Лекция понятие об антибиотиках и их классификация. Лекция Понятие об антибиотиках и их классификация. Лекция Понятие об антибиотиках и их классификация
 Скачать 86 Kb.
|
|
Лекция Понятие об антибиотиках и их классификация План лекции 1. История изучения и производства антибиотиков 2. Определение понятия "антибиотики" 3. Применение антибиотиков 4. Классификация антибиотиков ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА АНТИБИОТИКОВ Промышленное производство антибиотиков началось с пенициллина, который был открыт А. Флемингом в 1929 г. В 1940 г. пенициллин был получен в кристаллическом виде двумя учеными Оксфордского университета, Г. Флори и Э. Чейна В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну за их работу была присуждена Нобелевская премия. Организация производства антибиотиков в нашей стране, так же как и в США и Англии, началась еще в годы ВОВ. В 1944 году по технологии, разработанной профессором З. В. Ермольевой, в нашей стране началось освоение производства пенициллина. Промышленное получение первого антибиотика изначально носило примитивный, экономически нерентабельный характер. Выращивание продуцента антибиотика осуществлялось в небольших сосудах при поверхностном культивировании гриба. Процесс развития гриба продолжался 8-10 суток. При этом выход антибиотика был низок, затраты труда большими, а себестоимость препарата, соответственно, очень высокой. В результате поисков путей наиболее рационального способа производства антибиотиков был предложен метод глубинного выращивания гриба в специальных емкостях-ферментерах ("погруженная культура"). Разработка и внедрение промышленной технологии, в частности глубинного культивирования в ферментационных аппаратах, и создание специализированных предприятий по выпуску антибиотиков стали возможны уже в 1946-1948г. В 1957г. в стране функционировали 7 специализированных предприятий, которые вырабатывали все основные, известные к этому времени антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин, хлортетрациклин) по отечественной технологии, разработанной в основном во ВНИИА. Особое значение для развития отрасли имел период с 1958 по 1961 годы. За этот период в число действующих предприятий вошло 5 крупных заводов по производству антибиотиков: Курганский - в 1958г., Красноярский, Пензенский, Саранский - в 1959 г., Новосибирский – в 1961 г. 2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ "АНТИБИОТИКИ" Впервые термин "антибиотик" ввел в 1942 г. З. Ваксман. Несмотря на несовершенство этого термина (дословно означает "против жизни") он прочно вошел в нашу жизнь. Определение З. Ваксмана. (40 - 60 г.г.) : "Антибиотики являются химическими веществами, образуемыми микроорганизмами, обладают способностью подавлять рост или даже разрушать бактерии и другие микроорганизмы". Определение Н. С. Егорова Антибиотики – специфические продукты жизнедедеятельности или их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам м/о или к злокачественным опухолям, избирательно задерживая их рост или полностью подавляя развитие. Антибиотики на м/о оказывают бактериоцидное и бактериостатическое действие. Антибиотики, в отличие от органических кислот, спиртов и др. соединений, обладают высокой биологической и физиологической активностью. Это означает, что они даже в очень низких концентрациях проявляют высокий физиологический эффект. Напр., пенициллин в концентрации 0,000001 г/мл оказывает бактерицидное действие в отношении чувствительных к нему бактерий. Антибиотик действует на определенные группы м/о. Так, бензилпенициллин задерживает развитие только некоторых грамположительных бактерий (кокков, стрептококков) и не оказывает действие на грамотрицательные бактерии и грибы. Одни антибиотики действуют на небольшое число видов м./о, другие угнетают рост многих видов м/о. Исходя из этого антибиотики разделяют на две группы: Узкого спектра действия; Широкого спектра действия. Микроорганизмы по чувствительности к антибиотикам делят на 2 группы: чувствительные к антибиотикам; резистентные (устойчивые ). К