Скачать презентацию АНТИБИОТИКИ Лекция 4 2013 А Б это органические Скачать презентацию АНТИБИОТИКИ Лекция 4 2013 А Б это органические

Антибиот.-1 2013.ppt

  • Количество слайдов: 40

АНТИБИОТИКИ Лекция 4, 2013 А/Б – это органические соединения, продуцируемые любыми организмами (преимущественно микроорганизмами) АНТИБИОТИКИ Лекция 4, 2013 А/Б – это органические соединения, продуцируемые любыми организмами (преимущественно микроорганизмами) или их модификации, обладающие способностью в НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ ИЗБИРАТЕЛЬНО подавлять рост других м/о или убивать их (бактерии, грибы, простейшие, вирусы и др. ), или задерживать развитие злокачественных новообразований. А/Б отличаются от других ЛС гетерогенностью, т. е. многокомпонентностью состава. Например, гентамицин состоит из 3 компонентов: гентамицина А, гентамицина В и гентамицина С.

В солях бензилпенициллина сумма пенициллинов должна быть не менее 96, 0%, а содержание бензилпенициллина В солях бензилпенициллина сумма пенициллинов должна быть не менее 96, 0%, а содержание бензилпенициллина в нем – не менее 90, 0%. А/б, в отличие от некоторых других продуктов жизнедеятельности (кислоты, спирты, аммиак), характеризуются двумя основными признаками: - обладают высокой биологической активностью по отношению к чувствительным к ним организмам. Например, пенициллин даже в концентрации 1· 10 -6 г/мл оказывает четко выраженное бактерицидное действие;

- А/б избирательно действуют на м/о, не оказывая при этом заметного эффекта на другие - А/б избирательно действуют на м/о, не оказывая при этом заметного эффекта на другие формы живых существ. Так, бензилпенициллин задерживает развитие только грамположительных бактерий, не действуя на грамотрицательные бактерии и др. Он практически нетоксичен для организма человека и животных в присутствии гнилостных микробов. В этом отличие А/Б от ядов (сулема, мышьяк и др. ), подавляющих жизнедеятельность любого организма. А/Б относятся к химиотерапевтическим средствам, наряду с элементорганическими препаратами мышьяка, сульфаниламидами. Это препараты, которые проявляют бактерицидное или бактериостатическое действие в отношении м/о, не оказывая в терапевтических дозах действие на макроорганизм.

Явление антибиоса наблюдал Л. Пастер (1868 г), установивший гибель палочки сибирской язвы. В конце Явление антибиоса наблюдал Л. Пастер (1868 г), установивший гибель палочки сибирской язвы. В конце 19 века И. И. Мечников (1894 г). обобщил данные о лечении А/Б. Ему принадлежит идея бактериотерапии, то есть использования антагонизма бактерий. Он предложил использовать молочнокислые бактерии простокваши для подавления жизнедеятельности гнилостных бактерий, находящихся в толстом кишечнике человека. Шотландский микробиолог А. Флеминг (1928 г), случайно обнаружил на чашке Петри, засеянной Staphylococcus aureus, стерильные зоны вокруг колоний плесени. В Оксфорде в 1940 г. учёными Г. Флори и Э. Чейн был выделен чистый пенициллин.

1945 г. А. Флеминг, Г. Флори, Э. Чейн – Нобелевские лауреаты по физиологии и 1945 г. А. Флеминг, Г. Флори, Э. Чейн – Нобелевские лауреаты по физиологии и медицине

Пенициллин до сих пор считается «Королем» антибиотиков, а 40 -е годы 20 века стали Пенициллин до сих пор считается «Королем» антибиотиков, а 40 -е годы 20 века стали началом развития науки об антибиотиках. В 1942 г. в Центральном институте малярии и медицинской паразитологии была создана первая в нашей стране специализированная лаборатория А/Б под руководством Г. Ф. Гаузе. В 1943 г. - опубликовано сообщение о новом перспективном для клиники антибактериальном веществе (полученном из подмосковной почвы) природного происхождения. В последствии оно получило название Грамицидин С (советский).

