ГДЗ по химии, 11 класс, Еремин, номер 21.5: Лекарственные средства

Бактерицидное действие — это способность лекарственного вещества вызывать гибель (смерть) микроорганизмов, в отличие от бактериостатического действия, которое лишь подавляет их рост и размножение. Для того чтобы препарат был бактерицидным, он должен нарушать жизненно важные процессы в клетке бактерии до такой степени, что восстановление невозможно.

Пенициллины и цефалоспорины (β-лактамы).

• Механизм: Эти препараты структурно похожи на предшественники пептидогликана — основного компонента клеточной стенки бактерий. Они необратимо связываются с ферментами транспептидазами (белками, связывающими пенициллин), блокируя формирование поперечных связей в пептидогликановом слое.
• Результат: Клеточная стенка становится неполноценной и не может выдерживать внутреннее осмотическое давление бактерии. Происходит лизис (разрыв) клетки и её гибель. Поскольку у клеток человека нет клеточной стенки из пептидогликана, эти антибиотики обладают высокой избирательностью и низкой токсичностью для организма хозяина.

Аминогликозиды (например, стрептомицин, гентамицин).

• Механизм: Аминогликозиды проникают внутрь бактериальной клетки и прочно связываются с 30S-субъединицей рибосом. Это приводит к двум эффектам: во-первых, блокируется начало синтеза белка; во-вторых, происходит ошибочное считывание генетической информации с мРНК, в результате чего синтезируются дефектные белки.
• Результат: Дефектные белки встраиваются в клеточную мембрану, увеличивая её проницаемость. Это позволяет большему количеству антибиотика проникнуть внутрь клетки, создавая порочный круг, который заканчивается гибелью бактерии. Именно поэтому аминогликозиды являются бактерицидными, хотя многие другие ингибиторы синтеза белка (например, тетрациклины или макролиды) чаще проявляют бактериостатический эффект.

Фторхинолоны (например, ципрофлоксацин, левофлоксацин).

• Механизм: Эти синтетические препараты ингибируют ключевые ферменты репликации ДНК — ДНК-гиразу (топоизомеразу II) и топоизомеразу IV. Обычно эти ферменты разрезают цепь ДНК, чтобы снять суперспирализацию перед копированием, а затем снова сшивают концы.
• Результат: Фторхинолоны стабилизируют комплекс «фермент–ДНК», предотвращая повторное сшивание цепи. В результате возникают одноцепочечные и двуцепочечные разрывы ДНК, которые бактерия не может восстановить. Остановка деления и повреждение генетического материала приводят к быстрой гибели клетки.

Сульфаниламиды.

• Механизм: Сульфаниламиды являются антиметаболитами парааминобензойной кислоты (ПАБК). Бактерии синтезируют фолиевую кислоту самостоятельно, используя ПАБК как субстрат для фермента дигидроптероатсинтазы. Сульфаниламиды конкурируют с ПАБК за активный центр этого фермента.
• Результат: Нарушается синтез фолиевой кислоты, необходимой для образования пуринов и пиримидинов (компонентов ДНК и РНК). Примечание: Само по себе действие сульфаниламидов чаще классифицируется как бактериостатическое, так как оно останавливает рост, но не всегда мгновенно убивает клетку. Однако в комбинации с триметопримом (который блокирует следующий этап синтеза фолатов) достигается мощный бактерицидный эффект. В контексте школьной программы их часто упоминают в ряду важных противомикробных средств, влияющих на метаболизм.

Мы рассмотрели три основные группы препаратов с выраженным бактерицидным действием:

1. β-лактамы (разрушают клеточную стенку).
2. Аминогликозиды (нарушают синтез белка и целостность мембраны).
3. Фторхинолоны (повреждают ДНК).

Общим для всех этих групп является нарушение критически важных структур или процессов, без которых существование бактериальной клетки невозможно, что и обеспечивает летальный исход для микроорганизма.