Was sind Lactam-Medikamente?

Bei einer Erkältung oder Fieber verschreiben Ärzte häufig Antibiotika. Tatsächlich gehören viele Antibiotika, wie Penicillin oder Cephalosporine, zur Klasse der Beta-Lactam-Medikamente. Diese Medikamente werden häufig in der medizinischen Behandlung eingesetzt und sind sehr wirksam und haben eine starke bakterizide Wirkung. Zu den Beta-Lactam-Medikamenten gehören nicht nur einige Antibiotika, sondern auch viele andere Arten von Medikamenten. Was sind also die Beta-Lactam-Medikamente?

Als β-Lactam-Antibiotika (β-Lactame) bezeichnet man eine große Klasse von Antibiotika mit einem β-Lactam-Ring in ihrer chemischen Struktur. Dazu gehören die in der klinischen Praxis am häufigsten verwendeten Penicilline und Cephalosporine sowie neu entwickelte Cephalomycine, Thiomycine, monozyklische β-Lactame und andere atypische β-Lactam-Antibiotika. Dieser Antibiotikatyp hat die Vorteile einer starken bakteriziden Wirkung, einer geringen Toxizität, eines breiten Indikationsspektrums und einer guten klinischen Wirksamkeit. Veränderungen der chemischen Struktur dieser Arzneimittelklasse, insbesondere Veränderungen der Seitenketten, haben zu vielen Antibiotika mit unterschiedlichen antibakteriellen Spektren und antibakteriellen Wirkungen sowie verschiedenen klinisch-pharmakologischen Eigenschaften geführt.

Faktoren, die die antibakterielle Wirkung von β-Lactamen beeinflussen

Die Strukturen von grampositiven und gramnegativen Bakterien sind sehr unterschiedlich und die unterschiedlichen mit dem Zellkern verbundenen Seitenketten können die Lipophilie oder Hydrophilie jedes β-Lactam-Arzneimittels beeinflussen. Wirksame Medikamente müssen in die Bakterien eindringen und auf die Ziel-PBPs auf der Zellmembran einwirken können. Die wichtigsten Faktoren, die die antibakterielle Wirkung beeinflussen, sind:

① Die Leichtigkeit, mit der das Arzneimittel die Zellwand grampositiver Bakterien oder die äußere Lipoproteinmembran gramnegativer Bakterien durchdringt (d. h. die erste Penetrationsbarriere);

② Stabilität gegenüber β-Lactamase (der zweiten Enzymhydrolysebarriere);

③ Affinität zu antibakteriellen Ziel-PBPs.

Basierend auf diesen Faktoren gibt es ungefähr sechs Arten von Auswirkungen von β-Lactamen, die derzeit in der klinischen Praxis auf grampositive und gramnegative Bakterien angewendet werden.

Penicilline der Klasse I und orales Penicillin V können die Mukopeptidschicht der Zellwand grampositiver Bakterien leicht durchdringen, können jedoch die äußere Glykoproteinphospholipidmembran gramnegativer Bakterien nicht durchdringen. Daher haben sie ein schmales Wirkungsspektrum und sind nur gegen grampositive Bakterien wirksam.

Zur Klasse II zählen Ampicillin, Carbenicillin, Harnstoffpenicilline, Imipenem und einige Cephalosporine, die die Mukopeptidschicht der Zellwände grampositiver Bakterien mäßig durchdringen können und eine gute Durchlässigkeit für die äußere Membran gramnegativer Bakterien aufweisen, was sie zu Breitband-Antibiotika macht.

Penicilline der Klasse III werden leicht durch die extrazelluläre β-Lactamase-Penicillinase grampositiver Bakterien inaktiviert und zeigen häufig eine offensichtliche Resistenz gegenüber enzymproduzierenden Bakterien.

Zur Klasse IV gehören Isoxazolpenicilline, Cephalosporine der ersten und zweiten Generation sowie Imipenem, die gegenüber Penicillinase stabil und gegen grampositive enzymproduzierende Bakterien wirksam sind. Sie sind jedoch unwirksam gegen PBPs, deren Struktur durch Chromosomenmutationen verändert ist, was die Affinität zwischen dem Medikament und den PBPs verringern oder aufheben kann.

Zur Klasse V gehören Harnstoffpenicilline (wie Azlocillin und Mezlocillin), Carbenicillin sowie Cephalosporine der ersten und zweiten Generation. Sie wirken antibakteriell, wenn eine kleine Menge β-Lactamase im Extrazellulärraum vorhanden ist. Wenn eine große Menge des Enzyms vorhanden ist, wird es zerstört und verliert seine Wirkung.

Zur Klasse VI gehören Cephalosporine der dritten Generation, Aztreonam, Imipenem usw., die sehr stabil gegen β-Lactamase sind und auch in Gegenwart großer Mengen an β-Lactamase noch wirksam sind. Gegen PBPs, die sich aufgrund von Chromosomenmutationen verändert haben, sind sie jedoch unwirksam, und die Zugabe von Aminoglykosid-Antibiotika ist immer noch wirkungslos.