Историческая роль грамицидина С в том, что это один из первых А/Б, на котором Историческая роль грамицидина С в том, что это один из первых А/Б, на котором разрабатывались приемы и методология исследования совершенно неизвестных до того времени антибиотических веществ природного происхождения. В последующем здесь были организованы работы по поиску противоопухолевых антибиотиков. В СССР пенициллин открыли самостоятельно (в военное время невозможно было получить из Англии образцы). В СССР группа Зинаиды Виссарионовны Ермольевой в 1942 году выделила первый отечественный пенициллин крустазин из Penicillium crustosum (этому открытию посвящен роман В. Каверина «Открытая книга» ; академик Зильберштейн – брат В. Каверина).

1942 г. З. В. Ермольева – первый отечественный пенициллин – крустазин (P. Сrustosum) 1942 г. З. В. Ермольева – первый отечественный пенициллин – крустазин (P. Сrustosum)

В 1943 г. Фармакологический комитет разрешил медицинское применение пенициллина. «Боевое крещение» отечественный пенициллин получил В 1943 г. Фармакологический комитет разрешил медицинское применение пенициллина. «Боевое крещение» отечественный пенициллин получил под руководством Н. Н. Бурденко (основоположник российской нейрохирургии) на Первом Прибалтийском фронте. В 1944 г. налажено производство антибиотика в Москве на химико-фармацевтическом заводе и мясокомбинатах Москвы и Ленинграда. В 1948 году в СССР был организован ВНИИ по пенициллину и другим антибиотикам, который в 1990 году он получил статус Государственного научного центра по антибиотикам (ГНЦА).

Благодаря работам этого института были разработаны и внедрены в промышленность методы получения большого количества Благодаря работам этого института были разработаны и внедрены в промышленность методы получения большого количества А/Б, а медицинская практика получила современные пенициллины, тетрациклины, антибиотики аминогликозиды. К наиболее значимым достоинствам А/Б в современной медицине относят: - снижение детской смертности; - возрастание средней продолжительности жизни; - уменьшение тяжести течения и частоты возникновения гнойных осложнений в хирургии.

Открытие и внедрение в клинику современных А/Б привело к развитию новых отраслей медицины – Открытие и внедрение в клинику современных А/Б привело к развитию новых отраслей медицины – трансплантологии, реконструктивной хирургии, а также позволило контролировать течение инфекций, протекающих на фоне иммунодефицита различного генеза.

Основные пути получения антибиотиков: - скрининг продуцентов новых природных веществ (бактерии – грамицидин, плесневые Основные пути получения антибиотиков: - скрининг продуцентов новых природных веществ (бактерии – грамицидин, плесневые грибы – пенициллины, лучистые грибы – актиномицеты, эритроциты – эритромицин и другие); - химическая трансформация известных антибиотических структур (полусинтетические пенициллины, тетрациклины и другие); - полный химический фторхинолоны и другие). Большинство получается синтез антибиотиков было (левомицетин; получено и

Процесс ферментации проводят в асептических условиях в специальных приборах - ферментерах «глубинным способом» т. Процесс ферментации проводят в асептических условиях в специальных приборах - ферментерах «глубинным способом» т. е. рост продуцента (плесени) и образование антибиотика идет по все толщине ферментационной массы при постоянном перемешивании и аэрации (через весь слой ферментационной массы снизу подаётся стерильный воздух, который перемешивает массу и насыщает кислородом). Регулируя состав ингредиентов питательной среды можно влиять на качественный и количественный выход антибиотиков.

Биосинтез включает следующие этапы: - изыскание штаммов продуцентов; - подбор питательных сред; - процесс Биосинтез включает следующие этапы: - изыскание штаммов продуцентов; - подбор питательных сред; - процесс ферментации; -выделение и очистка антибиотиков. -1 -я фаза биосинтеза - рост и размножение продуцента (в питательную среду вносят углеводы, соединения, содержащие азот (N), фосфор (P), серу (S) др. элементы, иногда воздействуют УФ-лучами и другими факторами); -2 -я фаза – замедление роста продуцента (из среды удаляются углеводы и фосфор; продуцент замедляет жизнедеятельность и в культуральной жидкости остается антибиотик);

3 -я фаза – выделение и очистка антибиотика (фильтрация, осаждение – сменой растворителей, экстракцией, 3 -я фаза – выделение и очистка антибиотика (фильтрация, осаждение – сменой растворителей, экстракцией, хроматографическими методами – ТСХ, колоночная (ионообменная), перекристаллизация). Затем А/б подвергают химическому ( часто м-ды: ВЭЖХ, ГЖХ. спектроскопия ЯМР и др. ) и биологическому анализу. Наиболее объективными считаются биологические м -ды колич. опр-я А/Б. Они основаны на непосредственном биологическом действии А/Б на используемый стандартный тесторганизм.

