Цефалоспорины :: Описание группы лекарственных средств
Цефалоспорины относятся к β-лактамным антибиотикам. В настоящее время применяются 5 поколений антибиотиков-цефалоспоринов: I поколение - цефазолин, цефалексин; II поколение - цефуроксим, цефамандол; III поколение - цефотаксим, цефтриаксон, цефтазидим, цефиксим; IV поколение - цефипим, цефпиром; V поколение - цефтобипрол. Общими качествами, характерными для всех цефалоспоринов являются: широкий спектр антибактериального действия, бактерицидный эффект, высокая резистентность к β-лактамазам (причем, цефалоспорины I и II поколений резистентны к ферментам Staphylococcus, а препараты III и IV поколений имеют высокую устойчивость к β-лактамазам грамотрицательных микроорганизмов.
В 1945 г. итальянский ученый G. Brotzu выделил грибок Cephalosporium acremonium, который имел выраженную антибактериальную активность как по отношению к грамположительным, так и по отношению к грамотрицательным микроорганизмам. В дальнейшем из этого грибка удалось выделить действующее вещество - цефалоспорин С, который и стал исходным элементом для получения 7-аминоцефалоспорановой кислоты, считающейся структурной основой семейства цефалоспоринов. Первым представителем этого класса является препарат - цефалоридин. В медицине цефалоспорины начали широко применяться конце 70-х годов 20-ого века. В настоящее время насчитывается более 50 антибиотиков-цефалоспоринов.
Бактерицидный эффект антибиотики-цефалоспорины осуществляют посредством торможения синтеза пептидогликана - основы клеточной мембраны. Синтез пептидогликана осуществляется с помощью специальных ферментов - транспептидаз, карбоксипептидаз, эндопептидаз, которые служат "мишенями" для β-лактамных антибиотиков-цефалоспоринов. Эти ферменты называются - пенициллинсвязывающие белки (penicillin-binding proteins, ПСБ). Эффект антибиотика зависит от того, какой именно энзим он может инактивировать и какую роль играет этот энзим в синтезе пептидогликана. Антимикробный эффект цефалоспорины, как и пенициллины, осуществляют только на растущие и размножающиеся микроорганизмы, не оказывая никакого воздействия на "покоящиеся" микробные клетки.
В основу самой распространенной классификации антибиотиков-цефаспоринов заложен антимикробный спектр.
В представленной таблице хорошо видно, как от поколения к поколению, уменьшается чувствительность грамотрицательных микроорганизмов и увеличивается резистентность грамположительных. В каждом поколении имеется антибиотик-прототип, положительные качества которого берутся за основу при получении новых препаратов соответствующего поколения. Для первого поколения это - цефазолин, для второго - цефуроксим, для третьего - цефотаксим, для четвертого - цефепим.
I поколение цефолоспориновых антибиотиков имеет узкий спектр микробиологической активности, направленный, в основном, на грамположительные кокки (Moraxella catarrhalis, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae). Но, при этом, на Вacteroidesfragilis, Haemophilus influenzae, метициллинрезистентные стафилококки, пенициллинрезистентные пневмококки и энтерококки, препараты I поколения не оказывают никакого воздействия. Применяются при лечении стафилококковых и стрептококковых инфекциях верхних дыхательных путей, таких как, фарингит, пневмония, а также при инфекциях кожи и мягких тканей и инфекциях мочевыводящих путей. Из-за низкой антимикробной активности и неспособности проходить через гематоэнцефалический барьер, эти препараты не используются при нозокомиальных (госпитальных) инфекциях и при лечении менингита. Цефазолин часто используется в качестве профилактического средства при проведении сердечно-сосудистых операций, оперативных вмешательств на голове и шее, желудке и желчевыводящих путях.
II поколение цефалоспориновых антибиотиков, уже, кроме грамположительных (Staphylococcus aureus и Streptococci), действует также и на грамотрицательную флору, в частности на Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Klebsiella ssp., Proteus mirabilis и на представителей анаэробных бактерий - Clostridii. Некоторые препараты этой группы действуют на штаммы семейства Enterobacteriaceae. Среди цефалоспоринов этого поколения можно выделить 2 группы: истинные цефалоспорины и цефамицины (цефокситин, цефотетан, цефметазол). Цефамицины высокоэффективны против некоторых микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae, Bacteroides spp. и особенно Bacteroides fragilis, но проявляют слабую активность против стафилококков и стрептококков. Истинные цефалоспорины используются при пневмонии, инфекциях мягких тканей, осложненных синуситах, менингите. Цефамандол и цефуроксим не назначается для лечения нозокомиальной пневмонии или других госпитальных инфекций, вызванных Enterobacter spp., Citrobacter freundii, Proteus spp., Pseudomonas aeruginosa, вследствие того, что вышеперечисленные микроорганизмы очень быстро вырабатывают резистентность к цефалоспоринам 2-го поколения. Цефамицины являются очень эффективными для лечения интраабдоминальных инфекций, гинекологических заболеваний, аэробно-анаэробных инфекций мягких тканей и гнойных осложнений сахарного диабета. В связи с тем, что цефамициновые антибиотики недостаточно активны против Staphylococcus aureus и неустойчивы к бета-лактамазам семейства Enterobacteriaceae, они не применяются при лечении нозокомиальных инфекций.
