Antibioticele sunt un grup de medicamente importante care tratează și previn infectiile bacteriene de diverse tipuri. În prezent, peste 100 antibiotice diferite sunt disponibile pentru a trata o gama larga de infecții, de la infecții minore la infecții amenințătoare de viață.
Antibioticul este un compus chimic creat pentru a distruge bacterii. Poate fi produs în mod natural ori pe cale sintetică. Rolul antibioticului este acela de a stopa reproducerea bacteriilor prin diferite metode.
Există antibiotice care doar blochează metabolismul bacteriilor, lăsând sistemul imunitar să le distrugă şi antibiotice care au scopul de a ucide bacteriile. De asemenea, antibioticul poate fi folosit şi preventiv, ca de exemplu pentru a preîntâmpina apariţia infecţiilor, înaintea unor operaţii.
Bacteriile sunt organisme unicelulare în căutarea unor surse de hrană; atunci când reuşesc să treacă de filtrele sistemului imunitar, o dată intrate în organism încep să se multiplice, provocându-ne, cel mai adesea diferite afecţiuni.
Cum a apărut antibioticul?
Bacteriologul scoţian Alexander Fleming a fost cel care a descoperit în 1928, din întâmplare, proprietăţile ciudate de distrugător de bacterii ale „sucului” secretat de o ciupercă din clasa Penicillium. La întoarcerea dintr-un concediu de două săptămâni a găsit cultura de stafilococi afectată de Penicillium, care, din fericire, a ajuns acolo dintr-un laborator aflat cu un etaj mai jos. Fleming a observat ca bacteria pe care o studia se afla pe întreg mediul de cultură, dar nu în zona cu mucegai. Aşadar, „intrusul” era vinovat de inhibarea creşterii bacteriilor.
Antibioticele funcţionează şi împotriva viruşilor?
Antibioticele nu acţionează asupra viruşilor. Viruşii sunt, în esenţă, un lanţ de ADN ori ARN, fără metabolism propriu, consideraţi a nu fi organisme vii. Nu este nimic de distrus din perspectiva unui antibiotic.
Sunt însă cazuri în care doctorii pot prescrie antibiotice chiar dacă natura bolii este virală. Se întâmplă astfel, întrucât este posibil ca organismul pacientului să fie atât de slăbit, încât medicul să considere că o infecţie pricinuită de bacterii este posibilă. Aşadar, în anumite situaţii, în scop preventiv, antibioticele pot fi utile şi în boli virale.
Rezistenţa la antibiotic a bacteriilor
Una din problemele extrem de serioase cu care se confruntă omenirea este creşterea rezistenţei bacteriilor la antibioticele existente. Rezistenţa la antibiotice înseamnă ori că antibioticul nu mai are nici un efect asupra bacteriei ori că efectul este insuficient de pregnant pentru a stopa boala. Bacteriile devin imune la antibiotic nu doar din cauza omului, ci uneori se întâmplă în urma atacurilor cu antibiotice între diferite tipuri de bacterii.
Sunt trei modalităţi de obţinere a rezistenţei la antibiotice. Primul mod este mutaţia spontană a bacteriei. De cele mai multe ori această mutaţie duce la moartea bacteriei, dar sunt cazuri când această mutaţie este benefică, în sensul că conferă imunitate acesteia la administrarea antibioticului. O altă cale de imunizare este transferul de informaţie genetică între bacterii, o bacterie neimună, prin procesul numit „conjuncţie”, primeşte material genetic imunizant de la o altă bacterie. În sfârşit, bacteria poate obţine rezistenţa la antibiotic în urma unui atac al unui virus bacteriofag, care, dacă nu o omoară, îi poate oferi material genetic necesar supravieţuirii în lupta cu un antibiotic. O dată obţinută imunitatea, bacteriile o transferă generaţiilor viitoare.
Cât de repede acţionează antibioticele şi care este perioada pentru care trebuie luate?