Недостатки Биологических методов : - длительность проведения анализов; - зависимость точности результатов от многих Недостатки Биологических методов : - длительность проведения анализов; - зависимость точности результатов от многих внешних факторов; - наличие определенного штамма тест - микроорганизма и др. Точность биологических методов составляет около ± 10%. ОФС «Определение антимикробной активности антибиотиков методом диффузии в агар» Методика: в чашки Петри разливают расплавленные питательные среды определен. состава в один или два слоя. Нижний слой - незасеянные среды, верхний или один слой – агаровая среда, предварительно засеянная соответствующим тест-микробом.

На поверхности агара в чашке Петри расставляют 6 стерильных цилиндров из стали или алюминия На поверхности агара в чашке Петри расставляют 6 стерильных цилиндров из стали или алюминия одинаковых массы и размеров (высотой и внутренним диаметром) на равном расстоянии друг от друга и от края чашки. Вместо цилиндров можно использовать лунки диаметром от 6 до 8 мм, сделанные в толще агара. В цилиндры или лунки каждой чашки вносят равные объемы рабочих растворов ГСО и испытуемого образцов антибиотика. Чашки Петри инкубируют в термостате при температуре (36± 1)0 С в течение 16 -18 часов. Диаметры зон угнетения роста тест-микроба измеряют соответствующим прибором с точностью до 0, 1 мм. Вычисляют среднюю величину зоны угнетения роста для раствора испытуемого образца антибиотика и для раствора ГСО антибиотика.

Рассчитывают активность испытуемого А/Б относительно ГСО, либо графическим м-дом (по стандартной кривой) или с Рассчитывают активность испытуемого А/Б относительно ГСО, либо графическим м-дом (по стандартной кривой) или с использованием соответствующих формул, приведенных в НД. Активность А/Б выражают в ЕД. Это обусловлено тем, что антибиотики в большинстве случаев представляют собой смесь нескольких родственных соединений. За единицу антибиотической активности принимают минимальное количество А/Б, способное подавить развитие или задержать рост определенного количества стандартного штамма тест-микроба в единице объема питательной среды.

Рациональное лечение антибиотиками должно проводиться следующим образом: 1. Применять А/б только для лечения конкретной Рациональное лечение антибиотиками должно проводиться следующим образом: 1. Применять А/б только для лечения конкретной инфекции (то есть составляются антибиотикограммы (спектр антибактериального действия) и определяется видовая принадлежность возбудителя заболевания). По данным ВОЗ более 75% А/б назначают нерационально. - 2. Выдерживать дозировку и соблюдать интервал между приемами; - 3. Не прекращать досрочно курс лечения При несоблюдении этих основных положений повторное применение антибиотиков может быть неэффективным.

К концу 40 -х годов было известно более 100 антибиотиков. К настоящему времени известно К концу 40 -х годов было известно более 100 антибиотиков. К настоящему времени известно несколько тысяч антибиотиков. Однако медицинское применение нашли лишь несколько десятков из них в качестве лекарственных веществ. Другие были отсеяны из-за высокой токсичности, низкой эффективности, аллергенности и по другим причинам. В настоящее время антибиотики принадлежат к группе лекарственных веществ, механизм действия которых наиболее изучен. Они вмешиваются в жизненноважные процессы микробной клетки.

По этим процессам их можно разделить на три группы: - антибиотики, влияющие на биосинтез По этим процессам их можно разделить на три группы: - антибиотики, влияющие на биосинтез клеточной стенки - антибиотики, влияющие на синтез клеточного белка. - антибиотики, действующие на цитоплазматические мембраны. Это деление несколько неточное, т. к. до конца невозможно выяснить механизм биосинтеза клеточной стенки, белков, мембранной цитоплазмы.

