Антибиотик

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Тестване на чувствителността към антибиотик на стафилококус ауреус по метода на Бауер-Кърби.

Антибиотик (от старогръцки: ἀντί, „срещу“, и βίος, „живот“) е вещество или съединение с подчертан биологичен ефект, изразен в унищожаването или забавянето на растежа на микроорганизми, като бактерии,[1] гъби и протозои.

Терминът „антибиотик“ е използван за пръв път през 1942 година от американския микробиолог Селман Ваксман за вещества, извлечени от микроорганизми, които пречат на растежа на други микроорганизми.[2] Тази първа дефиниция не включва срещащите се в природата вещества, като стомашния сок и перхидрола, които убиват бактериите, но не се получават от микроорганизми, както и синтетичните антибактериални съединения, като сулфонамид.

С напредъка на медицинската химия днес повечето антибиотици са полусинтетични — получени с химична модификация на срещащи се в природата изходни вещества,[3] като например групата на бета-лактамите, включваща пеницилините и цефалоспорините. Някои антибиотици, като аминогликозидите, все още се получават от живи организми, докато други се произвеждат по изцяло синтетичен път, например сулфонамидите и хинолоните.

История[редактиране | редактиране на кода]

Пеницилин, първият естествен антибиотик, открит от Александър Флеминг през 1928 година

Преди началото на 20-ти век, лечението на инфекциозни заболявания е било базирано предимно на методи от народната медицина. Смеси с антимикробни свойства, използвани за лечение на инфекции са описани от преди около 2000 години [4]. Много древни култури като египетската и гръцката са използвали определени плесени, други растителни материали или техни екстракти за третиране на инфекции [5][6]. Значително по-съвременни лабораторни наблюдения описват антимикробните свойства на химични вещества продуцирани от микроорганизми. Луи Пастьор споделя, че "ако можем да използваме антагонизма, наблюдаван между различни бактерии, то той може би предлага най-голямата надежда за лечение" [7].

Терминът „антибиоза“, означаващ буквално „срещу живота“ е възприет за първи път от френския бактериолог Жан Пол Вюлемин за описването на действието на ранните антибактериални препарати [8][9]. Антибиотични свойства са описани за първи път през 1877 година, когато Луи Пастьор и Роберт Кох наблюдават потискане на растежа на култура от Bacillus anthracis от присъствието на бактерии от същия род, постъпили от външната среда [10]. Тези химични съединения, които потискат растежа на определени бактерии са наречени антибиотици от американския микробиолог Селман Ваксман през 1942 година [11][8].

Друг исторически факт посочва, че още през 1875 година Джон Тиндал описва антагонистичните свойства на гъби срещу определени бактерии [7]. Изкуствения синтез и приложение на химични съединения за антибактериална терапия започва в Германия през късните 80-те години на 19 век, с опитите на Паул Ерлих [8]. Ерлих забелязва, че определени багрила оцветяват единствено човешки, растителни или бактериални клетки, т.е. притежават определена селективност. Затова Паул Ерлих предлага идеята, за използването на селективни химични съединения, които могат да проникнат в бактериалната клетка, без да навреждат на човешките тъкани. След изпробването на стотици багрила срещу редица организми, Ерлих описва ново лекарство, което има антибактериални свойства — Салварзан [8][12][13], което днес е известно под името Арсфенамин.

След като тези първоначални опити бележат известен успех, редица учени продължават традицията за търсене на химични съединения с антибактериални свойства. През 1928 година, ключов експеримент, осъществен от Александър Флеминг показва, антибиоза срещу бактерии от страна на гъби от рода Penicillium. Флеминг постулира, че ефекта се дължи на присъствието на антибактериално химично съединение, което той нарича пеницилин. Флеминг характеризира това съединение и част от неговите биологични свойства, но не предприема по-нататъшни стъпки за практическото му приложение [14][15].

