როგორ მოქმედებს ანტიბიოტიკები? ხუთი სამიზნე, ხუთი კლასი

იმისათვის, რომ ანტიბიოტიკი სასარგებლო იყოს, მან ბაქტერიას უნდა დააზიანოს, მასპინძელ ცხოველს კი — არა. ამას სელექციური ტოქსიკურობა ეწოდება და ის შესაძლებელია იმიტომ, რომ ბაქტერიას აქვს ისეთი სტრუქტურები, რომლებიც ცხოველის უჯრედს ან საერთოდ არ გააჩნია, ან სხვაგვარად აქვს აგებული.

გამოყენებაში მყოფი ანტიბიოტიკების თითქმის ყველა ხუთი სამიზნიდან ერთ-ერთს უტევს. იმის ცოდნა, თუ რომელ ჯგუფს ეკუთვნის პრეპარატი, ბევრად აადვილებს იმის გაგებას, რატომ მოქმედებს ის ზოგიერთ ბაქტერიაზე და ზოგზე კი არა, და როგორ ჩნდება რეზისტენტობა.

1. უჯრედის კედლის სინთეზი

ბაქტერიების უმეტესობას უჯრედის მემბრანის გარეთ აქვს პეპტიდოგლიკანის მაგარი კედელი. ეს კედელი უჯრედს ერთიანობაში ინარჩუნებს მაღალი შიდა წნევის საწინააღმდეგოდ. ცხოველის უჯრედში მსგავსი სტრუქტურა არ არსებობს — სწორედ ეს ხდის მას იდეალურ სამიზნედ.

ბეტა-ლაქტამები (პენიცილინები, ცეფალოსპორინები, ამოქსიცილინი და მისი მსგავსნი) ბლოკავს იმ ფერმენტებს, რომლებიც პეპტიდოგლიკანის ჯაჭვებს ერთმანეთთან აკავშირებს. მზარდი ბაქტერია კედელს ვეღარ აღადგენს და საკუთარი შიდა წნევის ქვეშ სკდება. ამიტომ ბეტა-ლაქტამები, როგორც წესი, ბაქტერიციდულად ითვლება და მოქმედებს მხოლოდ აქტიურად მრავლდებად ბაქტერიებზე.

ამ ჯგუფის მიმართ ყველაზე გავრცელებული რეზისტენტობის მექანიზმი ბეტა-ლაქტამაზას ფერმენტებია: ბაქტერია გამოიმუშავებს ფერმენტს, რომელიც ანტიბიოტიკის რგოლოვან სტრუქტურას შლის.

2. ცილის სინთეზი

ბაქტერიები ცილებს 70S რიბოსომაზე აწარმოებენ; ცხოველის უჯრედი კი 80S რიბოსომას იყენებს. სწორედ ეს სტრუქტურული განსხვავებაა ანტიბიოტიკების ყველაზე მრავალრიცხოვანი ჯგუფის საფუძველი.

ქვეჯგუფები იმის მიხედვით გამოიყოფა, რიბოსომის რომელ ქვეერთეულს უკავშირდებიან:

• ტეტრაციკლინები (დოქსიციკლინი, ოქსიტეტრაციკლინი, ქლორტეტრაციკლინი) უკავშირდება 30S ქვეერთეულს და ბლოკავს ახალი ამინომჟავის შესვლას.
• ამინოგლიკოზიდები (ნეომიცინი, გენტამიცინი) უკავშირდება 30S ქვეერთეულს და იწვევს გენეტიკური კოდის არასწორად წაკითხვას.
• მაკროლიდები (ტილოზინი, ერითრომიცინი, ტილმიკოზინი), ლინკოზამიდები (ლინკომიცინი), ამფენიკოლები (ფლორფენიკოლი) და პლევრომუტილინები (ტიამულინი) უკავშირდება 50S ქვეერთეულს და აჩერებს მზარდი ცილოვანი ჯაჭვის დაგრძელებას.

ამ ჯგუფის უმეტესობა ბაქტერიოსტატიკურია: ის ბაქტერიას არ კლავს, არამედ აჩერებს მის გამრავლებას და დასუფთავების საქმეს იმუნურ სისტემას უტოვებს. სწორედ ამიტომ შეიძლება პასუხი უფრო სუსტი იყოს იმუნოსუპრესირებულ ცხოველში.

3. ნუკლეინის მჟავების სინთეზი

ბაქტერიის დნმ გაყოფის დროს უნდა გაიშალოს და ხელახლა დაიხვიოს. ამის შემსრულებელი ფერმენტებია დნმ-გირაზა და ტოპოიზომერაზა IV.

