Generaliti
Beta-laktam (atau β-laktam) merupakan sekumpulan besar antibiotik, yang terdiri daripada banyak molekul yang mempunyai persamaan inti pusat di dasar struktur kimianya: l "cincin beta-laktam, juga lebih dikenali sebagai beta-laktam.
Cincin beta-laktam - selain merupakan inti pusat kelas antibiotik ini - juga merupakan farmakofor molekul ini, iaitu kumpulan yang memberikan sifat antibakteria khas ubat ini.
Kelas antibiotik beta-laktam
Dalam kumpulan beta-laktam yang besar, kita dapati empat kelas antibiotik, iaitu penisilin, cephalosporins, i karbapenem dan saya monobactams.
Ciri utama ubat ini akan digambarkan secara ringkas di bawah.
Penisilin
Penisilin adalah antibiotik yang berasal dari semula jadi, kerana ia berasal dari jamur (iaitu, jamur).
Lebih tepat lagi, leluhur kelas antibiotik ini - yang penisilin G (atau benzylpenicillin) dan juga penisilin V (atau phenoxymethylpenicillin- pertama kali diasingkan dari budaya Penicillium notatum (acuan yang sekarang dikenali sebagai Penicillium chrysogenum).
Penemuan penisilin dikaitkan dengan Alexander Fleming yang, pada tahun 1928, mengamati bagaimana tanah jajahan Penicillium notatum mampu menghalang pertumbuhan bakteria.
Walau bagaimanapun, benzylpenicillin dan phenoxymethylpenicillin hanya diasingkan sepuluh tahun kemudian oleh sekumpulan ahli kimia Britain.
Sejak saat itu, pengembangan penyelidikan yang luar biasa di bidang penisilin bermula, dalam usaha untuk mencari sebatian baru dan semakin selamat dan berkesan.
Ribuan molekul baru ditemui dan disintesis, beberapa di antaranya masih digunakan dalam terapi hingga kini.
Penisilin adalah antibiotik dengan tindakan bakteria, iaitu, ia mampu membunuh sel bakteria.
Di antara banyak molekul yang tergolong dalam kelas hebat ini, kita ingat ampisilin, amoksisilin, metisilin dan oksasilin.
Cephalosporins
Cephalosporins - seperti penisilin - juga merupakan antibiotik yang berasal dari semula jadi.
Molekul dianggap sebagai nenek moyang kelas ubat ini - yang cephalosporin C - ditemui oleh doktor Itali Giuseppe Brotzu dari University of Cagliari.
Selama bertahun-tahun, banyak cephalosporin telah dikembangkan dengan peningkatan aktiviti dibandingkan dengan prekursor semula jadi, sehingga memperoleh ubat yang lebih berkesan dengan spektrum tindakan yang lebih luas.
Cephalosporins juga merupakan antibiotik bakteria.
Cefazolin, cefalexin, cefuroxime, cefaclor, ceftriaxone, ceftazidime, cefixime dan cefpodoxime tergolong dalam kelas ubat ini.
Carbapenems
Nenek moyang kelas ubat ini adalah thienamycin, yang pertama kali diasingkan dari actinomycete Streptomyces cattleya.
Diketahui bahawa thienamycin adalah sebatian dengan "aktiviti antibakteria yang kuat, dengan spektrum tindakan yang luas" dan mampu menghambat beberapa jenis β-laktamase (enzim tertentu yang dihasilkan oleh beberapa spesies bakteria yang mampu menghidrolisis beta-laktam dan untuk menonaktifkan antibiotik).
Oleh kerana thienamycin terbukti sangat tidak stabil dan sukar untuk diasingkan, pengubahsuaian dilakukan pada strukturnya sehingga memperoleh derivatif pertama semisintetik yang lebih stabil, imipenem.
Meropenem dan ertapenem juga tergolong dalam kelas antibiotik ini.
Carbapenems adalah antibiotik dengan tindakan bakteriostatik, iaitu, mereka tidak dapat membunuh sel bakteria, tetapi menghalang pertumbuhannya.
Monobactami
Satu-satunya ubat yang tergolong dalam kelas antibiotik ini ialah aztreonam.
Aztreonam bukan berasal dari sebatian semula jadi, tetapi berasal dari sintetik sepenuhnya. Ia mempunyai spektrum tindakan yang terhad kepada bakteria Gram-negatif sahaja dan juga mempunyai kemampuan untuk menonaktifkan beberapa jenis β-laktamase.
Mekanisme tindakan
Semua antibiotik beta-laktam bertindak dengan mengganggu sintesis dinding sel bakteria, iaitu mengganggu sintesis peptidoglikan.
Peptidoglycan adalah polimer yang terdiri daripada rantai karbohidrat nitrogen selari, yang disatukan oleh hubungan silang antara residu asid amino.
Ikatan ini terbentuk oleh enzim tertentu yang tergolong dalam keluarga peptidase (karboksipeptidase, transpeptidase dan endopeptidases).
Antibiotik beta-laktam mengikat peptidase ini mencegah pembentukan ikatan melintang yang disebutkan di atas; dengan cara ini, kawasan lemah terbentuk di dalam peptidoglikan yang membawa kepada lisis dan kematian sel bakteria.
Rintangan terhadap antibiotik beta-laktam
Beberapa spesies bakteria tahan terhadap antibiotik beta-laktam kerana mereka mensintesis enzim tertentu (le β-laktamase) dapat menghidrolisis cincin beta-laktam; dengan cara itu, mereka menyahaktifkan antibiotik, mencegahnya menjalankan fungsinya.
Untuk mengatasi masalah ketahanan ini, antibiotik beta-laktam dapat diberikan bersama dengan sebatian lain yang disebut Perencat β-laktamase yang - seperti namanya - menghalang aktiviti enzim ini.
Contoh perencat ini adalah "asid clavulanic yang sering dijumpai bersama amoksisilin (seperti, misalnya, dalam ubat Clavulin®), sulbactam yang terdapat dalam kombinasi dengan ampisilin (seperti, misalnya, dalam ubat Unasyn®) dan tazobactam yang boleh didapati dalam banyak ubat dalam kombinasi dengan piperacillin (seperti, misalnya, dalam ubat Tazocin®).
Walau bagaimanapun, ketahanan terhadap antibiotik bukan hanya disebabkan oleh penghasilan β-laktamase oleh bakteria, tetapi juga dapat disebabkan oleh mekanisme lain.
Mekanisme ini merangkumi:
- Perubahan struktur sasaran antibiotik;
- Penciptaan dan penggunaan jalan metabolik berbeza dari yang dihambat oleh ubat;
- Pengubahsuaian kebolehtelapan sel terhadap ubat, dengan cara ini, laluan atau perekatan antibiotik ke membran sel bakteria terhalang.
Malangnya, fenomena ketahanan terhadap antibiotik telah meningkat dengan ketara dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terutamanya disebabkan oleh penyalahgunaan dan penyalahgunaan yang dibuat daripadanya.
Oleh itu, ubat kuat dan berkesan seperti beta-laktam semakin berisiko menjadi tidak berguna kerana perkembangan berterusan ketegangan bakteria tahan.
