Поліміксини

Поліміксини є антибіотиками, які в основному борються з грамнегативними бактеріями. Однак активні компоненти діють лише на бактерії, розташовані поза клітинами організму. Їх ефективність заснована на їх реакції з фосфоліпідами в мембранах бактеріальних клітин.

Що таке поліміксини?

Поліміксини - це складні розгалужені поліпептиди, які зазвичай складаються з десяти амінокислот. В кінці у них є гідрофобні жирні кислоти. Молекулярна структура дає змогу утворити полярність, яка відповідає фосфоліпідам у клітинних мембранах. Це дає змогу цим молекулам взаємодіяти з фосфоліпідами та руйнувати їх структуру. В результаті мембрана клітин бактерій розчиняється. Якщо вона повністю знищена, настає загибель клітин бактерії.

Однак до поліміксинів потрапляють лише бактерії, розташовані поза клітиною. Якщо бактерії вже пройшли мембрану клітини тіла, вони не можуть більше знищуватися цими діючими компонентами.

В основному використовуються два діючих інгредієнта поліміксинів. Це, з одного боку, поліміксин В, а з іншого - діюча речовина колістин. Спосіб дії обох речовин аналогічний. Однак поліміксини не можуть всмоктуватися парентерально (минаючи кишечник), оскільки вони надають нейротоксичну та пошкоджуючу дію на нирки. Тому в останніх застосуваннях колістін вводять у формі проліки у вигляді калістиметату натрію (CMS).

Фармакологічний ефект

Поліміксини використовуються для боротьби з переважно патогенними грамнегативними бактеріями. Грамнегативні та грампозитивні бактерії відрізняються за будовою їх клітинної мембрани. Використовуючи метод фарбування, розроблений датським бактеріологом Грамом, дві групи бактерій можна легко відрізнити одна від одної. Основний барвник застосовується для фарбування клітинної мембрани шляхом складного утворення. Грампозитивні бактерії проявляють забарвлення, тоді як грамнегативні бактерії не забарвлюються.

Грампозитивні бактерії мають у своїй клітинній мембрані товсту оболонку муреїну, виготовлену з пептидогліканів, тоді як грамнегативні бактерії мають лише тонкий шар муреїну. Ці відмінності впливають на чутливість бактерій до різних антибіотиків. Рішення за чи проти певних антибіотиків може бути прийняте шляхом швидкого визначення плями за Грамом.

Завдяки своїй полярності поліміксини реагують переважно на фосфоліпіди, які зв’язуються з полісахаридами. Таким чином утворюються хімічні зв’язки між поліміксинами та ліпополісахаридами (ЛПС). Завдяки тонкому шару муреїну в грамнегативних бактеріях поліпсисини краще досягаються ЛПС. В результаті клітинна мембрана спочатку руйнується, поки весь вміст цитоплазми не вивільниться і бактеріальна клітина не відмирає.

Чутливість бактерій до поліміксинів зростає із вмістом фосфоліпідів у клітинній мембрані. Було встановлено, що клітинні мембрани дуже чутливих бактерій зв'язують більше поліміксинів, ніж менш чутливі бактерії. Хімічна зміна активних інгредієнтів, наприклад, шляхом видалення кінцевих жирних кислот, може знизити ефективність.

Також було встановлено, що чим вища концентрація антибіотиків, тим краще борються з бактеріями. У дослідженнях можна було спостерігати утворення бульбашок на бактеріальній мембрані, що призвело до повного руйнування. Якщо концентрація була занадто низькою, мембрана не могла повністю розчинитися і бактерія вижила. Що стосується лікування, то не має значення, відпочиваючи чи ділиться бактерії. Однаково ефективний контроль можливий на обох етапах.

Медичне застосування та використання

І поліміксин В, і колістин мають однаковий спектр активності. Крім усього іншого, вони особливо хороші в боротьбі з грамнегативними бактеріями, такими як Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. або Аеробактер. Особливо чутливі бактерії, які добре реагують на лікування, - це Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida або Pseudomonas aeruginosa.

Також може виникати резистентність до поліміксинів. Однак такі трапляються рідко. Резистентність може бути наслідком змін активних речовин на поверхні бактерій, пригнічення потрапляння в мембрану клітин або зміни на поверхні бактерій. Деякі бактерії утворюють травні ферменти, які розщеплюють поліпептиди поліміксинів на клітинній поверхні. Крім того, деякі бактерії містять певні насоси, які виштовхують антибіотики з клітини. Зміна бактеріальної поверхні, яка помітна, наприклад, через меншу щільність фосфоліпідів, також може сприяти резистентності.

Основними використовуваними поліміксинами є поліміксин В або колістин. Спосіб дії обох речовин однаковий. Однак колістин можна використовувати тільки безпосередньо в мазях, в аерозолях для інгаляційної терапії або перорально для лікування кишечника. Він майже не всмоктується в кишечнику, так що його можна вводити тільки парентерально (наприклад, внутрішньовенно) для системного застосування. Однак чистий колістин надає нейротоксичну та токсичну дію на нирки при парентеральному застосуванні. Однак, як проліки, його можна сприймати як калістиметат натрію (СМС) без ускладнень.

Ризики та побічні ефекти

Як вже було сказано, колістин не повинен всмоктуватися парентерально, тобто, минаючи кишечник, оскільки це може призвести до нейротоксичних та нефротоксичних ефектів. Це стосується і інших поліміксинів. Однак пероральний прийом колістину не підходить для системного застосування, оскільки він майже не всмоктується через кишечник. Однак, як проліки у формі колістиметату натрію (CMS), він також може застосовуватися системно.