ქინოლონები და ფტორქინოლონები (ენროფლოქსაცინი, დანოფლოქსაცინი, მარბოფლოქსაცინი, ფლუმექინი) ბლოკავს ამ ფერმენტებს. დნმ ვეღარ კოპირდება და ბაქტერია კვდება — ანუ ეს ჯგუფი ბაქტერიციდულია.

ფტორქინოლონები ბევრ ქვეყანაში კრიტიკულად მნიშვნელოვან ანტიმიკრობულ საშუალებებს მიეკუთვნება; ეს კი ნიშნავს, რომ მათი გამოყენება შეგნებულად უნდა შეიზღუდოს.

4. ფოლატის გზა

ბაქტერიების უმეტესობა დნმ-ის სამშენებლო ბლოკებისთვის საჭირო ფოლატს თავად უნდა წარმოქმნიდეს; ცხოველები კი ფოლატს მზა სახით საკვებიდან იღებენ. ეს განსხვავება კიდევ ერთ სელექციურ სამიზნეს იძლევა.

სულფონამიდები ამ გზის ერთ საფეხურს ბლოკავს, ტრიმეთოპრიმი კი — მომდევნოს. სწორედ ამიტომ ეს ორი ხშირად ერთად ფორმულირდება: ერთი და იმავე ჯაჭვის ორ ადგილას გაწყვეტა უფრო ძლიერ შედეგს იძლევა, ვიდრე თითოეული ცალკე, და ანელებს რეზისტენტობის განვითარებას. ამ პრინციპს სინერგია ეწოდება.

5. უჯრედის მემბრანა

ბოლო ჯგუფი პირდაპირ ბაქტერიის გარე მემბრანას უტევს. პოლიმიქსინები (კოლისტინი) უკავშირდება გრამუარყოფითი ბაქტერიების გარე მემბრანის ლიპოპოლისაქარიდებს და არღვევს მემბრანის განვლადობას; უჯრედის შიგთავსი გარეთ გამოიჟონება.

რადგან კოლისტინი ადამიანის მედიცინაში ბოლო რიგის არჩევანია, მისი გამოყენება ცხოველებში ბევრ ქვეყანაში სპეციალურად შეზღუდულია.

შემაჯამებელი ცხრილი

სამიზნე	კლასების მაგალითები	ეფექტი
უჯრედის კედელი	პენიცილინები, ცეფალოსპორინები	ბაქტერიციდული
ცილის სინთეზი (30S)	ტეტრაციკლინები, ამინოგლიკოზიდები	ძირითადად ბაქტერიოსტატიკური
ცილის სინთეზი (50S)	მაკროლიდები, ლინკოზამიდები, ამფენიკოლები, პლევრომუტილინები	ძირითადად ბაქტერიოსტატიკური
ნუკლეინის მჟავა	ფტორქინოლონები	ბაქტერიციდული
ფოლატის გზა	სულფონამიდები + ტრიმეთოპრიმი	კომბინაციაში ბაქტერიციდული
უჯრედის მემბრანა	პოლიმიქსინები	ბაქტერიციდული

რატომ არ მოქმედებს ერთი ანტიბიოტიკი ყველა ბაქტერიაზე?

იმისათვის, რომ ანტიბიოტიკი იმოქმედოს, მან უნდა მიაღწიოს სამიზნეს და სამიზნე ადგილზე უნდა იყოს. გრამუარყოფით ბაქტერიებს დამატებითი გარე მემბრანა აქვთ, რომელიც მრავალ მოლეკულას შიგნით არ უშვებს. მიკოპლაზმებს კი უჯრედის კედელი საერთოდ არ გააჩნიათ — სწორედ ამიტომ ბეტა-ლაქტამები, რომელთა სამიზნეც უჯრედის კედელია, მიკოპლაზმებზე არ მოქმედებს.

რომელი ანტიბიოტიკია კონკრეტულ შემთხვევაში შესაფერისი, დამოკიდებულია გამომწვევზე, ცხოველის სახეობაზე, პრეპარატის ორგანიზმში განაწილებაზე და თქვენს ქვეყანაში მოქმედ ავტორიზაციის პირობებზე. ეს გადაწყვეტილება ეკუთვნის ვეტერინარ ექიმს, რომელიც ცხოველს ათვალიერებს.

იმის შესახებ, თუ როგორ ვითარდება რეზისტენტობა და რა ანელებს მას, იხილეთ რა არის ანტიმიკრობული რეზისტენტობა (AMR)?