keumuman
Beta-laktam (atau β-laktam) merupakan keluarga besar antibiotik, terdiri dari banyak molekul yang memiliki kesamaan inti inti di dasar struktur kimianya: cincin beta-laktam, juga dikenal lebih sederhana sebagai beta-laktam .
Cincin beta-laktam - selain menjadi inti sentral dari kelas antibiotik ini - juga merupakan farmakofor dari molekul-molekul ini, yaitu kelompok yang memberikan sifat antibakteri yang khas dari obat-obatan ini.
Kelas antibiotik beta-laktam
Dalam keluarga besar beta-laktam kami menemukan empat kelas antibiotik, penisilin, sefalosporin, karbapenem, dan monobaktam .
Karakteristik utama dari obat ini akan dijelaskan secara singkat di bawah ini.
penisilin
Penisilin adalah antibiotik yang berasal dari alam, karena berasal dari jamur (yaitu, jamur).
Lebih tepatnya, para pendiri kelas antibiotik ini - penisilin G (atau benzilpenisilin ) dan penisilin V (atau fenoksimetilpenisilin ) - pertama kali diisolasi dari Penicillium notatum (cetakan yang sekarang dikenal sebagai Penicillium chrysogenum ).
Penemuan penisilin dikaitkan dengan Alexander Fleming yang, pada tahun 1928, mengamati bagaimana koloni Penicillium notatum mampu menghambat pertumbuhan bakteri.
Namun, benzilpenisilin dan fenoksimetilpenisilin diisolasi hanya sepuluh tahun kemudian berkat sekelompok ahli kimia Inggris.
Sejak saat itu, pengembangan besar penelitian di bidang penisilin dimulai, dalam upaya untuk menemukan senyawa baru yang selalu lebih aman dan lebih efektif.
Ribuan molekul baru ditemukan dan disintesis, beberapa di antaranya masih digunakan dalam terapi.
Penisilin adalah antibiotik dengan aksi bakterisida, yaitu mereka mampu membunuh sel bakteri.
Di antara banyak molekul yang termasuk kelas hebat ini, kita ingat ampisilin, amoksisilin, metisilin, dan oksasilin.
sefalosporin
Sefalosporin - seperti penisilin - juga merupakan antibiotik yang berasal dari alam.
Molekul yang dianggap sebagai nenek moyang dari kelas obat ini - sefalosporin C - ditemukan oleh dokter Italia Giuseppe Brotzu dari Universitas Cagliari.
Selama bertahun-tahun, banyak sefalosporin telah dikembangkan dengan peningkatan aktivitas dibandingkan dengan prekursor alami mereka, sehingga memperoleh obat yang lebih efektif dengan spektrum aksi yang lebih luas.
Sefalosporin juga merupakan antibiotik bakterisidal.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxime, cefaclor, ceftriaxone, ceftazidime, cefixime dan cefpodoxime termasuk dalam kelas obat ini.
carbapenems
Leluhur dari golongan obat ini adalah thienamycin, yang diisolasi untuk pertama kali dari actinomycete Streptomyces cattleya .
Ditemukan bahwa thienamycin adalah senyawa dengan aktivitas antibakteri yang kuat, dengan spektrum aksi yang luas dan mampu menghambat beberapa jenis β-laktamase (enzim tertentu yang diproduksi oleh beberapa spesies bakteri yang mampu menghidrolisis beta-laktam dan untuk menonaktifkan antibiotik).
Karena thienamycin ditemukan sangat tidak stabil dan sulit untuk diisolasi, perubahan dibuat pada strukturnya, sehingga memperoleh turunan semi-sintetis pertama yang lebih stabil, yaitu imipenem.
Juga termasuk dalam kelas antibiotik ini adalah meropenem dan raprap.
Karbapenem adalah antibiotik bakteriostatik, yaitu, mereka tidak mampu membunuh sel bakteri, tetapi menghambat pertumbuhannya.
monobaktam
Satu-satunya obat yang termasuk dalam kelas antibiotik ini adalah aztreonam.
Aztreonam tidak berasal dari senyawa alami, tetapi sepenuhnya berasal dari sintetis. Ia memiliki spektrum aksi yang terbatas pada bakteri Gram-negatif dan juga memiliki kemampuan untuk menonaktifkan tipe β-laktamase tertentu.
Mekanisme aksi
Semua antibiotik beta-laktam bertindak dengan mengganggu sintesis dinding sel bakteri, yaitu mereka mengganggu sintesis peptidoglikan.
Peptidoglikan adalah polimer yang terdiri dari rantai paralel karbohidrat nitrogen, yang disatukan oleh ikatan transversal antara residu asam amino.
Ikatan ini dibentuk oleh enzim khusus milik keluarga peptidase (carboxypeptidase, transpeptidase dan endopeptidase).
Antibiotik beta-laktam mengikat peptidase ini mencegah pembentukan ikatan silang yang disebutkan di atas; dengan cara ini, area yang lemah terbentuk di dalam peptidoglikan yang menyebabkan lisis dan kematian sel bakteri.
Resistensi terhadap antibiotik beta-laktam
Beberapa spesies bakteri resisten terhadap antibiotik beta-laktam karena mereka mensintesis enzim tertentu ( β-laktamase ) yang mampu menghidrolisis cincin beta-laktam; dengan melakukan itu, mereka menonaktifkan antibiotik yang mencegahnya menjalankan fungsinya.
Untuk mengatasi masalah resistensi ini, antibiotik beta-laktam dapat diberikan bersama dengan senyawa lain yang disebut inhibitor β-laktamase yang - seperti namanya - menghambat aktivitas enzim ini.
Contoh-contoh dari inhibitor ini adalah asam klavulanat yang sering ditemukan berhubungan dengan amoksisilin (seperti, misalnya, dalam obat Clavulin®), sulbaktam yang ditemukan dalam kombinasi dengan ampisilin (seperti, misalnya, dalam obat Unasyn®) dan tazobactam yang dapat ditemukan dalam banyak obat dalam kombinasi dengan piperasilin (seperti, misalnya, dalam obat Tazocin®).
Namun, resistensi antibiotik tidak hanya disebabkan oleh produksi bakteri β-laktamase, tetapi juga dapat disebabkan oleh mekanisme lain.
Mekanisme ini meliputi:
- Perubahan dalam struktur target antibiotik;
- Pembuatan dan penggunaan jalur metabolisme berbeda dari yang dihambat oleh obat;
- Dengan cara ini, perubahan permeabilitas sel terhadap obat menghambat perjalanan atau adhesi antibiotik ke membran sel bakteri.
Sayangnya, fenomena resistensi antibiotik telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, terutama karena penyalahgunaan dan penyalahgunaan yang dilakukan.
Oleh karena itu, obat yang sekuat dan seefektif beta-laktam semakin cenderung menjadi tidak berguna karena pengembangan terus-menerus strain bakteri resisten.