III поколение цефалоспоринов является самой многочисленной и широко распространенной группой. Представители этого поколения оказывают сильно выраженное действие на грамотрицательные микроорганизмы, но, некоторые из них имеют ограниченную активность в отношении грамположительных кокков, особенно метициллинчувствительных штаммов Staphylococcus aureus, поэтому данные препараты можно применять только в случаях тяжелой внебольничной инфекции, вызванной Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae и др. Цефтриаксон и цефотаксим высокоактивны при лечении нозокомиальных инфекций, таких как, пневмонии, раневые инфекции, осложненные инфекции мочевыводящих путей. Из-за того, что к цефалоспоринам III поколения резистентны - синегнойная палочка, метициллинрезистентные стафилококки (MRSA) и энтерококки, при лечении тяжелых инфекций рекомендуется их совместное назначение с аминогликозидными антибиотиками. При лечении менингита, обусловленного Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, достаточно эффективны такие цефалоспорины, как цефтриаксон и цефотаксим.
IV поколение цефалоспориновых антибиотиков насчитывает более 10 препаратов, которые были созданы с целью противостоять всё более увеличивающейся резистентности микробных организмов, которая приводит к снижению эффективности химиотерапии. Эти антибиотики проявляют широкий спектр микробиологической активности за счет воздействия как на грамположительные кокки, так и на и грамотрицательные бактерии, например на большинство штаммов семейства Enterobacteriaceae и на Pseudomonas aeruginosa (синегнойную палочку). Применяются при тяжелых и средней тяжести инфекциях мочевыводящих путей, кожи, костей и суставов, органов малого таза и брюшной полости.
V поколение представляет достаточно новый препарат - цефтобипрола медокарил, который отличается еще более широким спектром микробиологической активности, направленным, в отличие от представителей предыдущих поколений, еще и на лечение метициллинустойчивого золотистого стафилококка (MRSA).
Побочные эффекты цефалоспоринов являются аналогичными для других бета-лактамным антибиотиков: сыпи различной локализации, бронхоспазм, возможное развитие перекрестной аллергии с пенициллинами, анафилактический шок, дисбактериоз, иногда - миалгии, приступы кашля, поражения почек.
В настоящее время антибиотики-цефалоспорины, благодаря широкому спектру антимикробного действия и резистентности к бета-лактазамам, являются наиболее востребованным и эффективным классом антибактериальных средств во всем мире.
В 1945 г. итальянский ученый G. Brotzu выделил грибок Cephalosporium acremonium, который имел выраженную антибактериальную активность как по отношению к грамположительным, так и по отношению к грамотрицательным микроорганизмам. В дальнейшем из этого грибка удалось выделить действующее вещество - цефалоспорин С, который и стал исходным элементом для получения 7-аминоцефалоспорановой кислоты, считающейся структурной основой семейства цефалоспоринов. Первым представителем этого класса является препарат - цефалоридин. В медицине цефалоспорины начали широко применяться конце 70-х годов 20-ого века. В настоящее время насчитывается более 50 антибиотиков-цефалоспоринов.
Бактерицидный эффект антибиотики-цефалоспорины осуществляют посредством торможения синтеза пептидогликана - основы клеточной мембраны. Синтез пептидогликана осуществляется с помощью специальных ферментов - транспептидаз, карбоксипептидаз, эндопептидаз, которые служат "мишенями" для β-лактамных антибиотиков-цефалоспоринов. Эти ферменты называются - пенициллинсвязывающие белки (penicillin-binding proteins, ПСБ). Эффект антибиотика зависит от того, какой именно энзим он может инактивировать и какую роль играет этот энзим в синтезе пептидогликана. Антимикробный эффект цефалоспорины, как и пенициллины, осуществляют только на растущие и размножающиеся микроорганизмы, не оказывая никакого воздействия на "покоящиеся" микробные клетки.
В основу самой распространенной классификации антибиотиков-цефаспоринов заложен антимикробный спектр.
| Поколение антибиотика | Чувствительность микроорганизмов | |
| грамотрицательных | грамположительных | |
| I поколение | ++++ | + |
| II поколение | +++ | ++ |
| III поколение | + | +++ |
| IV поколение | ++ | ++++ |
В представленной таблице хорошо видно, как от поколения к поколению, уменьшается чувствительность грамотрицательных микроорганизмов и увеличивается резистентность грамположительных. В каждом поколении имеется антибиотик-прототип, положительные качества которого берутся за основу при получении новых препаратов соответствующего поколения. Для первого поколения это - цефазолин, для второго - цефуроксим, для третьего - цефотаксим, для четвертого - цефепим.