По химическому строению, которое не полностью отражает механизм действия А/Б, их можно распределить на По химическому строению, которое не полностью отражает механизм действия А/Б, их можно распределить на следующие группы: 1. β-лактамные антибиотики 2. Тетрациклины 3. Аминогликозиды 4. Макролиды 5. Линкозамиды 6. Гликопептиды 7. Оксазолидины Кроме того, антибиотики делят ещё на три группы: - А/Б, действующие на грам-положительные, - на грам-отрицательные микроорганизмы - действующие на обе группы микроорганизмов.

Эта классификация в большей степени относится к А/Б, которые нарушают синтез клеточной стенки. А/Б Эта классификация в большей степени относится к А/Б, которые нарушают синтез клеточной стенки. А/Б - уникальная группа ЛВ: - их мишень – рецептор находится не в тканях человека, а в клетке микроорганизма; -активность А/Б снижается со временем, так как с их применением формируется резистентность микроорганизмов к ним. Антибиотикорезистентность является неизбежным биологическим явлением, и предотвратить её практически невозможно.

При изучении антибиотиков не следует считать, что антибиотики близкого строения могут быть взаимозаменяемыми и При изучении антибиотиков не следует считать, что антибиотики близкого строения могут быть взаимозаменяемыми и их число может быть сокращено по разным причинам. Антибиотики - β-лактамиды Антибиотики этой группы относятся к производным двух гетероциклов: тиазолидина и тетрагидротиазина

Тиазолидиновое ядро входит в более сложную структуру пенам, которая наряду с тиазолидиновым кольцом содержит Тиазолидиновое ядро входит в более сложную структуру пенам, которая наряду с тиазолидиновым кольцом содержит β-лактамное кольцо. Эта система является составной частью 6 -аминопенициллановой кислоты пенам 6 -аминопенициллановая кислота

Тетрагидротиазиновое кольцо входит в состав более сложной структурной единицы – цефема, которая также содержит Тетрагидротиазиновое кольцо входит в состав более сложной структурной единицы – цефема, которая также содержит β-лактамное кольцо. Эта сложная система входит в состав 7 -аминоцефалоспорановой кислоты цефем 7 -аминоцефалоспорановая кислота Наличие β-лактамного кольца в обеих группах препаратов объединяет их под общим названием βлактамиды.

β-лактамиды группы пенициллина Природные пенициллины Под общим названием пенициллины объединяется группа веществ, производных 6 β-лактамиды группы пенициллина Природные пенициллины Под общим названием пенициллины объединяется группа веществ, производных 6 -аминопенициллановой кислоты

Бензилпенициллина натриевая соль Benzylpenicillin sodium Бензилпенициллина натриевая соль – бел. кристал. порошок, гигроскопический, легко Бензилпенициллина натриевая соль Benzylpenicillin sodium Бензилпенициллина натриевая соль – бел. кристал. порошок, гигроскопический, легко р-мый в воде, практически нерастворимый в хлороформе и эфире. Подлинность: 1. Р-ция образования гидроксамовых кислот может протекать по амидной (1) и лактамной (2) группам.

Легче разрывается лактамное кольцо с образованием пенициллоинилгидроксамовой кислоты Легче разрывается лактамное кольцо с образованием пенициллоинилгидроксамовой кислоты

После нейтрализации избытка щёлочи гидроксамовая кислота образует комплексные соединения с солями металлов С солями После нейтрализации избытка щёлочи гидроксамовая кислота образует комплексные соединения с солями металлов С солями меди образуется комплексная соль зелёного цвета. С солями железа(III) - красно-фиолетового цвета.

Сульфидную серу можно определить после сплавления с металлическим натрием и затем по реакции с Сульфидную серу можно определить после сплавления с металлическим натрием и затем по реакции с раствором натрия нитропруссида. S 2 - + [Fe(CN)5 NO]2 - --> ¦ [Fe(CN)5 NOS]4 фиолетовое окраш. С раствором формальдегида в концентрированной кислоте серной при нагревании на водяной бане образуется красно-коричневое окрашивание.

По НД ИК-спектр поглощения ЛП сравнивают с ИКспектром CO или спектром, прилагаемым к НД. По НД ИК-спектр поглощения ЛП сравнивают с ИКспектром CO или спектром, прилагаемым к НД. В ИК-спектре пенициллинов и цефалоспоринов наблюдается характерная полоса поглощен. при 1780 см-1. УФ-спектр - максимумы поглощен. при 257 и 263 нм (водный раствор). Удельное вращен. 2% водн. р-ра натриевой соли бензилпенициллина д. б. в пределах от +285 до + 3100. Ионы натрия с р-ром K[Sb(OH)6] – белый осадок. М-дом ТСХ подтверждают подлинность бензилпенициллина натриевой соли и наличие примесей.