Desigur, de bază este sfatul medicului. Totuşi, ca idee generală, antibioticul începe să-şi facă efectul după aproximativ 24 de ore. Dacă după 72 de ore de la administrarea primei pastile nu sunt semne vizibile de ameliorare a sănătăţii, este foarte posibil ca antibioticul să nu fie eficient în combaterea bolii, fiind nevoie de un nou consult medical şi probabil de prescrierea unui alt tip de medicaţie (ori un alt tip de antibiotic).
De regulă, perioada minimă pentru care trebuie administrat antibioticul este de 5 zile. Dacă o să întrerupeţi tratamentul imediat când vi se pare că v-aţi însănătoşit (ceea ce se poate întâmpla, în cazul unei dureri de gât, de pildă, după numai două zile de la luarea primei pastile), e foarte posibil ca bacteriile rămase în organism să fie suficient de viguroase pentru a se multiplica din nou și pentru a relua atacul împotriva organismului, simptomele inițiale revenind.
• Bacteriologul scotian Alexander Fleming a descoperit în anul 1928 primul antibiotic natural, penicilina.
• Antibioticele nu actionează asupra virusurilor.
• Utilizarea adecvată a antibioticelor este esențială pentru a reduce rezistența la antibiotice.
• Fleming a prezis creșterea rezistentei la antibiotice. Bacteriile devin rezistente la antibiotice în timp, ceea ce reduce eficacitatea acestora pentru a controla infecția.
• Antibioticele actionează fie prin omorarea bacteriilor, fie prin oprirea creșterii acestora.
Mod de acțiune al antibioticelor
Tratamentul cu antibiotic vizează eliminarea completă a bacteriei patogene din organism. Obiectivul unei molecule de antibiotic este de a ajunge la suprafata sau in interiorul celulei bacteriene si de a tinti selectiv anumite structuri moleculare sau biologice din componenta acesteia, lasand neafectat organismul animal.
Exista diferite tipuri de antibiotice, care actioneaza in doua moduri:
• Omoară bacteriile (efect bactericid) - ca de exemplu penicilina. Aceste antibiotice interferează fie cu formarea peretelui celular bacterian, fie cu conținutul celular al acestuia.
• Opresc creșterea bacteriilor fară să le distrugă (efect bacteriostatic) - ca de exemplu tetraciclinele.
• Datorită diversității foarte mari în ceea ce privește antibioticele, există o multitudine de mecanisme de acțiune prin care acestea își manifestă efectul de neutralizare sau de toxicitate asupra organismelor bacteriene. Obiectivul unei molecule de antibiotic este de a ajunge la suprafața sau în interiorul celulei bacteriane și de a ținti selectiv anumite structuri moleculare sau biologice din componența acestora, lăsând neafectate celulele gazdei animale. În acest caz, după cum se poate observa și în diagrama din partea dreaptă, antibioticele pot acționa la nivelul peretelui celular, membranei celulare, acizilor nucleici, proteinelor sau a ribozomilor bacterieni.
• De asemenea, prin mecanismul pe care îl prezintă, antibioticele pot face parte din două clase mari, astfel că ele pot avea efect bacteriostatic (inhibând creșterea microorganismelor, dar fără să le distrugă) sau bactericid (provocând moartea celulelor bacteriene), însă există exemple de antibiotice care produc ambele efecte .
Peretele celular
• Un număr relativ mare de antibiotice își manifestă efectul prin blocarea sintezei, organizării sau formării finale a peretelui celular, în special în punctele de legare ale peptidoglicanului (care este componentul principal al acestuia), dar nu interferă deloc cu alte componente intracelulare. În urma inhibării sintezei peretelui celular, au loc alterări în compoziția intracelulară a microorganismului, datorită unor modificări ale presiunii osmotice. Atâta timp cât procesele intracelulare se pot derula, acestea încearcă să compenseze presiunea internă creată de lipsa peretelui celular, însă până în momentul în care celula se distruge. În același timp, lipsa peretelui va permite intrarea altor agenți antibacterieni.