антибиотикам относятся также химические или биологические модификации молекул природных соединений антибиотиков путем замены в них тех или иных группировок (радикалов ). Это так называемые полусинтетические антибиотики - аналоги природных антибиотиков, получаемые в результате их химической модификации (ампициллин, оксациллин). Получение полусинтетических антибиотиков направлено на усовершенствование природных антибиотиков. Полусинтетические антибиотики постепенно вытесняют многие природные антибиотики, полученные биосинтетическим путем и их производство очень перспективно. Величина биологической активности антибиотиков выражается в условных еденицах, содержащихся в 1 мл раствора (ед/мл) или в 1 мг препарата (ед/мг). За единицу активности антибиотиков принимают минимальное количество антибиотиков, способное подавить развитие или задержать рост определенного числа клеток стандартного штамма тест-микроба в единице объема питательной среды. 3. ПРИМЕНЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ Антибиотики используются в медицине, в сельском хозяйстве, в пищевой и консервной промышленности, в научных исследованиях. Антибиотики в медицине. Открытие антибиотиков вызвало переворот в медицине. С их помощью борются с заболеваниями, которые раньше считались неизлечимыми: это туберкулез, чума, холера, брюшной тиф, пневмония, сепсис. Антибиотики неизмеримо расширили лечебные возможности в сложнейших областях хирургии. Резкое снижение смертности детей особенно раннего возраста, достигнутое за последние годы, в значительной мере связано с применением антибиотиков. Некоторые антибиотики способны подавлять развитие злокачественных опухолей. Побочное действие антибиотиков Различают несколько групп осложнений антибиотикотерапии: 1. Токсические реакции 2. Дисбактериозы 3. Действие на иммунную систему. 4. Иммунодепрессивное действие. Антибиотики в с/х: в животноводстве, птицеводстве, растениеводстве. Одним из главных требованием к антибиотикам, используемым в с/х, должно быть то, что бы эти препараты не применялись в медицине. Попадание незначительных концентраций антибиотика с продуктами питания в организм человека может вызвать у него появление резистентных (устойчивых) форм м/о, что затрудняет применение антибиотика в случае заболевания. Антибиотики в животноводстве и птицеводстве используются как лечебные средства в ветеринарии, как стимуляторы роста с/х животных и птиц. Антибиотики в растениеводстве все шире применяют в борьбе с фитопатогенными организмами – возбудителями заболеваний растений, которые наносят ощутимый урон с/х. Антибиотики в пищевой и консервной промышленности используются в качестве консервантов скоропортящихся продуктов (свежей рыбы, мяса, сыра, овощей), наряду с физическими и химическими методами. Применяя антибиотики можно смягчить термическую обработку, что имеет большое значение для сохранения витаминов, вкусовых качеств и консистенции продуктов. В парфюмерии– для предохранения косметических средств от разрушения. В научных исследованиях – как инструменты (в этих исследованиях) при изучении механизмов биосинтеза белка, функционирования мембран, энергетических процессов и т.д., поскольку известно, что антибиотики подавляют определенные реакции метаболизма. Для защиты от биоповреждений. В последние десятилетия предпринимаются попытки использования антибиотиков в качестве средств защиты от биоповреждений различных промышленных материалов и изделий. 4.Классификация антибиотиков Классификация антибиотиков по биологическому происхождению 1.1 Антибиотики, вырабатываемые микроорганизмами, относящимися к эубактериям: 1.1.1 Образуемые представителями рода Pseudomonas (пиоцианин). 1.1.2 Образуемые представителями родов Lactococcus, Escherichia и т.д. (низин, колицин). 1.1.3 Образуемые представителями родов Brevi и Bacillus (субтилин, грамицидины, полимиксины). 1.1.4 Образуемые микроорганизмами, относящимися к порядку Actinomycetales (стрептомицин, канамицин, тетрациклины, актиномицины, эритромицин). 