Polimyksyny

Polimyksyny to antybiotyki zwalczające głównie bakterie Gram-ujemne. Jednak składniki aktywne działają tylko na bakterie znajdujące się poza komórkami ciała. Ich skuteczność opiera się na ich reakcji z fosfolipidami w błonach komórkowych bakterii.

Co to są polimyksyny?

Polimyksyny to złożone polipeptydy rozgałęzione, które zwykle składają się z dziesięciu aminokwasów. Na końcu mają hydrofobowe kwasy tłuszczowe. Struktura molekularna umożliwia tworzenie polarności odpowiadającej polaryzacji fosfolipidów w błonach komórkowych. Umożliwia to tym cząsteczkom oddziaływanie z fosfolipidami i niszczenie ich struktury. W rezultacie błona komórkowa bakterii ulega rozpuszczeniu. Jeśli zostanie całkowicie zniszczony, nastąpi śmierć komórki bakterii.

Jednak polimyksyny docierają tylko do bakterii znajdujących się poza komórką. Jeśli bakterie przeszły już przez błonę komórki ciała, nie mogą już zostać zniszczone przez te aktywne składniki.

Stosuje się głównie dwa aktywne składniki polimyksyn. Jest to z jednej strony polimyksyna B, z drugiej zaś substancja czynna kolistyna. Sposób działania obu substancji jest podobny. Jednak polimyksyny nie mogą być wchłaniane pozajelitowo (z pominięciem jelita), ponieważ mają wtedy neurotoksyczny i uszkadzający wpływ na nerki. Dlatego też w nowszych zastosowaniach kolistyna jest podawana w postaci proleku jako kolistymetat sodu (CMS).

Efekt farmakologiczny

Polimyksyny są stosowane do zwalczania głównie patogennych bakterii Gram-ujemnych. Bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie różnią się budową błony komórkowej. Stosując metodę barwienia opracowaną przez duńskiego bakteriologa Grama, można łatwo rozróżnić dwie grupy bakterii. Podstawowy barwnik służy do barwienia błony komórkowej poprzez tworzenie kompleksu. Bakterie Gram-dodatnie wykazują zabarwienie, natomiast bakterie Gram-ujemne nie wybarwiają się.

Bakterie Gram-dodatnie mają grubą osłonkę mureiny zbudowaną z peptydoglikanów w błonie komórkowej, podczas gdy bakterie Gram-ujemne mają tylko cienką warstwę mureiny. Różnice te wpływają na wrażliwość bakterii na różne antybiotyki. Decyzję za lub przeciw niektórym antybiotykom można podjąć poprzez szybkie oznaczenie barwienia metodą Grama.

Ze względu na swoją polarność polimyksyny reagują głównie z fosfolipidami, które są związane z polisacharydami. W ten sposób powstają wiązania chemiczne między polimyksynami i lipopolisacharydami (LPS). Ze względu na cienką warstwę mureiny w bakteriach Gram-ujemnych, LPS są lepiej osiągane przez polimyksyny. W rezultacie błona komórkowa jest początkowo niszczona, aż do uwolnienia całej zawartości cytoplazmy i śmierci komórki bakteryjnej.

Wrażliwość bakterii na polimyksyny wzrasta wraz z zawartością fosfolipidów w błonie komórkowej. Stwierdzono, że błony komórkowe bardzo wrażliwych bakterii wiążą więcej polimyksyn niż mniej wrażliwych bakterii. Chemiczna zmiana składników aktywnych, na przykład poprzez usunięcie końcowych kwasów tłuszczowych, może zmniejszyć skuteczność.

Stwierdzono również, że im wyższe stężenie antybiotyków, tym lepiej zwalczane są bakterie. W badaniach można było zaobserwować tworzenie się pęcherzyków na błonie bakteryjnej, co doprowadziło do całkowitego zniszczenia. Jeśli stężenie było zbyt niskie, membrana nie mogłaby zostać całkowicie rozpuszczona i bakteria przeżyła. Jeśli chodzi o leczenie, nie ma znaczenia, czy bakterie odpoczywają, czy dzielą się. Równie skuteczna kontrola jest możliwa w obu fazach.

Zastosowanie i zastosowanie medyczne

Zarówno polimyksyna B, jak i kolistyna mają takie samo spektrum działania. Między innymi są szczególnie dobre w zwalczaniu bakterii Gram-ujemnych, takich jak Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. lub Aerobacter. Szczególnie wrażliwe bakterie, które dobrze reagują na leczenie to Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida lub Pseudomonas aeruginosa.

Może również wystąpić oporność na polimyksyny. Jednak te rzadko się zdarzają. Oporność może wynikać ze zmian w substancjach czynnych na powierzchni bakterii, z zahamowania wnikania do błony komórkowej lub ze zmian na powierzchni bakterii. Niektóre bakterie tworzą enzymy trawienne, które rozkładają polipeptydy polimyksyn na powierzchni komórki. Ponadto niektóre bakterie zawierają pewne pompy, które wypychają antybiotyki z komórki. Do oporności może również przyczyniać się zmiana powierzchni bakterii, która jest zauważalna np. Poprzez mniejszą gęstość fosfolipidów.

Główne stosowane polimyksyny to polimyksyna B lub kolistyna. Sposób działania obu substancji jest taki sam. Jednak kolistynę można stosować tylko bezpośrednio w maściach, w aerozolach do terapii inhalacyjnej lub doustnie w leczeniu jelit. Jest słabo wchłaniany w jelicie, więc można go podawać tylko pozajelitowo (np. Dożylnie) do stosowania ogólnoustrojowego. Jednak czysta kolistyna ma działanie neurotoksyczne i toksyczne na nerki po podaniu pozajelitowym. Jednak jako prolek można go bez komplikacji przyjmować w postaci kolistymetatu sodu (CMS).

Zagrożenia i skutki uboczne

Jak już wspomniano, kolistyny ​​nie wolno wchłaniać pozajelitowo, tj. Z pominięciem jelita, ponieważ może to prowadzić do działania neurotoksycznego i nefrotoksycznego. Dotyczy to również innych polimyksyn. Jednak doustne spożycie kolistyny ​​nie jest odpowiednie do stosowania ogólnoustrojowego, ponieważ jest ona słabo wchłaniana przez jelita. Jednak jako prolek w postaci kolistymetatu sodu (CMS) może być również stosowany ogólnoustrojowo.