Polymyxiny

Polymyxiny jsou antibiotika, která hlavně bojují proti gramnegativním bakteriím. Účinné látky však působí pouze na bakterie umístěné mimo buňky těla. Jejich účinnost je založena na jejich reakci s fosfolipidy v membránách bakteriálních buněk.

Co jsou to polymyxiny?

Polymyxiny jsou komplexní rozvětvené polypeptidy, které obvykle sestávají z deseti aminokyselin. Nakonec mají hydrofobní mastné kyseliny. Molekulární struktura umožňuje vytvoření polarity, která odpovídá polaritě fosfolipidů v buněčných membránách. To umožňuje těmto molekulám interagovat s fosfolipidy a ničit jejich strukturu. V důsledku toho se bakteriální buněčná membrána rozpustí. Pokud je zcela zničen, dochází k buněčné smrti bakterií.

Polymyxiny však zasahují pouze bakterie umístěné mimo buňku. Pokud bakterie již prošly membránou tělesných buněk, nemohou být těmito aktivními složkami zničeny.

Používají se hlavně dvě aktivní složky polymyxinů. Toto je na jedné straně polymyxin B a na druhé straně účinná látka colistin. Způsob účinku obou látek je podobný. Polymyxiny však nelze absorbovat parenterálně (obejít střevo), protože pak mají neurotoxický a škodlivý účinek na ledviny. V novějších aplikacích je proto colistin podáván ve formě proléčiva jako sodná sůl colistimethátu (CMS).

Farmakologický účinek

Polymyxiny se používají ke kontrole hlavně patogenních gramnegativních bakterií. Gramnegativní a grampozitivní bakterie se liší strukturou buněčné membrány. Pomocí metody barvení vyvinuté dánským bakteriologem Gramem lze obě skupiny bakterií snadno odlišit jeden od druhého. K barvení buněčné membrány komplexním formováním se používá základní barvivo. Gram-pozitivní bakterie vykazují barvu, zatímco gram-negativní bakterie nezbarvují.

Grampozitivní bakterie mají v buněčné membráně silnou mureinovou skořepinu vyrobenou z peptidoglykanů, zatímco gramnegativní bakterie mají pouze tenkou vrstvu mureinu. Tyto rozdíly ovlivňují citlivost bakterií na různá antibiotika. Rozhodnutí pro nebo proti určitým antibiotikům může být učiněno rychlým stanovením Gramovy skvrny.

Díky své polaritě polymyxiny reagují hlavně s fosfolipidy, které jsou vázány na polysacharidy. Tím se vytvoří chemické vazby mezi polymyxiny a lipopolysacharidy (LPS). Díky tenké vrstvě mureinu u gramnegativních bakterií je LPS lépe dosaženo pomocí polymyxinů. V důsledku toho je buněčná membrána zpočátku zničena, dokud není uvolněn celý obsah cytoplazmy a bakteriální buňka nezemře.

Citlivost bakterií na polymyxiny se zvyšuje s obsahem fosfolipidů v buněčné membráně. Bylo zjištěno, že buněčné membrány velmi citlivých bakterií vážou více polymyxinů než méně citlivé bakterie. Chemická změna aktivních složek, například odstraněním koncových mastných kyselin, může snížit účinnost.

Bylo také zjištěno, že čím vyšší je koncentrace antibiotik, tím lepší jsou bakterie. Ve studiích bylo možné pozorovat tvorbu bublin na bakteriální membráně, což vedlo k úplné destrukci. Pokud byla koncentrace příliš nízká, membrána nemohla být úplně rozpuštěna a bakterie přežila. Pokud jde o ošetření, nezáleží na tom, zda bakterie odpočívají nebo se dělí. Stejně efektivní řízení je možné v obou fázích.

Lékařská aplikace a použití

Polymyxin B i kolistin mají stejné spektrum aktivity. Mimo jiné jsou obzvláště dobré v boji proti gramnegativním bakteriím, jako jsou Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. nebo Aerobacter. Obzvláště citlivé bakterie, které dobře reagují na léčbu, jsou Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida nebo Pseudomonas aeruginosa.

Může také dojít k odolnosti vůči polymyxinům. K těmto zřídka však dochází. Rezistence může být způsobena změnami aktivních látek na bakteriálním povrchu, inhibicí vstupu do buněčné membrány nebo změnami bakteriálního povrchu. Některé bakterie vytvářejí trávicí enzymy, které štěpí polypeptidy polymyxinů na buněčném povrchu. Kromě toho některé bakterie obsahují určité pumpy, které vytlačují antibiotika z buňky. K rezistenci může také přispět změna bakteriálního povrchu, která je patrná například díky nižší hustotě fosfolipidů.

Hlavními použitými polymyxiny jsou polymyxin B nebo kolistin. Způsob účinku obou látek je stejný. Kolistin však lze použít pouze přímo v masti, v aerosolech pro inhalační terapii nebo orálně k léčbě střeva. Sotva se vstřebává do střeva, takže může být podáván pouze parenterálně (např. Intravenózně) pro systémové použití. Čistý kolistin má však neurotoxický a toxický účinek na ledviny, pokud je užíván parenterálně. Jako proléčivo však může být bez komplikací přijato jako kolistimetát sodný (CMS).

Rizika a vedlejší účinky

Jak již bylo uvedeno, kolistin nesmí být absorbován parenterálně, tj. Obcházet střevo, protože to může vést k neurotoxickým a nefrotoxickým účinkům. To platí také pro jiné polymyxiny. Perorální požití kolistinu však není vhodné pro systémové použití, protože se těžko vstřebává střevem. Jako proléčivo ve formě kolistimetátu sodného (CMS) se však může také použít systémově.