1.2 Антибиотики, образуемые несовершенными грибами (пенициллины, цефалоспорины, гризеофульвин, трихотецин). 1.3 Антибиотики, образуемые грибами, относящимися к классам базидиомицетов и аскомицетов ( лензитин, хетомин). 1.4 Антибиотики, образуемые лишайниками, водорослями и низшими растениями ( хлореллин) 1.5 Антибиотики, образуемые высшими растениям (аллицин, фазеолин). 1.6 Антибиотики животного происхождения (экмолин, лизоцим, интерферон). Классификация антибиотиков по спектру биологического действия 2.1 Антибактериальные, обладающие сравнительно узким спектром действия (пенициллин, эритромицин, грамицидин, бацитрацин), подавляют развитие грамположительных микроорганизмов (стафилококки, стрептококки, пневмококки), и широкого спектра действия (стрептомицин, тетрациклины, неомицин), подавляющие развитие как грамположительных, так и грамотрицительных микроорганизмов; 2.2 Противогрибковые, группа полиеновых антибиотиков (нистатин, гризеофульвин и др.), действующие на микроскопические грибы; 2.3 Противоопухолевые (актиномицины, митомицин и др.), действующие на опухолевые клетки человека и животных, а также на микроорганизмы. 3.Классификация антибиотиков по механизму биологического действия 3.1 Антибиотики, ингибирующие синтез клеточной стенки бактерий (пенициллины, цефалоспорины, бацитрацин, ванкомицин). 3.2 Антибиотики, нарушающие функции мембран (нистатин, грамицидины, трихомицин). 3.3 Антибиотики, которые избирательно подавляют синтез (обмен) нуклеиновых кислот (канамицин, гризеофульвин, новобиоцин, митомицины). 3.4 Антибиотики - ингибиторы синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, декоинин, саркомицин). 3.5 Антибиотики, подавляющие синтез белка (бацитрацин, аминогликозиды, эритромицин, тетрациклины). 3.6 Антибиотики - ингибиторы дыхания (олигомицины, патулин, пиоцианин). 3.7 Антибиотики - ингибиторы окислительного фосфолирования (валиномицин, грамицидины, колицины). 3.8 Антибиотики, которые обладают антиметаболитными свойствами (пуромицин, D-циклосерин). Эти соединения выступают в качестве антиметаболитов аминокислот, витаминов, нуклеиновых кислот. 3.9 Антибиотики- иммуномодуляторы (циклоспорины, рубомицин, оливомицин, актиномицины C и D). 4.Классификация антибиотиков по химическому строению 4.1 Углеводные антибиотики. Большинство продуцируются стрептомицетами. 4.1.1 Аминогликозиды-соединения, содержащие гликозидные связи (стрептомицин, канамицин, гентамицин 4.2 Макроциклические лактоны. 4.2.1 Макролидные антибиотики. Макролиды представляют собой класс антибиотиков, основу химической структуры которых составляет макроциклическое лактонное кольцо. В зависимости от числа атомов углерода в кольце макролиды подразделяются на 14-членные (эритромицин, рокситромицин, кларитромицин), 15-членные (азитромицин) и 16-членные (мидекамицин, спирамицин). 4.2.2 Полиеновые антибиотики, характерная особенность которых – наличие системы, содержащей от трех до восьми сопряженных двойных связей (нистатин). 4.3 Антибиотики хиноны и подобные им соединения. 4.3.1 Линейные конденсированные полициклические соединения (тетрациклины). 4.4. Антибиотики аминокислоты, пептиды и пептолиды. 4.4.1 Антибиотики – производные аминокислот. β-лактамные антибиотики. К β-лактамным антибиотикам (беталактамам), которые объединяет наличие в структуре β-лактамного кольца, относятся пенициллины, цефалоспорины (цефалотин, цефалексин, цефаклор, цефепим, цефазолин), карбапенемы (имипенем) и монобактамы, обладающие бактерицидным действием. 4.4.2 Антибиотики – гомопептиды (тиротроцин, грамицидины, бацитрацины). 4.4.3 Гетеромерные пептиды (полимиксины). 4.4.4 Антибиотики – пептолиды (актиномицины). 4.4.5 Высокомолекулярные: циклоспорины, лантибиотики. 4.5 Азотсодержащие гетероциклические соединения (азомицин,пуромицин). 4.6 Кислородсодержащие гетероциклические соединения (пеницилловая кислота, трихотецин). 4.7 Алициклические антибиотики (саркомицин, фузидин). 4.8 Ароматические анибиотики (хлорамфеникол, гризеофульвин, новобиоцин). 4.9 Алифатические антибиотики (вариотин, аллицин). 4.10 Холестеринподобные антибиотики (скваламин). |