Антибиотики: свойства и классификация

Терапия антимикробными препаратами (антибиотиками) проводится с использованием лекарственных препаратов, действие которых избирательно направлено на подавление жизнедеятельности возбудителей инфекционных заболеваний, таких как бактерии, грибы, простейшие, вирусы. Под избирательным действием понимают активность только против микроорганизмов, при сохранении жизнеспособности клеток хозяина, и действие на определенные виды и роды микроорганизмов. Поэтому антимикробные препараты следует отличать от антисептиков, которые действуют на микроорганизмы не избирательно и применяются для их уничтожения в живых тканях, и дезинфектантов, предназначенных для неизбирательного уничтожения микроорганизмов вне живого организма (предметы ухода, поверхности и др.).

Что такое антибиотики

Термин «антибактериальные препараты» (или просто «антибиотики»), применяемый для обозначения наиболее представительного и широко используемого класса антимикробных препаратов, имеет более узкое значение, однако спектр активности некоторых из них кроме бактерий может включать и другие микроорганизмы.

Классификация антибиотиков в зависимости от источников получения

Антимикробные препараты представляют собой самую многочисленную группу лекарственных препаратов. Так, в России в настоящее время используется более 30 различных их групп, а число препаратов (без учета дженериков) превышает 300. В зависимости от источников получения антибиотики разделяются на три группы:

Природные антибиотики — продуцируемые микроорганизмами (например, бензилпенициллин).
Полусинтетические антибиотики — получаемые в результате модификации природных структур (ампициллин).
Синтетические антибиотики (хинолоны, нитроимидазолы).

Вместе с тем в настоящее время такая систематизация отчасти утратила актуальность, так как некоторые природные антибиотики (хлорамфеникол и др.) получают исключительно путем химического синтеза.

Основные свойства антибиотиков и их устойчивость

Все антимикробные препараты, несмотря на различия в химической структуре и механизме действия, объединяет ряд специфических свойств.

Своеобразие антимикробных препаратов определяется тем, что в отличие от других лекарственных препаратов мишень их действия находится не в тканях человека, а в клетках микроорганизмов.
Активность антимикробных препаратов не является постоянной, а снижается со временем, что обусловлено формированием у микробов лекарственной устойчивости (резистентности). Устойчивость (резистентность) представляет собой закономерное биологическое явление, и избежать ее практически невозможно.
Лекарственно устойчивые возбудители представляют собой опасность не только для пациента, у которого они были выделены, но и для других людей, даже разделенных временем и пространством, и в каждой стране мира рассматриваются как угроза национальной безопасности. Вот почему разработка мер, направленная на сдерживание роста антибиотикорезистентности патогенных микроорганизмов, приобрела сегодня глобальные масштабы.

Как развивается устойчивость к антибиотикам

Наиболее частыми механизмами развития резистентности являются:

модификация мишени действия препаратов (например, образование атипичных пенициллинсвязывающих белков у стафилококков ведет к появлению штаммов метиллинорезистентного S. aureus [MRSA], а конформация на уровне М2-каналов вирусной частицы — к появлению вируса гриппа типа А, устойчивого к римантадину);
ферментативная инактивация (гидролиз β-лактамных ан-тибиотиков (β-лактамазами некоторых грамположительных и грамотрицательных бактерий, инактивация аминогликозидов аминогликозид-модифицирующими ферментами;
активное выведение (эффлюкс) препаратов из микробной клетки (так, синегнойная палочка может осуществлять активный выброс карбапенемов и фторхинолонов);
снижение проницаемости внешних структур микробной клетки (может быть причиной резистентности синегнойной палочки и других бактерий к аминогликозидам, а также грибов Candida некоторых видов к противогрибковым препаратам группы азолов);
формирование «обходного пути» (метициллинорезистентные стафилококки).

Классификация антибиотиков по механизму действия

Основными фармакодинамическими характеристиками каждого антимикробного лекарственного препарата являются спектр и степень его активности в отношении того или иного вида микроорганизмов. Количественным выражением активности препарата считается его минимальная подавляющая концентрация (МПК) для конкретного возбудителя, при этом, чем она меньше, тем большей активностью в отношении данного возбудителя обладает препарат. Весьма существенно, что в последние годы трактовка фармакодинамики антимикробных лекарственных препаратов расширилась и стала включать взаимоотношение между концентрациями препарата в организме или в искусственной модели и его активностью.

Исходя из этого, выделяют две группы антибиотиков:

Антибиотики с «концентрационнозависимой» антимикробной активностью (примеры — аминогликозиды, фторхинолоны, липопептиды) характеризуется тем, что степень гибели бактерий коррелирует с концентрацией антибиотика в биологической среде, в частности в сыворотке крови. Поэтому целью режима дозирования антибиотиков с таким действием считается достижение максимально переносимой концентрации препарата.
Антибиотики с «времязависимой» активностью (пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы, ванкомицин) наиболее важное условие — длительное поддержание концентрации на относительно невысоком уровне (в 3-4 раза выше МПК). Причем при повышении концентрации препарата эффективность терапии не возрастает. Цель режимов дозирования таких лекарственных препаратов заключается в поддержании в сыворотке крови и очаге инфекции концентрации антибиотика, в 4 раза превышающей МПК для определенного возбудителя, в течение 40-60 временного интервала между дозами.

