BACTERIOSTATISCH: KENMERKEN, WERKINGSMECHANISMEN EN VOORBEELDEN - GENEESMIDDEL - 2024

Bacteriostatische geneesmiddelen zijn antibiotica die de voortplanting en groei van bacteriën omkeerbaar stoppen. Ze worden gebruikt tegen infecties door gevoelige micro-organismen en bij patiënten met een competent immuunsysteem.

Pasteur en Joubert waren de eersten die het potentiële therapeutische effect van sommige microbiële producten erkenden. In 1877 publiceerden ze hun waarnemingen, waarin ze lieten zien hoe gewone micro-organismen de groei van de Anthrax-bacil in de urine konden stoppen.

Hoe een bacteriostatisch en een bacteriedodend antibioticum in de loop van de tijd werkt in relatie tot een populatie bacteriën (Bron: Kuon.Haku via Wikimedia Commons) Het moderne tijdperk van antibacteriële chemotherapie begon in 1936 met de introductie van sulfonamide in de medische praktijk. In 1941 kwamen voldoende hoeveelheden penicilline beschikbaar voor klinisch gebruik, wat een revolutie teweegbracht in de behandeling van infectieziekten.

Streptomycine, chlooramfenicol en chloortetracycline werden aan het einde van de Tweede Wereldoorlog geïdentificeerd. Sinds die tijd zijn er honderden antimicrobiële geneesmiddelen ontwikkeld en deze zijn beschikbaar voor de behandeling van verschillende infectieziekten.

Momenteel zijn antibiotica een van de meest gebruikte medicijnen bij medische behandelingen, meer dan 30% van de ziekenhuispatiënten krijgt antibiotica. Ze zijn echter een van de meest misbruikte medicijnen door artsen en patiënten. Onnodige en slecht beheerde therapieën met deze medicijnen hebben de ontwikkeling van bacteriële resistentie tegen veel antibiotica veroorzaakt.

Antimicrobiële stoffen worden volgens hun algemene werkingsmechanisme geclassificeerd als bacteriedodend (die bacteriën doden) en bacteriostatisch (die hun groei en voortplanting remmen). Hoewel dit onderscheid duidelijk is wanneer het in vitro wordt getest, is dit onderscheid bij gebruik in therapie niet zo gedefinieerd.

kenmerken

Zoals hierboven uitgelegd, kunnen antimicrobiële geneesmiddelen worden ingedeeld in geneesmiddelen die gevoelige bacteriën kunnen doden, die bacteriedodend worden genoemd, en geneesmiddelen die hun groei en ontwikkeling omkeerbaar remmen, bacteriostatica genoemd.

Momenteel wordt deze differentiatie vanuit klinisch oogpunt als enigszins diffuus beschouwd. Om deze reden wordt gezegd dat een bepaald antibioticum bij voorkeur werkt als een bacteriostatisch of een bactericide.

Daarom kan hetzelfde antibioticum een ​​tweeledig effect hebben (bacteriostatisch of bacteriedodend) afhankelijk van bepaalde omstandigheden, zoals de concentratie die het kan bereiken in het gebied waar het effect nodig is en de affiniteit die het heeft voor het betrokken micro-organisme.

Over het algemeen zijn bacteriostatica, met uitzondering van aminoglycosiden, antibiotica die de eiwitsynthese van gevoelige bacteriën verstoren. Als het immuunsysteem van het lichaam een ​​competent systeem is, is het voldoende om de groei en reproductie van een bacterie te remmen, zodat deze deze kan elimineren.

Anderzijds kunnen bactericiden verschillende werkingsmechanismen hebben: ze kunnen de synthese van de bacteriële celwand verstoren, het cytoplasmatische membraan veranderen of bepaalde processen verstoren die verband houden met de synthese en het metabolisme van bacterieel DNA.

Werkingsmechanisme

Er zijn verschillende schema's gebruikt om antimicrobiële geneesmiddelen te classificeren, waaronder de groepering van deze geneesmiddelen volgens gemeenschappelijke werkingsmechanismen. Volgens hun werkingsmechanisme worden antibiotica dus ingedeeld in:

- Antibiotica die de synthese van de bacteriële wand remmen: waaronder penicillines en cefalosporines, cycloserine, vancomycine en bacitracine.