I поколение цефолоспориновых антибиотиков имеет узкий спектр микробиологической активности, направленный, в основном, на грамположительные кокки (Moraxella catarrhalis, Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae). Но, при этом, на Вacteroidesfragilis, Haemophilus influenzae, метициллинрезистентные стафилококки, пенициллинрезистентные пневмококки и энтерококки, препараты I поколения не оказывают никакого воздействия. Применяются при лечении стафилококковых и стрептококковых инфекциях верхних дыхательных путей, таких как, фарингит, пневмония, а также при инфекциях кожи и мягких тканей и инфекциях мочевыводящих путей. Из-за низкой антимикробной активности и неспособности проходить через гематоэнцефалический барьер, эти препараты не используются при нозокомиальных (госпитальных) инфекциях и при лечении менингита. Цефазолин часто используется в качестве профилактического средства при проведении сердечно-сосудистых операций, оперативных вмешательств на голове и шее, желудке и желчевыводящих путях.
II поколение цефалоспориновых антибиотиков, уже, кроме грамположительных (Staphylococcus aureus и Streptococci), действует также и на грамотрицательную флору, в частности на Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Klebsiella ssp., Proteus mirabilis и на представителей анаэробных бактерий - Clostridii. Некоторые препараты этой группы действуют на штаммы семейства Enterobacteriaceae. Среди цефалоспоринов этого поколения можно выделить 2 группы: истинные цефалоспорины и цефамицины (цефокситин, цефотетан, цефметазол). Цефамицины высокоэффективны против некоторых микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae, Bacteroides spp. и особенно Bacteroides fragilis, но проявляют слабую активность против стафилококков и стрептококков. Истинные цефалоспорины используются при пневмонии, инфекциях мягких тканей, осложненных синуситах, менингите. Цефамандол и цефуроксим не назначается для лечения нозокомиальной пневмонии или других госпитальных инфекций, вызванных Enterobacter spp., Citrobacter freundii, Proteus spp., Pseudomonas aeruginosa, вследствие того, что вышеперечисленные микроорганизмы очень быстро вырабатывают резистентность к цефалоспоринам 2-го поколения. Цефамицины являются очень эффективными для лечения интраабдоминальных инфекций, гинекологических заболеваний, аэробно-анаэробных инфекций мягких тканей и гнойных осложнений сахарного диабета. В связи с тем, что цефамициновые антибиотики недостаточно активны против Staphylococcus aureus и неустойчивы к бета-лактамазам семейства Enterobacteriaceae, они не применяются при лечении нозокомиальных инфекций.
III поколение цефалоспоринов является самой многочисленной и широко распространенной группой. Представители этого поколения оказывают сильно выраженное действие на грамотрицательные микроорганизмы, но, некоторые из них имеют ограниченную активность в отношении грамположительных кокков, особенно метициллинчувствительных штаммов Staphylococcus aureus, поэтому данные препараты можно применять только в случаях тяжелой внебольничной инфекции, вызванной Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella pneumoniae и др. Цефтриаксон и цефотаксим высокоактивны при лечении нозокомиальных инфекций, таких как, пневмонии, раневые инфекции, осложненные инфекции мочевыводящих путей. Из-за того, что к цефалоспоринам III поколения резистентны - синегнойная палочка, метициллинрезистентные стафилококки (MRSA) и энтерококки, при лечении тяжелых инфекций рекомендуется их совместное назначение с аминогликозидными антибиотиками. При лечении менингита, обусловленного Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, достаточно эффективны такие цефалоспорины, как цефтриаксон и цефотаксим.
IV поколение цефалоспориновых антибиотиков насчитывает более 10 препаратов, которые были созданы с целью противостоять всё более увеличивающейся резистентности микробных организмов, которая приводит к снижению эффективности химиотерапии. Эти антибиотики проявляют широкий спектр микробиологической активности за счет воздействия как на грамположительные кокки, так и на и грамотрицательные бактерии, например на большинство штаммов семейства Enterobacteriaceae и на Pseudomonas aeruginosa (синегнойную палочку). Применяются при тяжелых и средней тяжести инфекциях мочевыводящих путей, кожи, костей и суставов, органов малого таза и брюшной полости.
V поколение представляет достаточно новый препарат - цефтобипрола медокарил, который отличается еще более широким спектром микробиологической активности, направленным, в отличие от представителей предыдущих поколений, еще и на лечение метициллинустойчивого золотистого стафилококка (MRSA).
Побочные эффекты цефалоспоринов являются аналогичными для других бета-лактамным антибиотиков: сыпи различной локализации, бронхоспазм, возможное развитие перекрестной аллергии с пенициллинами, анафилактический шок, дисбактериоз, иногда - миалгии, приступы кашля, поражения почек.
В настоящее время антибиотики-цефалоспорины, благодаря широкому спектру антимикробного действия и резистентности к бета-лактазамам, являются наиболее востребованным и эффективным классом антибактериальных средств во всем мире.