Pseudomonas,
itp.
Antybiotyki
polipeptydowe działają synergistycznie z aminoglikozydami
(należy jednak pamiętać o potęgowaniu się efektu nefro- i
ototoksycznego). Nie przenikają do płynu mózgowo-rdzeniowego.
Chinolony
i fluorochinolony
Jest
to grupa
syntetycznych analogów kwasu nalidyksowego.
Mechanizm ich działania bakteriobójczego polega na pierwotnym
blokowaniu bakteryjnej gyrazy DNA, które doprowadza do zaburzeń
replikacji i syntezy DNA w komórce bakteryjnej.
Fluorochinolony,
tzw. nowe:
ciprofloksacyna (Ciprinol, Ciprobay, Ciproxin), enoksacyna
(Enoxacin, Gyramid), fleroksacyna (Quinodes), flumechina (Apurone),
norfloksacyna (Doranan, Nolicin, Norfloxacin), ofloksacyna
(Afloxacin, Tarivid), pefloksacyna (Abactal, Peflacine, Pefloxacin),
sparfloksacyna i temafloksacyna oraz najnowsze – levofloksacyna,
gatifloksacyna i demifloksacyna
.
Wskazaniem
do stosowania chinolonów i fluorochinolonów są zakażenia
wywołane przez Staphylococcus
(szczepy
penicylinazododatnie i metacylinooporne), Haemophilus
influenzae, Neisseria meningitidis, Chlamydia, Mycoplasma,
Morganella, Pseudomonas aeruginosa, Providentia, Klebsiella,
Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Proteus, Serratia,
Citrobacter, Acinetobacter i
Campylobacter.
Dobrze
penetrują do narządów i tkanek, natomiast dyskusyjne jest ich
przenikanie do płynu mózgowo-rdzeniowego. Mają formy dożylne i
doustne. Mankamentem jest szybkie narastanie oporności w trakcie
terapii.
Inne
antybiotyki i chemioterapeytyki(1)
Chloramfenikol
(Chloramphenicol,
Chlorocid, Chloromycetin, Detreomycyna, Detreopal, Paraxin),
antybiotyk syntetyczny o działaniu bakteriostatycznym.
Mechanizm jego działania przeciwbakteryjnego polega na blokowaniu
biosyntezy białka na poziomie rybosomów.
Spektrum
działania jest bardzo szerokie i obejmuje zakażenia wywołane
bakteriami Gram-dodatnimi, Gram-ujemnymi i niektórymi beztlenowymi,
np. Neisseria
meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae,
Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Chlamydia, Brucella,
Bordetella, Rickettsia, Mycoplasma, Legionella, Pastewella,
Listeria, Leptospira, Enterobacter, Staphylococcus, Streptococcus,
Bacteroidesfragilis itp.
Jest nieaktywny wobec Pseudomonas
aeruginosa i
Nocardia.
Bardzo
dobrze przenika do płynu mózgowo-rdzeniowego. Nie należy go
stosować u dzieci i ostrożnie u młodzieży. Łączenie z innymi
antybiotykami jest możliwe, ale wymaga dużego doświadczenia
klinicznego.
Inne
antybiotyki i chemioterapeytyki(2)
Fosfomycyna
(Fosfocin,
Fosfomycin) rzadko stosowana w zakażeniach wywoływanych m.in.
przez Neisseria
meningitidis, Neisseria gonorrhoeae, Legionella, Salmonella,
Shigella, Escherichia coli, Serratia, Staphylococcus itp.
Fucydyna
(Fucidin,
Fucidine) rzadko stosowana w zakażeniach wywołanych przez
Staphylococcus
koagulazododatni
i koagulazoujemny oraz szczepy penicylinazododatnie i
penicylinazooporne na metycylinę, Neisseria
meninigitidis, Neisseria gonorhoeae, Mycobacterium, Clostridium,
Corynebacterium diphteriae, Bacteroides fragilis. Nie
działa na pałeczki Gram-ujemne.
Fuzafungina
(Bioparox,
Locabiosol, Locabiotal) bardzo rzadko stosowany w zakażeniach
wywoływanych
przez bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne.
Nowobiocyna
(Albamycin,
Inamycin, Novobiocin) analog chloramfenikolu, ale o wyraźnie
niniejszym od niego spektrum działania; jest rzadko stosowana.
Spektynomycyna
(Trobicin)
rzadko stosowana w zakażeniach wywoływanych przez
Neisseria meningitidis, Neisseria gonorhoeae, Aerobacter..
Inne
antybiotyki i chemioterapeytyki(3)
Sulfonamidy.
Grupa
syntetycznych związków, których mechanizm działania
bakteriostatycznego polega na hamowaniu wczesnego etapu syntezy
kwasu foliowego, w wyniku czego zaburzone zostaje wytwarzanie puryn
oraz synteza DNA.
Są
to: salazosulfapirydyna (Gastropyrin, Salazopyrin, Sulfsalazin),
sulfadiazyna (Adianine, Sulfadiazin), sulfadoksyna (Fanasil),
sulfadymetoksyna (Madribon, Madroxin), sulfafenazol
(Sulphaphenazole), sulfafurazol (Amidoxal, Sulfazol), sulfaguanidyna
(Resulfon, Sulfaguanidinum), sulfakarbamid (Urenil, Urosulfan),
sulfaproksylina (Dosulfine, Merafin) i preparat złożony z
sulfametoksazolu i trimetoprimu (Bactrim, Biseptol, Groseptol,
Septrin, Co-trimoksazole).
