Antibiotiko

Antibiotikoak—batzuetanbakterio-kontrakoakdeituak— Izaki bizidun batetik erauzitako edo deribatu sintetiko batetik abiatuta ekoitzitako substantzia kimikoak dira. Hauek,mikroorganismopatogenoakhil edota beraien hazkuntza inhibitzen dute. Gehienetan,bakterioeksortutakoinfekzioaktratatzeko erabiltzen dira, eta hortik dator antibakteriano izenez ere ezagutzea.

Batetik, gai kimiko naturalak diren etaonddoharizpitsuak etabakterioespezie zenbaitek sortutako antibiotiko naturalak ditugu. Bestetik,molekulanaturalak kopiatuz, bai eta antibiotiko natural horiei hainbat aldaketa kimiko eginez eta haien bakterio-kontrako propietateak hobetuz sintetizatzen direnak.

Gaixotasun infekziosoaktratatzeko erabiltzen dira. Antibiotiko asko ezagutzen dira, baina medikuntzarentzat %1 inguruk besterik ez du balio.

Bakterioak

Zelula prokariotoaren egitura

Bakterioakzelula prokariotoakdira. Ondorioz, ez dute nukleorik, eztazelula eukariotoakdituztenorganuluugari ere (mitokrondriak,kloroplastoak,erretikulu endoplasmatikoa,golgiren aparatuaedolisosoma). Nukleorik ez edukitzeakDNAzitoplasmanegotea eragiten du. Morfologia ezberdineko bakterioak daude, sailkapenerako irizpide bezala erabil daitezkeenak: kokoak edo baziloak, esaterako.

Bakterio zelulen biziraupenean funtzio ezinbestekoa jokatzen duzelula hormak,beste era batera esanda,mintz plasmatikoarenkanpoaldetik kokatutako geruza polimerikoak.Peptidoglikanoabakterioenzelula hormanagertzen den etapolisakaridozetapeptidozosatutakopolimerobat da. Sare itxurako egitura bat osatzen du, bakterioaren arabera trinkoagoa izan daitekeena. Peptidoglikanoak ezinbesteko egitura eta babes funtzioa betetzen du bakterioarentzat.

Penizilina

Alexander Fleming (1881-1955)

Alexander Fleming-ek 1929an argitaratu zituen Penizilinari buruzko bere ikerketen emaitzak.Penicilliumnotatumonddoaksortutako substantzia bat zen,estafilokokogeneroko bakterioen hazkundea galarazteko gai zena, izan ere,pareta zelularrarenpeptidoglukanoarensintesia ekiditen du. Purifikatu ostean etaanimaliengaixotasun infekziosoaksendatzeko baliagarria zela frogatu ondoren, penizilina erabiltzen hasi zen gizakieninfekzioaktratatzeko, arrakasta handia lortuz.

Akzio mekanismoa

Lehen esan bezala,Penizilinak,mikroorganismoenparetaren zelularen sintesia galarazten du transpeptidasaentzimainhibitzeagatik. Akzio honen bitartez,peptidoglukanoarenformazioa saihesten da, eta honekin batera, baita honen elkargurutzaketa ere, zeinek, bakterioren paretari erresistentzia eta zurruntasuna emateaz gain, lisiosmotikotikbabesten du.

Bakterioenzelulenbiziraupenean funtzio ezinbestekoa jokatzen duzelula hormak,beste ere batera esanda,mintz plasmatikoarenkanpoaldetik kokatutako geruza polimerikoak. Geruza polimeriko hau,peptidoglukanozosatuta dago, hau da,polisakaridozetapeptidozosatutakopolimerobatez osatuta dago. Hain zuzen ere,N-azetilglukosaminaeta azido N-azetilmuramikoz osatua dago, alternaturik, eta 1β-4 loturekin. N-azetilmuramikoari lotutakopeptidomotzak tartekatzen dira.

Peptidoglukanoarensintesiazitoplasmangertatzen da, eta lau urrats nagusi ditu, non, UDP-ari lotuta daudenpolimeroarenunitateak, garraio funtzioa dutenlipidobatzuen bitartez,zelularenkanpoaldera garraiatzen diren, bertan,polimerizazioaburutu ahal izateko, bertan kokatutakoentzimabatzuei esker.Polimerizazioa,monomerobatzuk elkarren artean erreakzionatzearen ondorioz, kate edo sare egiturakomakromolekulaksortzeko gertatzen denerreakzio kimikoada. Kasu honetan, transpeptidazioa gertatuko da.

