Антибиотик

от Уикипедия, свободната енциклопедия
(пренасочване от Антибиотици)
Направо към навигацията Направо към търсенето
Тестване на чувствителността към антибиотик на стафилококус ауреус по метода на Бауер-Кърби.

Антибиотиците (от старогръцки: ἀντί, „срещу“, и βίος, „живот“) са вид антисептични вещества, активни срещу бактерии. Те са основните антибактериални агенти в борбата срещу бактериалните инфекции, като антибиотични лекарства се използват широко в тяхното лечението и профилактика.[1][2][3] Те могат да убиват или забавят размножаването на бактериите,[4] а ограничен кръг антибиотици имат и антипротозойно действие.[5][6] Антибиотиците не са ефективни срещу вируси, като тези на настинката и грипа,[7] при които може да се използват антивирусни медикаменти.

Антибиотиците се използват от хората от древността, най-често под формата на различни плесени. Първото документирано свидетелство за използване на плесени за лечение на инфекции е на Джон Паркинсън от началото на XVII век, но антибиотиците предизвикват революция в медицината едва в средата на XX век. Александър Флеминг открива съвременния пеницилин през 1928 година и скоро той намира широко приложение през Втората световна война. Терминът „антибиотик“ е използван за пръв път през 1942 г. от американския микробиолог Селман Ваксман за вещества, извлечени от микроорганизми, които пречат на растежа на други микроорганизми.[8]

През следващите десетилетия се разработват други антибиотици и се подобрява технологията за тяхното производство. С напредъка на медицинската химия днес повечето антибиотици са полусинтетични – получени с химична модификация на срещащи се в природата изходни вещества,[9] 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.

Широката употреба на антибиотици предизвиква и еволюция на някои бактерии, които придобиват резистентност към тях,[10][11][12][13] като броят на починалите в резултат на това явление се оценява на 1,27 милиона души.[14]

История[редактиране | редактиране на кода]

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

Преди началото на 20 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 отпреди около 2000 години.[15] Много древни култури като египетската и гръцката са използвали определени плесени, други растителни материали или техни екстракти за третиране на инфекции.[16][17] 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“.[18]

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.[19][20] 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.[21] Тези химични съединения, които потискат растежа на определени бактерии са наречени антибиотици от американския микробиолог Селман Ваксман през 1942 година.[8][19]

Друг исторически факт посочва, че още през 1875 година Джон Тиндал описва антагонистичните свойства на гъби срещу определени бактерии.[18] Изкуственият 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.[19] 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,[19][22][23] 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.[24][25]

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.[23] 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 първия 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.[26] 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 случаят 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.[27] 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.[26]

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:[29]

  • 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 човешката цивилизация няма алтернатива на антибиотиците. Повишената антибиотична резистентност означава по-тежко протичане на бактериалните инфекции и по-висока смъртност от тях.

Този плакат от кампанията „Станете умни“ на Центрове за контрол и превенция на заболяванията на САЩ , предназначен за лекарски кабинети и други здравни заведения, предупреждава, че антибиотиците не действат при вирусни заболявания като обикновената настинка.

Намаляване на ползването[редактиране | редактиране на кода]

Според книгата „The ICU Book“, „Първото правило на антибиотиците е да се опитате да не ги ползвате, а второто правило е да не ползвате твърде много от тях.“[30] Неподходящото антибиотично лечение и прекомерната употреба на антибиотици са допринесли за появата на резистентни на антибиотици бактерии. Самопредписването на антибиотици е пример за неправилна употреба.[31] Много антибиотици често се предписват за лечение на симптоми или заболявания, които не се повлияват от антибиотици или които е вероятно да преминат без лечение. Също така за определени бактериални инфекции се предписват неправилни или неоптимални антибиотици.[32][31] Прекомерната употреба на антибиотици, като пеницилин и еритромицин, се свързва с възникващата антибиотична резистентност от 1950-те.[33][34] Широката употреба на антибиотици в болниците също е свързана с увеличаване на бактериалните щамове и видове, които вече не реагират на лечение с най-често срещаните антибиотици.[34]

Производство[редактиране | редактиране на кода]

С напредъка в медицинската химия, повечето съвременни антибактериални средства са полусинтетични модификации на различни естествени съединения.[9] Такива, например, са бета-лактамните антибиотици, които включват пеницилините (произведени от гъбички от рода Penicillium), цефалоспорините и карбапенемите. Примери за съединения, които все още се получават от живи организми, са аминогликозидите, докато други антибактериални средства – например сулфонамидите, хинолоните и оксазолидиноните – се произвеждат единствено чрез химичен синтез.[9] Много антибактериални съединения са относително малки молекули с молекулно тегло по-малко от 1000 далтона.[35]

