Синтез белка представляет собой реализацию генетической информации, т. е. построение пептидной цепи с помощью мРНК. Сборка цепи из аминокислот (АК) происходит на рибосоме. В доставке аминокислот к мРНК участвуют разные транспортные молекулы РНК (тРНК), каждая из которых связывает конкретную АК.
Каждая тРНК несет антикодон триплета нуклеотидных оснований, которые комплементарны определенной кодирующей единице мРНК к(одон, состоит из трех нуклеиновых оснований).
Синтез белка состоит из следующих этапов:
1. Первый этап, инициация, включает сборку аппарата для синтеза белка из мРНК, малой и большой рибосомных единиц и инициирующего комплекса тРНК-АК. За этим следуют этапы удлинения.
2. Рибосома фокусируется на двух кодонах мРНК. Один (слева) связывает комплекс тРНК-АК, а АК уже добавлена к пептидной цепи. Другой (справа) готов принять следующий комплекс тРНК-АК.
3. После последнего присоединения аминокислоты двух смежных комплексов связываются в результате воздействия рибосомной пептидсинтетазы (пептидилтрансферазы). Она является рибозимом, т. е. ферментом, каталитическая функция которого обеспечивается рибосомной РНК. Одновременно отсоединяется левый комплекс тРНК-АК.
4. Левая тРНК отсоединяется от мРНК. Рибосома двигается вдоль нити мРНК и фокусируется на следующем кодоне.
5. Затем правый комплекс тРНК-АК перемещается влево, что дает возможность связать справа следующий комплекс.
Эти отдельные этапы могут ингибироваться антибактериальными препаратами. В отличие от линезолида, который продуцируется синтетически путем, все антибиотики, указанные на рисунке ниже, получают преимущественно из Streptomyces spp. Ниже обсуждаются группы препаратов в соответствии с этапами синтеза белков.
В классификации, построенной по принципу терапевтической важности, имеются градации. Во главе стоят макролиды и тетрациклины, которые имеют значение при амбулаторном лечении. За ними следуют аминогликозиды, вводимые парентерально и поэтому предназначенные для стационарного лечения, и в конце — линезолид (резервный препарат) и хлорамфеникол, который в настоящее время почти не используется.
1. Оксазолидиноны, например, линезолид, являются новой группой препаратов. Они ингибируют инициацию синтеза новой пептидной нити в точке, где связываются рибосома, мРНК и начальный комплекс тРНК-АК. Оксазолидиноны оказывают бактериостатическое действие на грамположительные бактерии. Поскольку имеются сообщения об угнетении костного мозга, необходим гематологический контроль.
Линезолид ингибирует МАОA и МАОB , поэтому эндогенные и введенные внутрь биогенные амины вызывают больший эффект и повышают АД.
2а. Тетрациклины ингибируют связывание комплексов тРНК-АК. Они обладают бактериостатическим свойством и поражают возбудителей многих видов. Тетрациклины всасываются из ЖКТ в различной степени в зависимости от вещества, причем полностью всасываются доксициклин иминоциклин. Внутривенная инъекция требуется редко. Наиболее частым побочным эффектом является нарушение со стороны ЖКТ (тошнота, рвота, диарея и т. д.), возникающее вследствие
1) прямого раздражающего действия на слизистую этих веществ и
2) подавления естественной бактериальной кишечной флоры (антибиотики широкого спектра), что позволяет патогенным микроорганизмам, включая грибы рода Candida, колонизировать кишку.
Не следует одновременно принимать антациды или молоко, т. к. тетрациклины образуют нерастворимые комплексы с многовалентными ионами (Са2+, Mg2+, AI3+, Fe2+/3+), что приводит к их инактивации, т. е. к нарушению всасывания, отсутствию антибактериальной активности и местному раздражающему действию. Свойство тетрациклинов образовывать комплексы с Са2+ обусловливает их способность накапливаться в растущих зубах и костях.