Transpeptidazioa, transferasaentzimakkatalizatzenduen etapeptidoglukanokatean gertatzen den zeharkako lotura bat da,non, emailea den kate monomeriko batekoamino taldebatpeptidoglukanoakduenD-alaninaralotzen den. Bi kate hauen elkargurutzatzean sortutako kate berriabakterioarenpareta zelularrarengainean eransten da. Transpeptidasaentzimak,baita ere, karboxipeptidasa aktibitatea du. Honen bitartez, kate peptidikoan elkargurutzaketa egiten ez duten, D-alaninamuturrak ezabatzen ditu.

Honen guztiaren ondorioz,penizilinaktranspeptidasaentzimainhibitzerakoan, goian aipatutako prozesua geldiarazten du, eta ondorioz, ezinezkoa izango da,zelularentzathain beharrezkoa denpeptidoglukanopareta osatzea. Izan ere, tranferasakpeptidoglukanoarensintesiaren azken urratsean ezinbesteko funtzioa betetzen du.

Sailkapena

Penizilinarenaurkikuntzak eta ondoren bere purifikazio mekanismoa garatu izanak atea ireki zuenantibiotikoberrien identifikazioan aurrera egiteko. Gaur egun antibiotikoek jatorri naturala, sintetikoa ala erdi-sintetikoa eduki dezakete, eta egitura molekularra ere oso anitza izan daiteke. Hiru multzotan sailkatuko ditugu: bakterioarenganako efektuaren, espektroaren eta ekintza-mekanismoaren arabera.

Bakterioarenganako efektuaren arabera

• Bakterizidak:Bakterioakhil eta deuseztatzeko ahalmena dutenak.
• Bakteriostatikoak:Bakterioen hazkuntza eragozteko ahalmena dutenak, zeinak populazioa muga ongarrien barruan mantentzea lortzen duten

Espektroaren arabera

• Espektro zabalekoak:Bakteriogrampositibo eta gram negatibo gehienak inhibitzeko gai direnak.
• Espektro mugatukoak: Soilikespeziegutxi batzuk inhibitzeko gai direnak.

Ekintza-mekanismoaren arabera

Bakterioenhormarensintesia galarazten dituztenantibiotikoak

Hormaren sintesia inhibitzen duten agenteekpeptidoglikanoberriaren sintesiaren hainbat urratsetan eragin ohi dute.

• Betalaktamikoak,peptidoen arteko loturen eraketa, hau da, peptidoglikano sintesiaren azken urratsa inhibitzen dute.

Familia honen barruan bost talde desberdin bereizi daitezke

1. Penizilina:
   • Naturalak: Penicillium onddoak sortuak dira, gram-positiboen kontra erabili izan dira.
   • Erdi sintetikoak: Anpizilina, adibidez, gramnegatibo batzuen kontra erabili ahal da.
2. Zefalosporinak: Cephalosporium onddoek ekoizten dituzten.
3. Karbapenemak:
4. Monobaktamak:
5. Belaktamasaren inhibitzaileak:

• Bazitrazinak,zitoplasmatikkanporako peptidoglikanoaren unitateen garraioan.
• Zikloserinak,peptidoglikanoaren garraioan.
• Glukopeptidoek,peptidoglikanoaren muntaia-prozesuko transpeptidazioan.

Bakterioen mintza plasmatikoa desegituratzen duten antibiotikoak

Bacillus polymixis-ek sortutako polimixinak bakterioen mintz zitoplasmatikoaren egitura suntsitzen du, baina mintzen egitura guztiak oso antzekoak direnez ostalariaren zelulentzat oso toxikoa da eta erabilera murriztua du.

• Polimixinak:Antibiotiko polipeptidiko, zikliko eta polikationikoak dira, eta gantz azido kate bat dute peptidoari lotuta. Zati hidrofiliko bat dute (peptidoa) eta karga positibo altua dutenez, erakartze elektroestatikoaren bidez, mintz zelularrera (karga neto negatiboa du) lotzen dira. Gainera, gantz azidoaren alboko katea mintzeko fosfolipidoei elkartzen zaie, interakzio hidrofobikoei esker. Honen ondorioz, mintzaren egitura nahasi egiten da, bere permeabilitatea handiagotuz, eta ezinbesteko metabolitoak galduz. Hala ere, mintzen egitura guztiak oso antzekoak direnez ostalariaren zelulentzat oso toxikoa da eta erabilera murriztua du.

• Daptomizina: Bakterio gram positiboen aktibitatean eragin handia sortzen duen lipopetido bat da. Bakterio gram positiboen mintz zitoplasmatikoan eragiten du, zelulan sartu gabe. Potentzial elektrikoa alteratzearen ondorioz, eta baita, potasio ioiak zelulatik kanpora ateratzearen ondorioz, despolarizazio handi bat ematen da mintzean. Horregatik, proteinen eta azido nukleikoen sintesian blokeo bat ematen da, bakterioaren heriotza ekartzen duena.