- Antibiotica die de permeabiliteit van het membraan van micro-organismen veranderen, waardoor intracellulaire verbindingen kunnen ontsnappen: dit omvat detergentia zoals polymyxine en polyeen.

- Middelen die de functie van de 30S en 50S ribosomale subeenheden beïnvloeden en een reversibele remming van de eiwitsynthese veroorzaken: dit zijn bacteriostatische geneesmiddelen. Voorbeelden zijn chlooramfenicol, tetracyclines, erytromycine, clindamycine en pristanamycine.

- Middelen die binden aan de 30S-subeenheid en de eiwitsynthese veranderen en uiteindelijk de dood van de bacteriën veroorzaken: hiertoe behoren aminoglycosiden.

- Antibiotica die het nucleïnezuurmetabolisme beïnvloeden, remmen RNA-polymerase: rifamycine is een voorbeeld.

- Antimetabolietmiddelen die de folaatmetabolisme-enzymen remmen: voorbeelden hiervan zijn trimethoprine en sulfonamiden.

Werkingsmechanisme in het geval van bacteriostatica

Het werkingsmechanisme van bacteriostatische middelen heeft te maken met de verandering van de eiwitsynthese van de doelbacteriën. Dit wordt bereikt door verschillende mechanismen:

Remming van de activeringsfase

- Remmers van het isoleucyl-tRNA-synthetase-enzym.

Remming van de start van eiwitsynthese

- Voorkom de vorming van het 70S-initiatiecomplex of bind aan de 50S-subeenheid.

- Remming van de binding van aminoacyl-tRNA aan het ribosoom.

Remming van verlenging door verschillende mechanismen

- Het verstoren van het transpeptidatieproces.

- Interferentie met peptidyltransferase, in het 23S-rRNA van de 50S-subeenheid van het ribosoom.

- Remming van de translocatie van de verlengingsfactor G.

Een apart geval omvat het werkingsmechanisme van aminoglycosiden, aangezien ze inwerken op de 30S ribosomale subeenheid, waardoor ze de eiwitsynthese verstoren en daarom bacteriostatisch zijn. Ze oefenen echter een effect uit op het membraan van sommige bacteriën, wat een voornamelijk bacteriedodend effect veroorzaakt.

Voorbeelden van elk werkingsmechanisme en gevoelige micro-organismen

Activeringsfase-remmers

Mucopyrocine is een bacteriostatisch antibioticum dat in staat is het enzym isoleucyl-tRNA-synthetase competitief te remmen, waardoor de opname van isoleucine wordt geremd en de synthese wordt gestopt.

Dit antibioticum wordt gesynthetiseerd door sommige soorten Pseudomonas, dus het wordt daaruit geëxtraheerd. Het heeft een bijzonder krachtig effect tegen grampositieve bacteriën. Het wordt voornamelijk gebruikt voor huidinfecties, plaatselijk, of voor de uitroeiing van de gezonde dragerstaat van Staphylococcus aureus.

Remming van de start van eiwitsynthese

Bij bacteriën vindt het begin van de synthese plaats met de opname van methionine als formylmethionine gekoppeld aan een tRNA (transfer-RNA). De 30S en 50S ribosomale subeenheden nemen deel aan het initiatiecomplex, met twee belangrijke loci: Locus A en Locus P.

De groep oxazolidinonen en aminoglycosiden vertoont dit werkingsmechanisme. De groep oxazolidinonen is een groep synthetische antibiotica die onlangs in de klinische praktijk is geïntroduceerd en die geen kruisresistentie vertonen met andere bacteriostatische antibiotica.

Linezolid is de vertegenwoordiger van de oxazolidinonen, het is actief tegen grampositieve bacteriën, waaronder stammen van Staphylococcus aureus en Streptococcus spp. multiresistent en hebben geen activiteit tegen gramnegatieven.

Aminoglycosiden zijn van natuurlijke oorsprong, ze worden gesynthetiseerd door actinomyceten in de bodem of uit hun semi-synthetische derivaten. Ze zijn actief tegen een grote verscheidenheid aan bacteriesoorten, vooral tegen aerobe gramnegatieven.