Câteva exemple de antibiotice care acționează la nivelul peretelui celular sunt: toate antibioticele beta-lactamice (penicline, cefalosporine, monobactame, carbapeneme, prin legarea de enzimele responsabile de sinteza peptidoglicanului), antibioticele glicopeptidice (prin împiedicarea legării straturilor de peptidoglican) și bacitracina (prin împiedicarea transportului precursorilor de peptidoglican)
Membrana celulară
O altă categorie de antibiotice este cea care poate produce o lezare directă sau indirectă (prin inhibarea sintezei unor molecule constituente) asupra membranei celulare, efect care se poate manifesta atât la bacterii, cât și la unele specii fungice. Multe dintre molecule țintesc fosfolipidele membranare, care sunt componente lipide cu caracter anionic și vor atrage peptidele antimicrobiene cu caracter cationic, ducând la deformări fizice. Exemple de astfel de peptide includ polimixinele (polimixina B și colistina, care cresc permeabilitatea membranei prin acțiunea similară cu a detergenților) și daptomicina (care se leagă de membrană și produce depolarizarea acesteia)
Acizii nucleici
• Unele antibiotice prezintă un efect de blocare a sintezei moleculelor de acizi nucleici (ADN, ARN), a funcției ribozomilor sau a enzimelor care participă la sinteza proteinelor bacteriene, ceea ce duce la formarea unor proteine defectuoase.Dacă se ia în considerare sinteza ADN-ului și a ARN-ului, există mai multe tipuri de enzime implicate în sinteza acestora care pot fi inhibate. În primul rând, chinolonele inhibă topoizomeraza de tipul II (ADN-giraza) și topoizomeraza de tipul IV, absolut necesare pentru replicarea ADN, pentru recombinare și pentru procesele de reparare ale ADN-ului. Același mecanism de inhibiție al ADN-girazei este prezentat și de aminocumarine (novobiocina).
• Pot exista și alte mecanisme prin inhibare enzimatică. Rifamicinele, clasă din care face parte și rifampicina, se leagă de ARN-polimerază, ceea ce are ca efect inhibarea inițierii sintezei de ARN. Un alt mecanism este cel prezentat de nitroimidazoli și nitrofurani, care se inserează în celula bacteriană și sunt reduse sub acțiunea nitroreductazelor bacteriene la compuși citotoxici care afectează structura acizilor nucleici și a proteinelor.
• Ribozomii și sinteza proteică
• În final, cele mai multe clase de antibiotice sunt capabile să inhibeze procesele care au loc la nivelul ribozomului bacterian, diferit structural față de cel eucariot. Ribozomii sunt organitele cu rol în sinteza proteinelor celulare, așadar prin perturbarea funcției sale fie se va opri sinteza proteinelor, fie se vor forma proteine nefuncționale, aberante.
Exista 10 clase de antibiotice:
• Peniciline Se mai numesc si antibiotice beta-lactamice deoarece contin un nucleu de beta-lactama in molecula lor. In aceasta categorie sunt incluse penicilinele, cefalosporinele, monobactamele si carbapenemele. Actioneaza prin inhibarea sintezei peretelui bacterian avand efect bactericid (omoara bacteriile).
• Cefalosporine Au efect bactericid (distrug bacteriile) si actioneaza similar ca penicilinele
• Carbapeneme Sunt inrudite structural cu penicilinele. Au cel mai larg spectru de actiune dintre beta-lactamine. Sunt considerate antibiotice de rezerva, pentru cazurile moderat/severe de infectii. Sunt rezervate ca ultima linie de tratament, pentru a preveni dezvoltarea rezistentei.
• Macrolide- Eritromicina a fost folosita frecvent ca alternativa la tratamentul cu penicilina
• Tetracicline -Au efect bacteriostatic (inhiba cresterea bacteriilor fara sa le distruga).
• Chinolone- Au efect bactericid (omoara bacteriile) si spectru larg de actiune.
• Lincomicine- Au efect bacteriostatic
• Sulfonamide- Au efect bacteriostatic (asocierea cu trimetoprim le face bactericide) si spectru larg de actiune.
• Glicopeptide
• Aminoglicozide