Първият сулфонамид или първият изкуствен промишлен антибиотик е пронтозил, разработен през 1932 година от научноизследователски екип, оглавяван от Герхард Домак в лабораториите на Байер в Германия [13]. За това си откритие, Домак е удостоен с нобелова награда за физиология или медицина през 1939 година. Пронтозилът има относително широк ефект срещу Грам-положителни коки, но не и срещу ентеробактерии. Въпреки това, успехът свързан с пронтозила стимулира нови изследвания в областта. Откритието и разработката на сулфонамидните препарати води до развитието на нови насоки в производството на антибиотични вещества. През 1939 година, около Втората световна война, Рене Дюбос съобщава за откритието на първият естествен антибиотик грамицидин от Bacillus brevis. Това е и първият естествен антибиотик с промишлено производство и широко приложение. Грамицидинът е използван за лечение на инфектирани рани и стомашни проблеми по времето на Втората световна война [16]. Изследванията върху антимикробните свойства през този период не са широко оповестявани поради самата война.

Флори и Чейн успяват да пречистят и първият антибиотик от пеницилиновата група през 1942 година — пеницилин Г прокаин, но резултатите не са оповестени до 1945 година. Пречистеният пеницилин притежава антибактериална активност срещу широк спектър от бактерии и се характеризира с ниска токсичност при хора. Допълнително предимство е, че пеницилина не се деактивира в присъствието на гной, какъвто е случая със сулфонамидите. Откритието и пречистването на мощен антибиотик, като пеницилина е допълнителен стимул за развитието на изследванията на подобни химични съединения с висока ефективност и безопасност [17]. За откриването и разработването на пеницилина, Александър Флеминг, Ернст Борис Чейн и Хауърд Флори са удостоени с нобелова награда за физиология или медицина през 1945 година. Флори изказва признание за работите на Дюбос върху систематичното търсене и целенасоченото изпробване на редица антибактериални съединения, което е довело до откритието на грамицидина, но е стимулирало Флори за разработката на пеницилин [16].

Класификация[редактиране | редактиране на кода]

Антибиотиците обикновено се класифицират според техния начин на действие, химична структура или спектър на активност. Според ефекта си върху микроорганизмите антибиотиците биват:

Според обхвата на действие антибиотиците биват:

Антибиотично лечение[редактиране | редактиране на кода]

Лечението с антибиотици може да бъде емпирично и специфично.

  • емпиричното лечение се провежда, когато лекарят предполага бактериална инфекция, но не знае със сигурност причинителя и неговата чувствителност. Антибиотиците се назначават „на сляпо“, като се изхожда от предположението за най-вероятен причинител на болестта.
  • специфичното лечение се провежда след изолиране на причинител и антибиотикограма
    • изолиране на причинител – някои телесни среди и секрети, като кръвта, урината, гръбначномозъчната течност, и други, нормално са стерилни. Изолирането на какъвто и да е микроорганизъм от тях означава наличие на инфекция и болест. Телесните секрети, които нормално са в досег с околната среда, като носен, гърлен и вагинален секрет, изпражненията, и други, нормално съдържат микроорганизми, някои от които са условно патогенни. Изолирането на микроорганизми от тях може да бъде показателно, но не е абсолютен признак за инфекция и болест;
    • антибиотикограмата е специфичен тест, който определя кои са най-ефективните антибиотици срещу конкретния причинител, който е изолиран от биологичния материал.

Антибиотична съвместимост[редактиране | редактиране на кода]

Комбинирането на два или повече антибиотици „in vivo“ в организма може да има различни ефекти:[19]

  • адитивен – наслагване на противомикробната активност срещу различни причинители, без усилване на действието, в сравнение с разделното прилагане на антибиотиците;
  • синергичен – наслагване и усилване на противомикробната активност, в сравнение с разделното им прилагане;
  • антагонистичен – взаимно отслабване на противомикробната активност на антибиотиците.

Антибиотична резистентност[редактиране | редактиране на кода]

Антибиотичната резистентност (устойчивост) на микроорганизмите възниква в резултат от широкото прилагане на антибиотиците в медицинската практика. Тя е вид еволюционно-адаптационен механизъм за приспособяване на бактериите към неблагоприятните условия на околната среда. В първите години след началото на употребата на антибиотици се счита, че те са панацея, която ще изкорени всички бактериални заболявания. Но само няколко години по-късно се установява антибиотична резистентност на микроорганизмите. Това е сериозен проблем, тъй като засега човешката цивилизация няма алтернатива на антибиотиците. Повишената антибиотична резистентност означава по-тежко протичане на бактериалните инфекции и по-висока смъртност от тях.