• Ionoforoak: Antibiotiko polipeptidiko ziklikoak dira(adibidez: balinomicina eta tirozidina A eta B). Egitura zirkular bereziaren ondorioz, kanpoaldetik hidrofobikoak dira eta barrualdetik berriz hidrofilikoak (polarra). Dituzten katioi monobalenteei esker bikapa lipidikoa zeharkatzeko gai dira. Potasio kontzentrazio altuak potentzial elektrikoa eta gradiente kimikoa aldatzen du funtzioa aldatuz.
• Poro sortzaileak (Gramizidak): Ionoforoak ez bezala, aminoazido (polipeptido aziklikoak) kate linealak dira, akzio mekanismo desberdin bat dutena. Hainbat gramizida molekula bata bestearen gainean jartzen dira, mintza zeharkatzen duen tunel moduko bat osatuz. Tunel hori, molekulen ezaugarri eta tamainarekin oso selektiboa den poro bat izango da. Gramizida, oso toxikoa da eta beraz, ez da oso ohikoa erabilera sistemiko bat ematea. Gainera, serum edo likido organikoetan inaktibatu egiten da.

Proteinen sintesia etenarazten duten antibiotikoak

Bakterioen proteinen sintesia 50S eta 30S azpiunitateak dituzten 70Serribosometangertatzen da;eukariotena,aldiz, 80S erribosometan gertatzen da. Horregatik, proteinen sintesian urratsen bat inhibitzen duten agenteak bakterioen erribosomentzako espezifikoak dira:

• Aminoglikosidoak:Erribosomen30S azpiunitatera elkartzen dira beraien funtzioa inhibituz, horrelaproteinen sintesiarenlehenengo urratsa oztopatuz.
• Oxazolidinonak:Proteinen sintesiaetaerribosomarenazpiunitate handiaren funtzioaren hastapena inhibitzen dute.
• Tetraziklinak.
• Kloranfenikolak,peptidiltransferasa erabilizpolipeptidoarenluzapena blokeatzen dutenak.
• Makrolidoak,erribosomen50S azpiunitatea elkartzen dutenak, proteinen luzapena etenaraziz (aipatu,gram-positiboentzatbakterizidakdirela eta gram-negatiboentzat aldiz bakteriostatikoak).

Azido nukleikoen (bakterioen kromosomaren) erreplikazioa oztopatzen duten antibiotikoak

• Kinolonak:DNAbiribiltzeko beharrezkoak diren DNA-girasak inhibitzen dituzte.
• Errifamizinak,DNA menpekoRNA polimerasainaktibatuz, RNA mezulariaren eraketa blokeatzen dute.
• Nitroimidazolak:Difusio pasiboaren bitartez zitoplasman sartzen dira eta bertan elektroiak garraiatzen dituen proteina baten bidez bakterio gram negatibo anaerobioen eta protozoen DNA kateak erreduzitu egiten dira eta horren ondorioz ebaki. Ezagunenak metronidazol, tinidazol eta ornidazol dira.
• Nitrofuranoak: Nitroimidazolen antzera, zitoplasman erreduzitzen dira deribatu toxikoak sortuz eta ondorioz DNA kaltetuz. Proteinaren sintesia ere oztopatzen du 30S erribosomarekin (erribosomaren azpiunitate txikia) bat egitean, kodoi-antikodoi onarpena blokeatuz.

Metabolismoan eragina duten antibiotikoak

Azido folikoaedo beste substantzien bide biosintetikoak inhibitzen dituzte.

• Kimioterapikosintetikoak: Bakterioentzat beharrezkoak diren metabolito batzuen sintesia blokeatzen dute.

• Sulfamidek,trimetropinak eta azido paraminosazilikoak azido folikoaren sintesia inhibitzen dute. Dihidropteroatosinteasa entzima inhibitzen dute, horrela, azido dihidropteroikoaren (azido folikoa) formazioa etenaraziz. Antibiotiko hauek, ez diote giza zelulari eragiten, azido folikoa dietatik lortzen baitute. Medikuntzan erabiltzen direnak, suladaizina, sullfazetamina… dira.
• Diaminoporodinak, trimetoprimak eta pirimetaminak: Hauek dihidrofolatoreduktasa entzima ere inhibitzen dute, azido hidrofolikoa azido tetrahidrofolikoan eraldatzeko pozesua katalizatzen duen entzima hain zuen ere.
• Botikatuberkulosiarenkontrakoek, isoniazinak eta etanbutolak,mikrobakterioenazido mikolikoak sintetizatzea edo horman ezartzea oztopatzen dute.

Ikus, gainera

• Antibiotikoekiko erresistentzia
• Antimikrobiano

Kanpo estekak

• https:// lifeder /peptidoglicano/
• JabierAgirre:«Antibiotikoen (kontrako) erresistentzia»,Argia,2011-11-27.

• Datuak:Q12187
• Multimedia:Antibiotics/Q12187