В результате происходит необратимое желто-коричневое окрашивание зубов и обратимое торможение роста костей. Исходя из этих нежелательных реакций, тетрациклины не следует применять после 2-го месяца беременности и назначать детям в возрасте до 8 лет. К другим побочным эффектам относятся повышенная фоточувствительность кожи и повреждение печени в основном после в/в введения.
Тигециклин — производное тетрациклина с измененной структурой (глицилциклин). Это резервный препарат при тяжелых инфекциях, эффективен также против тетрациклин-резистентных бактерий.
2b. Аминогликозиды вызывают образование аномальных комплексов тРНК-АК, что приводит к появлению ошибок при синтезе белка. Аминогликозиды являются бактерицидными средствами. Их спектр активности охватывает в основном грамотрицательные организмы. Стрептомицин и канамицин используются преимущественно при лечении туберкулеза.
Аминогликозиды состоят из аминосахаров, соединенных гликозидной связью с агликоновым фрагментом (см. гентамицин С1а, компонент смеси гентамицина). Они содержат несколько гидроксильных групп и аминогруппы, которые связывают белки. Следовательно, эти вещества имеют высокую полярность, плохо проникают через мембраны и плохо всасываются в кишечнике. Неомицин используется только местно накожно и для нанесения на слизистые оболочки.
Аминогликозиды для системного лечения серьезных инфекций вводят в виде инъекций (гентамицин, тобрамицин, амикацин, нетилмицин). Аминогликозиды проникают внутрь бактерий за счет бактериальных транспортных систем. В почках они проникают в клетки проксимальных канальцев посредством системы захвата олигопептидов. Канальцевые клетки чувствительны к повреждающему действию аминогликозидов (в основном обратимая нефротоксичность). Во внутреннем ухе могут повреждаться чувствительные клетки вестибулярного аппарата и спирального органа (в некоторых случаях развивается необратимая ототоксичность).
3. Хлорамфеникол ингибирует пептидсинтетазу. Он обладает бактериостатическим свойством против широкого спектра возбудителей, полностью всасывается после приема внутрь и легко преодолевает диффузионныебарьеры, например ГЭБ. Несмотря на эти благоприятные свойства, хлорамфеникол используется только в редких случаях (при инфекции ЦНС) из-за риска повреждения костного мозга.
4. Макролиды подавляют синтез белка на рибосомах. Они оказывают преимущественно бактериостатическое действие, которое направлено главным образом против грамлоложительных бактерий. Кроме того, поражаются внутриклеточные бактерии, например, хламидии и микоплазмы. Макролиды эффективны при введении внутрь. Прототипом препаратов этой группы является эритромицин, который также применяется как резервный препарат при аллергии или резистентности к пенициллину. Кларитромицин, рокситромицин и азитромицин являются производными эритромицина с одинаковой активностью, тем не менее они медленно выводятся, что позволяет снизить дозу и вводить их менее часто.
Макролиды обычно хорошо переносятся. Они вызывают желудочно-кишечные расстройства, возможно, из-за стимуляции рецепторов эндогенного посредника мотилина, который активирует перистальтику.
Эритромицин и другие макролиды ингибируют реполяризацию миокарда, в результате чего возникает риск сердечных аритмий у пациентов с уже имеющимся удлинением интервала ОТ на ЭКГ или у пациентов получающих одновременно другие препараты, удлиняющие интервал ОТ. Вследствие ингибирования изоферментов CYP, например CYP3A4, появляется риск неблагоприятных лекарственных взаимодействий. Длительное использование приводит к повреждению печени с холестазом.
Телитромицин — синтетический макролид с измененной структурой («кетолид»). Он обладает другим видом резистентности, которая связана со взаимодействием с дополнительным местом связывания рибосомы.
5. Линкозамиды. Клиндамицин обладает такой же антибактериальной активностью, как и эритромицин. Он оказывает бактериостатическое действие в основном на грамположительные аэробы, а также на анаэробные возбудители. Клиндамицин хорошо всасывается после приема внутрь и достигает эффективных концентраций даже в костной ткани, поэтому он используется при лечении стафилококкового остеомиелита.