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Davey 2000, с. 1475.
  2. Waksman 1947, с. 565-569.
  3. von Nussbaum 2006, с. 5072-5129.
  4. Lindblad WJ. Considerations for Determining if a Natural Product Is an Effective Wound-Healing Agent. // International Journal of Lower Extremity Wounds 7 (2). 2008. DOI:10.1177/1534734608316028. с. 75–81.
  5. Forrest RD. Early history of wound treatment. // J R Soc Med 75 (3). March 1982. с. 198–205.
  6. M. Wainwright. Moulds in ancient and more recent medicine. // Mycologist 3 (1). 1989. DOI:10.1016/S0269-915X(89)80010-2. с. 21–23..
  7. а б Kingston W. Irish contributions to the origins of antibiotics. // Irish journal of medical science 177 (2). June 2008. DOI:10.1007/s11845-008-0139-x. с. 87–92.
  8. а б в г Calderon CB, Sabundayo BP (2007). Antimicrobial Classifications: Drugs for Bugs. In Schwalbe R, Steele-Moore L, Goodwin AC. Antimicrobial Susceptibility Testing Protocols. CRC Press. Taylor & Frances group. ISBN 978-0-8247-4100-6
  9. Foster W, Raoult A. Early descriptions of antibiosis. // J R Coll Gen Pract 24 (149). December 1974. с. 889–94.
  10. H. Landsberg. Prelude to the discovery of penicillin. // Isis 40 (3). 1949. DOI:10.1086/349043. с. 225–227..
  11. SA Waksman. What Is an Antibiotic or an Antibiotic Substance?. // Mycologia 39 (5). 1947. DOI:10.2307/3755196. с. 565–569.
  12. Limbird LE. The receptor concept: a continuing evolution. // Mol. Interv. 4 (6). December 2004. DOI:10.1124/mi.4.6.6. с. 326–36.
  13. а б Bosch F, Rosich L. The contributions of Paul Ehrlich to pharmacology: a tribute on the occasion of the centenary of his Nobel Prize. // Pharmacology 82 (3). 2008. DOI:10.1159/000149583. с. 171–9.
  14. Fleming A. Classics in infectious diseases: on the antibacterial action of cultures of a penicillium, with special reference to their use in the isolation of B. influenzae by Alexander Fleming, Reprinted from the British Journal of Experimental Pathology 10:226-236, 1929. // Rev. Infect. Dis. 2 (1). 1980. DOI:10.1093/clinids/2.1.129. с. 129–39. [мъртъв линк]
  15. Sykes R. Penicillin: from discovery to product. // Bull. World Health Organ. 79 (8). 2001. с. 778–9.
  16. а б Van Epps HL. René Dubos: unearthing antibiotics. // J. Exp. Med. 203 (2). 2006. DOI:10.1084/jem.2032fta. с. 259.
  17. HW Florey. Use of Micro-organisms for therapeutic purposes. // Br Med J. 2 (4427). 1945. DOI:10.1136/bmj.2.4427.635. с. 635–642.
  18. Finberg 2004, с. 1314-1320.
  19. Петровски, Светослав. Антибактериални антибиотици (Клинично приложение и антибиотикоустойчивост). София, Академично издателство „Марин Дринов“, 2004. ISBN 954-322-003-4. с. 238.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  • Calderon, CB и др. Antimicrobial Classifications: Drugs for Bugs. // Schwalbe, R, L Steele-Moore, AC Goodwin. Antimicrobial Susceptibility Testing Protocols. CRC Press. Taylor & Frances group, 2007. ISBN 0-8247-4100-5.
  • Davey, PG. Antimicrobial chemotherapy. // Concise Oxford Textbook of Medicine. Oxford, Oxford University Press, 2000. ISBN 0192628704.
  • Finberg, RW и др. The importance of bactericidal drugs: future directions in infectious disease. // Clinical Infectious Diseases 39 (9). November 2004. DOI:10.1086/425009. с. 1314–1320.
  • von Nussbaum, F и др. Medicinal Chemistry of Antibacterial Natural Products – Exodus or Revival?. // Angewandte Chemie International Edition 45 (31). 2006. DOI:10.1002/anie.200600350. с. 5072–5129.
  • Waksman, SA. What Is an Antibiotic or an Antibiotic Substance?. // Mycologia 39 (5). 1947. DOI:10.2307/3755196. с. 565–569.