Afhankelijk van de bacteriën en hun locatie kunnen ze een bacteriostatisch of bacteriedodend effect vertonen.

Remming van de binding van aminoacyl-tRNA aan het ribosoom

De tetracyclines en hun derivaten, de glycylcyclines, zijn vertegenwoordigers van deze groep. Ze blokkeren of remmen Locus A. Tetracyclines kunnen van nature voorkomen (streptomyces) of semi-synthetisch zijn; Deze omvatten doxycycline, minocycline en oxytetracycline.

Chemische structuur van het antibioticum doxycycline (bron: vaccinateur via Wikimedia Commons) Tetracyclines zijn breedspectrumantibiotica tegen veel bacteriën, zowel grampositief als gramnegatief, ze zijn zeer actief tegen rickettsiae, tegen chlamydia, mycoplasma's en spirocheten.

Tigecycline is een glycylcycline afgeleid van minocycline, met hetzelfde werkingsmechanisme, maar met vijf keer meer affiniteit dan minocycline en dat ook het cytoplasmatische membraan aantast. Ze zijn zeer actief tegen enterokokken en tegen veel bacteriën die resistent zijn tegen andere antibiotica.

Verlengingsremmers

Chlooramfenicol en lincosamiden zijn voorbeelden van deze groep, die inwerken op de P-locus. Fusinezuur is een voorbeeld van het mechanisme voor het remmen van de translocatie van verlengingsfactor G. Macroliden en ketoliden binden aan peptidyltransferase, op het 23S-rRNA van de 50S-subeenheid van het ribosoom.

Chlooramfenicol en zijn derivaten zoals thiamfenicol zijn breedspectrum bacteriostatische antibiotica tegen grampositieve en negatieve en tegen anaëroben. Ze zijn zeer actief tegen salmonellae en shigella, evenals tegen bacteroïden, met uitzondering van B. fragilis.

Het belangrijkste lincosamide is clindamycine, dat bacteriostatisch is, maar afhankelijk van de dosis, de concentratie in het doelwit en het type micro-organisme kan het een bacteriedodend effect hebben.

Clindamycine is effectief tegen gram-positieve middelen, met uitzondering van enterokokken, het is de voorkeur voor B. fragilis en is effectief tegen sommige protozoa zoals Plasmodium en Toxoplasma gondii.

Macroliden

Deze geneesmiddelen omvatten erytromycine, claritromycine en roxithromycine (als 14-koolstofmacroliden) en azitromycine (als 15-koolstofgroep). Spiramycine, josamycine en midecamycine zijn voorbeelden van macroliden met 16 koolstofatomen.

Telithromycine is een ketolide dat is afgeleid van erytromycine. Zowel macroliden als ketoliden zijn actief tegen onder andere grampositieve bacteriën, Bordetella pertussis, Haemophilus ducreyi, Neisseria ssp, Helicobacter pylori (claritromycine is effectiever) en Treponemas.

Referenties

1. Calvo, J., en Martínez-Martínez, L. (2009). Werkingsmechanismen van antimicrobiële stoffen. Infectieziekten en klinische microbiologie, 27 (1), 44-52.
2. Goodman en Gilman, A. (2001). De farmacologische basis van therapeutica. Tiende editie. McGraw-Hill
3. Meyers, FH, Jawetz, E., Goldfien, A., & Schaubert, LV (1978). Herziening van medische farmacologie. Lange Medical Publications.
4. Ocampo, PS, Lázár, V., Papp, B., Arnoldini, M., Zur Wiesch, PA, Busa-Fekete, R.,… & Bonhoeffer, S. (2014). Antagonisme tussen bacteriostatische en bacteriedodende antibiotica komt veel voor. Antimicrobiële middelen en chemotherapie, 58 (8), 4573-4582.
5. Rodríguez-Julbe, MC, Ramírez-Ronda, CH, Arroyo, E., Maldonado, G., Saavedra, S., Meléndez, B.,… & Figueroa, J. (2004). Antibiotica bij oudere volwassenen. Puerto Rico gezondheidswetenschappelijk tijdschrift, 23 (1).