След първите усилия на Хауърд Флори и Чейн през 1939 г., значението на антибиотиците, включително антибактериалните медикаменти, за медицината води до интензивни изследвания с цел производство в големи мащаби. След проверка на антибактериални средства спрямо широк спектър от бактерии, производството на активните съединения се извършва чрез ферментация, обикновено при силно аеробни условия.[36]

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Министерство на здравеопазването 2015.
  2. NHS 2014.
  3. European Centre for Disease Prevention and Control 2014.
  4. Davey 2000, с. 1475.
  5. The American Society of Health-System Pharmacists 2015.
  6. Gallagher 2011, с. 1 – 60.
  7. Queensland Health 2017.
  8. а б Waksman 1947, с. 565 – 569.
  9. а б в von Nussbaum 2006, с. 5072 – 5129.
  10. Laxminarayan 2013, с. 1057 – 1098.
  11. Brooks 2015.
  12. Gould 2016, с. 572 – 575.
  13. Gualerzi 2013, с. 1.
  14. Murray 2022, с. 629 – 655.
  15. Lindblad 2008, с. 75 – 81.
  16. Forrest 1982, с. 198 – 205.
  17. Wainwright 1989, с. 21 – 23.
  18. а б Kingston 2008, с. 87 – 92.
  19. а б в г Calderon 2007.
  20. Foster 1974, с. 889 – 894.
  21. Landsberg 1949, с. 225 – 227.
  22. Limbird 2004, с. 326 – 336.
  23. а б Bosch 2008, с. 171 – 179.
  24. Fleming 1980, с. 129 – 139.
  25. Sykes 2001, с. 778 – 779.
  26. а б Van Epps 2006, с. 259.
  27. Florey 1945, с. 635 – 642.
  28. Finberg 2004, с. 1314 – 1320.
  29. Петровски 2004, с. 238.
  30. Marino 2007, с. 817.
  31. а б Larson 2007, с. 435 – 447.
  32. Slama 2005, с. 1S-6S.
  33. Pearson 2007.
  34. а б Hawkey 2008, с. i1 – 9.
  35. Dougherty 2011, с. 800.
  36. Fedorenko 2015, с. 591349.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  • Информация за антибиотиците. // mh.government.bg. Министерство на здравеопазването, 2015. Посетен на 2022-03-26.
  • Петровски, Светослав. Антибактериални антибиотици (Клинично приложение и антибиотикоустойчивост). София, Академично издателство „Марин Дринов“, 2004. ISBN 954-322-003-4.
  • Bosch, F et al. 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. p. 171 – 179. (на английски)
  • Brooks, M. Public Confused About Antibiotic Resistance, WHO Says. // medscape.com. Medscape Multispeciality, 16 November 2015. Посетен на 2015-11-21. (на английски)
  • Calderon, CB et al. 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. (на английски)
  • Dougherty, Thomas J. et al. Antibiotic Discovery and Development. Springer, 2011. ISBN 978-1-4614-1400-1. (на английски)
  • Davey, PG. Antimicrobial chemotherapy. // Concise Oxford Textbook of Medicine. Oxford, Oxford University Press, 2000. ISBN 0192628704. (на английски)
  • Factsheet for experts. // ecdc.europa.eu. European Centre for Disease Prevention and Control, 2014. Архивиран от оригинала на 2014-12-21. Посетен на 2014-12-21. (на английски)
  • Fedorenko, V et al. Antibacterial Discovery and Development: From Gene to Product and Back. // BioMed Research International 2015. 2015. DOI:10.1155/2015/591349. p. 591349. (на английски)
  • Finberg, RW et al. The importance of bactericidal drugs: future directions in infectious disease. // Clinical Infectious Diseases 39 (9). November 2004. DOI:10.1086/425009. p. 1314 – 1320. (на английски)
  • 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. // Reviews of Infectious Diseases 2 (1). 1980. DOI:10.1093/clinids/2.1.129. p. 129 – 139. (на английски)
  • Florey, HW. Use of Micro-organisms for therapeutic purposes. // British Medical Journal 2 (4427). 1945. DOI:10.1136/bmj.2.4427.635. p. 635 – 642. (на английски)
  • Forrest, RD. Early history of wound treatment. // Journal of the Royal Society of Medicine 75 (3). март 1982. p. 198 – 205. (на английски)