Классификация антибиотиков по химическому строению и происхождению

Тип действия антимикробных лекарственных препаратов бывает:

«Цидным» (бактерицидным, фунгицидным, вирицидным или протозоацидным), под которым понимается необратимое нарушение жизнедеятельности (гибель) инфекционного агента.
«Статическим» (бактериостатическим, фунгистатическим, вириетатическим, протозоастатическим), при котором прекращается или приостанавливается размножение возбудителя.

Необходимо учитывать, что одни и те же препараты могут обладать «цидным» и «статическим» действием. Это определяется вид концентрацией препарата и длительностью контакта с патогеном. Макролиды обычно проявляют бактериостатический эффект, однако в высоких концентрациях (в 2-4 раза превышающих МПК) способны действовать бактерицидно на β-гемолитический стрептококк группы А (БГСА) и пневмококк.
Подразделение антибиотиков на бактерицидные и бактериостатические важно только при лечении угрожающих жизни инфекций или наличии и пациента подавленного иммунитета. В этих случаях эффект бактериостатических препаратов может быть недостаточным, поскольку они лишь ингибируют размножение микроорганизмов, а полную элиминацию патогенов должна завершить иммунная система. По этой причине именно бактерицидные антибиотики считаются препаратами выбора при лечении тяжелых инфекций (таких как инфекционный эндокардит, остеомиелит, менингит, сепсис) или инфекций у пациенте нарушениями иммунитета (например, при нейтропенической лихорадке).
Антимикробные препараты, как и другие лекарственные препараты, подразделяются на группы и классы, что имеет большое значение с точки зрения понимания спектра активности, фармакокинетических особенностей, характера нежелательных лекарственных реакций и т.д. Однако неверно рассматривать все препараты, входящие в одну группу (класс, поколение), как взаимозаменяемые. Между препаратами одного поколения, незначительно отличающимися по химической структуре, могут быть существенные различия по вызываемым эффектам. Например, среди цефалоспоринов III поколения клинически значимой антисинегнойной активностью обладают только цефтазидим и цефоперазон. Другим примером является различие в фармакокинетике: цефалоспорины I поколения (цефазолин) нельзя применять при лечении бактериального менингита вследствие плохой проницаемости через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ).

Классификация антибиотиков по спектру действия

В течение многих десятилетий среди антибиотиков традиционно выделяли препараты с «узким» (например, бензилпеннциллин) и «широким» (тетрациклины) спектром антимикробной активности. На сегодняшний день такое деление представляется условным и не может считаться надежным критерием клинической значимости тех или иных антибиотиков, поскольку:

Большинство инфекций вызывается одним (ведущим) возбудителем, поэтому «избыточная» широта спектра не только не дает никаких преимуществ, но и опасна с точки зрения подавления нормальной микрофлоры. Таким образом, следует стремиться к применению препаратов с максимально узким спектром активности, особенно при выделенном возбудителе.
Не учитывается приобретенная резистентность микроорганизмов, из-за которой, например, тетрациклины, изначально активные против большинства наиболее важных патогенов, сейчас «потеряли» значительную часть своего спектра. Вследствие этого более целесообразно рассматривать антимикробные препараты с точки зрения доказанной, желательно в рандомизированных исследованиях, клинической и микробиологической эффективности при конкретной инфекции.

Правильно подобранный антибиотик – залог успеха лечения

Среди фармакокинетических характеристик антимикробных лекарственных препаратов весьма существенными при выборе препарата для конкретного больного являются особенности распределения в организме, прохождение через различные тканевые барьеры, способность проникать в очаг инфекции и создавать в нем адекватные терапевтические концентрации. При этом для успешного лечения инфекций, вызываемых внутриклеточно локализующимися микроорганизмами, антимикробные лекарственные препараты должны создавать терапевтические уровни не только во внеклеточном пространстве, но и внутри клеток.

Как правильно подобрать антибиотики

Для антибиотиков, которые принимаются внутрь, важнейшее значение имеет такой фармакокинетический параметр как биодоступность.
Другой параметр — период полувыведения — определяет кратность назначения препарата. Его величина зависит как от структурных особенностей лекарственных препаратов, так и от состояния органов, осуществляющих элиминацию антибиотиков (почки, печень), функцию которых обязательно надо учитывать при определении режима дозирования антимикробных препаратов.

Влияние антибиотиков на микрофлору кишечника и иммунитет

Основной особенностью нежелательного действия антибиотиков и в значительно меньшей степени других антимикробных лекарственных препаратов является влияние на нормальную микрофлору человека, причем чаще всего полости рта и кишечника. Тем не менее, в подавляющем большинстве случаев изменения количественного и качественного состава микрофлоры не проявляются клинически, не требуют коррекции и проходят самостоятельно. Иногда могут развиваться антибиотик-ассоциированная диарея, оральный или вагинальный кандидоз, требующие назначения соответствующей терапии. Следует особо отметить, что распространенное мнение о способности антибиотиков угнетать иммунитет ошибочно. Более того, отдельные группы антибиотиков способны стимулировать определенные звенья иммунной реакции (макролиды, фторхинолоны и др.).