Полимиксините са антибиотици които се борят главно с грам-отрицателни бактерии. Активните вещества обаче действат само върху бактерии разположени извън телесните клетки. Основата на тяхната ефективност е тяхната реакция с фосфолипиди на бактериални клетъчни мембрани.
Какво представляват полимиксините?
Полимиксините са антибиотици които се борят главно с Грам-отрицателни бактерии. Полимиксините представляват сложно разклонени полипептиди, които обикновено се състоят от десет аминокиселини. Те имат хидрофобни мастни киселини накрая. Молекулярната структура позволява образуването на полярност, съответстваща на тази на фосфолипиди на клетъчните мембрани. В резултат на това молекули са в състояние да взаимодействат с фосфолипиди и разрушават тяхната структура. В резултат на това бактерията клетъчната мембрана разтваря се. Когато е напълно унищожена, настъпва клетъчна смърт на бактерията. Полимиксините обаче достигат само до бактерии, разположени извън клетката. Ако бактериите вече са преминали през мембраната на телесната клетка, те вече не могат да бъдат унищожени от тези агенти. Използват се главно две активни съставки на полимиксините. Единият е полимиксин В, а другият е колистин. Начинът на действие на двете вещества е сходен. Полимиксините обаче не могат да се абсорбират парентерално (заобикаляйки червата), тъй като след това имат невротоксичен и увреждащ ефект върху бъбреците. Следователно в по-нови приложения колистин се прилага под формата на пролекарство като колистиметат натрий (CMS).
Фармакологично действие
Полимиксините се прилагат за контролиране предимно на патогенни Грам-отрицателни бактерии. Грам-отрицателни и Грам-положителни бактерии се различават по структурата на своите клетъчни мембрани. Според метода за оцветяване, разработен от датския бактериолог Грам, двете групи бактерии могат лесно да бъдат разграничени една от друга. За оцветяване се използва основно багрило клетъчната мембрана чрез образуване на комплекс. Грам-положителните бактерии показват оцветяване, докато Грам-отрицателните бактерии не могат да бъдат оцветени. Грам-положителните бактерии имат дебела муреинова обвивка от пептидогликани клетъчната мембрана, докато Грам-отрицателните бактерии имат само тънък муреинов слой. Тези разлики влияят върху чувствителността на бактериите към различни антибиотици. По този начин, решение за или срещу определени антибиотици вече може да бъде взето чрез бързо определяне на оцветяването по Gram. Поради своята полярност, полимиксините реагират главно с фосфолипиди, свързани с полизахариди. По този начин се образуват химически връзки между полимиксини и липополизахариди (LPS). Поради тънкия муреинов слой в грам-отрицателните бактерии, LPS се постигат по-добре от полимиксините в тези бактерии. В резултат на това клетъчната мембрана първоначално се унищожава, докато се освободи цялото цитоплазматично съдържание, което кара бактериалната клетка да умре. Чувствителността на бактериите към полимиксините се увеличава със съдържанието на фосфолипиди в клетъчната мембрана. По този начин е установено, че клетъчните мембрани на много чувствителни бактерии свързват повече полимиксини, отколкото по-малко чувствителни. Химическата модификация на активните съставки, като отстраняване на крайната мастна киселина, също може да намали ефикасността. Установено е също, че колкото по-високо е концентрация на антибиотици, толкова по-добре се бори с бактериите. При проучвания се наблюдава образуване на мехури на бактериалната мембрана, което води до пълно унищожаване. Ако концентрация е твърде ниско, мембраната не може да бъде напълно разтворена и бактерията е оцеляла. При лечението няма значение дали бактериите са в латентно състояние или просто се делят. Еднакво добър контрол е възможен и в двете фази.
Медицинско приложение и употреба
И полимиксин В, и колистин имат един и същ спектър на активност. Наред с други, те контролират особено добре такива Грам-отрицателни бактерии като Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp, Pasteurella spp, Haemophilus spp, Vibrio spp, Bordetella spp или Aerobacter. Особено чувствителни бактерии, които се повлияват добре от лечението, включват Acinetobacter spp, Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida или Pseudomonas aeruginosa. Може да възникне и резистентност към полимиксините. Това обаче се случва рядко. Съпротивлението може да бъде резултат от промени в активните съставки на бактериалната повърхност, от инхибиране на навлизането в клетъчната мембрана или от промени в бактериалната повърхност. Например, някои бактерии образуват храносмилателни ензими които разграждат полипептидите на полимиксините, които вече са на клетъчната повърхност. Освен това, някои бактерии съдържат определени помпи, които транспортират антибиотици, проникнали отново в клетката извън клетката. Промяна в бактериалната повърхност, която може да се види, например, в по-ниска плътност на фосфолипидите, също може да допринесе за резистентност. Основните използвани полимиксини са полимиксин В или колистин. Начинът на действие на двете вещества е еднакъв. Въпреки това, колистин може да се използва директно само в мехлеми, в аерозоли за инхалация притежава, или орално за чревно лечение. Той почти не се абсорбира в червата, така че може да се прилага само парентерално (например интравенозно) за системна употреба. Чистият колистин обаче има невротоксични и токсични ефекти върху бъбреците, когато се абсорбира парентерално. Въпреки това, като пролекарство, той може да се абсорбира без усложнения, тъй като колистиметат натрий (CMS).
Рискове и странични ефекти
Както бе споменато по-рано, колистин не трябва да се приема парентерално, т.е. заобикаляйки червата, тъй като тогава могат да възникнат невротоксични и нефротоксични ефекти. Това се отнася и за други полимиксини. Въпреки това, пероралният прием на колистин не е подходящ за системна употреба, тъй като той почти не се абсорбира през червата. Въпреки това, като пролекарство под формата на колистиметат натрий (CMS), може да се използва системно.