  • Foster, W et al. Early descriptions of antibiosis. // Journal of the Royal College of General Practitioners 24 (149). декември 1974. p. 889 – 894. (на английски)
  • Gallagher, Jason C. et al. Chemical Analysis of Antibiotic Residues in Food. John Wiley & Sons, Inc., 2011. ISBN 978-1-4496-1459-1. (на английски)
  • Gould, K. Antibiotics: from prehistory to the present day. // The Journal of Antimicrobial Chemotherapy 71 (3). March 2016. DOI:10.1093/jac/dkv484. p. 572 – 575. (на английски)
  • Gualerzi, CO et al. Antibiotics: Targets, Mechanisms and Resistance. John Wiley & Sons, 4 December 2013. ISBN 978-3-527-33305-9. (на английски)
  • Hawkey, PM. The growing burden of antimicrobial resistance. // The Journal of Antimicrobial Chemotherapy 62 (Supplement 1). септември 2008. DOI:10.1093/jac/dkn241. p. i1-9. (на английски)
  • Kingston, W. Irish contributions to the origins of antibiotics. // Irish journal of medical science 177 (2). юни 2008. DOI:10.1007/s11845-008-0139-x. p. 87 – 92. (на английски)
  • Landsberg, H. Prelude to the discovery of penicillin. // Isis 40 (3). 1949. DOI:10.1086/349043. p. 225 – 227. (на английски)
  • Larson, E. Community factors in the development of antibiotic resistance. // Annual Review of Public Health 28 (1). 2007. DOI:10.1146/annurev.publhealth.28.021406.144020. p. 435 – 447. (на английски)
  • Laxminarayan, R et al. Antibiotic resistance – the need for global solutions. // The Lancet. Infectious Diseases 13 (12). December 2013. DOI:10.1016/S1473-3099(13)70318-9. p. 1057 – 1098. (на английски)
  • Limbird. The receptor concept: a continuing evolution. // Molecular Interventions 4 (6). декември 2004. DOI:10.1124/mi.4.6.6. p. 326 – 336. (на английски)
  • 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. p. 75 – 81. (на английски)
  • Marino, PL. Antimicrobial therapy. The ICU book. Hagerstown, MD, Lippincott Williams & Wilkins, 2007. ISBN 978-0-7817-4802-5. (на английски)
  • Murray, Christopher JL et al. Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. // The Lancet 399 (10325). 2022-02-12. DOI:10.1016/S0140-6736(21)02724-0. p. 629 – 655. (на английски)
  • Antibiotics. // NHS, 5 June 2014. Посетен на 2015-01-17. (на английски)
  • Pearson, C. Antibiotic Resistance Fast-Growing Problem Worldwide. // voanews.com. Voice of America, 2007-02-28. Посетен на 2022-01-20. (на английски)
  • Why antibiotics can't be used to treat your cold or flu. // www.health.qld.gov.au. Queensland Health, 2017-05-06. Посетен на 2020-05-13. (на английски)
  • Slama, TG et al. A clinician's guide to the appropriate and accurate use of antibiotics: the Council for Appropriate and Rational Antibiotic Therapy (CARAT) criteria. // The American Journal of Medicine 118 (7A). юли 2005. DOI:10.1016/j.amjmed.2005.05.007. p. 1S–6S. (на английски)
  • Sykes, R. Penicillin: from discovery to product. // Bulletin of the World Health Organization 79 (8). 2001. p. 778 – 779. (на английски)
  • Metronidazole. // drugs.com. The American Society of Health-System Pharmacists, 2015. Посетен на 2015-07-31. (на английски)
  • Van Epps, HL. René Dubos: unearthing antibiotics. // Journal of Experimental Medicine 203 (2). 2006. DOI:10.1084/jem.2032fta. p. 259. (на английски)
  • von Nussbaum, F et al. Medicinal Chemistry of Antibacterial Natural Products – Exodus or Revival?. // Angewandte Chemie International Edition 45 (31). 2006. DOI:10.1002/anie.200600350. p. 5072 – 5129. (на английски)
  • Wainwright, M. Moulds in ancient and more recent medicine. // Mycologist 3 (1). 1989. DOI:10.1016/S0269-915X(89)80010-2. p. 21 – 23. Архивиран от оригинала на 2020-03-17. Посетен на 2012-02-14. (на английски)
  • Waksman, SA. What Is an Antibiotic or an Antibiotic Substance?. // Mycologia 39 (5). 1947. DOI:10.2307/3755196. p. 565 – 569. (на английски)