Колич. опр-е - обратная йодометрия. Навеску ЛП р-ют в воде, добав. 1 М р-р Колич. опр-е - обратная йодометрия. Навеску ЛП р-ют в воде, добав. 1 М р-р Na. OH, через 20 минут 1 М р-р к-ты хлористоводородной, ацетатный буферный р-р и точное количество избытка титрованного 0, 005 М р-ра йода. Через 20 мин избыток йода титруют 0, 01 М р-ром натрия тиосульфата. Параллельно проводят контрольный опыт с таким же количеством ЛП не проводя щелочного гидролиза. Так определяется не только натриевая соль бензилпенициллина, но и другие окисляющиеся пенициллины. Методика определения основана на гидролизе бензилпенициллина в присутствии щёлочи до пенальдиновой кислоты и пеницилламина.

пенальдиновая кислота пеницилламин (диметилцистеин) пенальдиновая кислота пеницилламин (диметилцистеин)

Пенальдиновая кислота окисляется йодом до фенилацетиламиномалоновой к-ты. фенилацетиламиномалоновая к-та Пеницилламин окисляется до диметилцистеиновой к-ты Пенальдиновая кислота окисляется йодом до фенилацетиламиномалоновой к-ты. фенилацетиламиномалоновая к-та Пеницилламин окисляется до диметилцистеиновой к-ты диметилцистеиновая к-та

Наиболее надёжным м-дом опред-я биологической активности бензилпенициллина натриевой соли является диффузия в агар-агар. Один Наиболее надёжным м-дом опред-я биологической активности бензилпенициллина натриевой соли является диффузия в агар-агар. Один из достоверных м-дов колич. опред. бензилпенициллина явл м-од ВЭЖХ с использованием СО бензилпенициллина. Теоретическая активность 1 мг натриевой соли бензилпенициллина соответствует 1670 ЕД. Бензилпенициллин быстро инактивируется в р-рах, особенно в присутствии кислот и щелочей. В сухом виде бензилпенициллин может храниться до 2 лет и более без потери активности. Натриевая соль бензилпенициллина является бактериостатическим антибиотиком.

Практически нетоксична, иногда может вызывать аллергические р-ции. Примен при пневмонии, менингите, гонорее, сепсисе и Практически нетоксична, иногда может вызывать аллергические р-ции. Примен при пневмонии, менингите, гонорее, сепсисе и др. заболеваниях. Назначают бензилпенициллина натриевую соль в/м по 250 000 -500 000 ЕД, в тяжёлых случаях до 1 -2 млн ЕД. Выпускают бензилпенициллина натриевую соль во флаконах по 250 000, 500 000, 1 000 ЕД.

Бензилпенициллина калиевая соль Benzylpenicillin potassium Калия 6 -фенилацетиламинопенициллат Калиевая соль бензилпенициллина по свойствам близка Бензилпенициллина калиевая соль Benzylpenicillin potassium Калия 6 -фенилацетиламинопенициллат Калиевая соль бензилпенициллина по свойствам близка натриевой соли. Все испытания калиевой соли бензилпенициллина проводятся так же как и натриевой соли. Отличие заключается только в реакциях на катионы калия. Применение и форма выпуска такие же как и натриевой соли. Натриевая и калиевая соли бензилпенициллина быстро выводятся из организма.

Бензилпенициллина новокаиновая соль Benzylpenicillin procaine Новокаиновая соль бензилпенициллина, моногидрат Анализ новокаиновой соли бензилпенициллина проводится Бензилпенициллина новокаиновая соль Benzylpenicillin procaine Новокаиновая соль бензилпенициллина, моногидрат Анализ новокаиновой соли бензилпенициллина проводится также как и предыдущих препаратов. Дополнительно - кач. р-я на первичные ароматические амины. При кол. анализе проводят дополнительно определение новокаина спектрофотометрическим методом. . Новокаиновая соль бензилпенициллина –Л П пролонгированного действия. Вводят в/м по 300 000, 600 000 и 1 200 000 ЕД. Выпускается во флаконах по 300000, 600000, 1200000 ЕД.