Wskazania:
głównie zakażenia wywołane przez Salmonella,
Shigella, Vibrio cholerae, Brucella, Citrobacter, Enterobacter,
Listeria monocytogenes, Bordetella, Streptococcus pneumoniae,
Streptococcus viridans, Staphylococcus aureus, Pneumocystis carini,
Toxoplasma gondii. Są
nieaktywne w stosunku do Pseudomonas
aeruginosa, Mycobacterium, Nocardia, Bacteroides fragilis,
Clostńdium tetani, Borrelia, Leptospira, Chlamydia i
Campylobacter.
Leki
bardzo dobrze wchłaniane z przewodu pokarmowego i dość dobrze
penetrują do tkanek i płynu mózgowo-rdzeniowego. Ich działanie
bakteriostatyczne jest znacznie słabsze od działania antybiotyków.
Najczęściej stosowanym preparatem jest Biseptol.
Inne
antybiotyki i chemioterapeytyki(4)
Pochodne
nitrofuranu.
Syntetyczne związki, pochodne nitrofuranu. Działają
bakteriostatycznie/bakteriobójczo - hamowanie enzymów komórkowych
biorących udział w metabolizmie węglowodanów. Należą tu:
furagin
(Furagin, Furaginum), furazolidon (Furazolidon, Furoxone),
nifuroksazyd (Ercefuryl, Nifuroksazyd) i nitrofurantoina
(Furadantin, Furantoin, Nitrofurantoin). Wskazaniem do stosowania są
zakażenia wywołane przez Streptococcus,
Enterococcus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis,
Escherichia coli. Salmonella,
Shigella, Campylobacter, Bacteroides itp.
Są
nieaktywne wobec Pseudomonas
aeruginosa.
Nitroimidazole.
Syntetyczne związki o pięcioczłonowym jądrze. Należą tu:
nimorazol (Noxogin), 5-nitroimidazol
(Efloran, Flagyl, Metronidazol), ornidazol (Tiberal) i tynidazol
(Fasigyn, Tinidazolum). Mechanizm działania polega na blokowaniu
syntezy DNA. Preparaty z tej grupy nabierają aktywności dopiero po
wniknięciu do wnętrza komórki. Wskazania: zakażenia wywołane
przez bakterie beztlenowe, pałeczki i ziarenkowce Gram-ujemne,
laseczki i ziarenkowce Gram-dodatnie. Stosowane w zakażeniach
wywołanych przez Campylobacter,
Helicobacter, Bacteroides fragilis, Fusobacterium oraz pierwotniaki
Entamoeba
histolytica, Trichomonas vaginalis i
Lamblia
intestinalis. Nie
są aktywne wobec bakterii tlenowych i Actinomyces.
Dobrze
przenikają do narządów i tkanek, do płynu mózgowo-rdz.,
przechodzą przez łożysko do krwi płodu.
II
Antybiotyki przeciwprątkowe
Mechanizm
działania przeciwprątkowego polega na blokowaniu polimerazy RNA.
Do
grupy antybiotyków przeciwprątkowych należą: Cykloseryna
(Cycloserine, Cycloserinum, Seromycin), kapreomycyna (Capastat,
Capreomycin, Ogartal), ryfampicyna (Rifadine, Rifampicin, Rifocin,
Rifogal, Rimactan) i preparat złożony z ryfampicyny i izoniazydu
(Rifamazid). Wskazaniem do ich stosowania, w skojarzeniu z innymi
chemioterapeutykami przeciwgruźliczymi, są różne postacie
gruźlicy, często towarzyszące AIDS, a niekiedy zakażenia
wywołane przez Yersinia,
Francisella, Chlamydia, Listeria, Legionella, Morganella,
Enterobacter, Providentia, Haemophilus influenzae, Pseudomonas,
Acinetobacter itp.
Do
płynu mózgowo-rdzeniowego przenikają tylko w stanie zapalnym.
III
Antybiotyki przeciwgrzybicze
Mechanizm
działania działania przeciwgrzybiczego polega na wiązaniu się ze
steroidami błon komórkowych, co prowadzi do zwiększenia ich
przepuszczalności i wypływu z wnętrza komórki grzyba składników
odżywczych i elektrolitów.
Antybiotyki
polienowe
Są
to: amfoterycyna (Amphotericin B, Fungiline, Fungisone), natamycyna
(Pimafucin, Natamycin, Primaricine) i nystatyna (Mycostatin,
Nystatin, Nystatyna). Wskazaniem do ich stosowania są zakażenia
wywołane
przez Candida,
Aspergillus, Criptococcus, Mucor, Fusarium, Histoplasma,
Blastomyces, Sporothrix często
towarzyszące AIDS oraz zakażenia pierwotniakami Trichomonas
vaginalis.
Antymetabolity
zasad pirymidynowych
5-fluorocytozyna
jest klinicznie aktywna wobec wielu gatunków Candida
oraz Cryptococcus
neoformans, Torulopsis glabrata.
W trakcie leczenia szybko narasta oporność.
Azole
(pochodne imidazolu i triazolu)
Są
to: ketokonazol, flukonazol, itrakonazol i najnowszy worikonazol.
Wykazują szeroki zakres działania wobec drożdżaków, grzybów
dimorficznych i dermatofitów.
Grupa
Echinokandyn:
kaspofungina (Cancidas). Nowy lek, działa na drożdżaki i
pleśnie. Stosowany w ciężkich infekcjach.