Về cấu trúc đều có vòng β lactam (H)
Về cơ chế đều gắn với transpeptidase (hay PBP: Penicilin Binding Protein), enzym xúc tác cho sự nối peptidoglycan để tạo vách vi khuẩn. Vách vi khuẩn là bộ phận rất quan trọng để đảm bảo sự tồn tại và phát triển. Thành phần đảm bảo cho tính bền vững cơ học của vách là mạng lưới peptidoglycan, gồm các chuỗi glycan nối chéo với nhau bằng chuỗi peptid. Khoảng 30 enzym của vi khuẩn tham gia tổng hợp peptidoglycan, trong đó c ó transpeptidase (hay PBP).
Các β lactam và kháng sinh loại glycopeptid (như vancomycin) tạo phức bền vững với transpeptidase, ức chế tạo vách vi khuẩn, làm ly giải hoặc biến dạng vi khuẩn. Vách vi khuẩn gram (+) có mạng lưới peptidoglycan dầy từ 50- 100 phân tử, lại ở ngay bề mặt tế bào nên dễ bị tấn công. Còn ở vi khuẩn gram (-) vách chỉ dầy 1- 2 phân tử nhưng lại được che phủ ở lớp ngoài cùng một vỏ bọc lipopolysaccharid như 1 hàng rào không thấm kháng sinh, muốn có tác dụng, kháng sinh phải khuếch tán được qua ống dẫn (pores) của màng ngoài như amoxicilin, một số cephalosporin.
Do vách tế bào của động vật đa bào có cấu trúc khác vách vi khuẩn nên không chịu tác động của β lactam (thuốc hầu như không độc). Tuy nhiên vòng β lactam rất dễ gây dị ứng.
Các kháng sinh β lactam được chia thành 4 nhóm dựa theo cấu trúc hóa học:
- Các penam: vòng A có 5 cạnh bão hòa, gồm các penicilin và các chất phong tỏa õ lactamase.
- Các cephem: vòng A có 6 cạnh không bão hòa, gồm các cephalosporin.
- Các penem: vòng A có 5 cạnh không bão hòa, gồm các imipenem, ertapenem.
- Các monobactam: không có vòng A, là kháng sinh có thể tổng hợp như aztreonam.
Các penicilin
Được Fleming tìm ra đầu tiên năm 1928, từ nấm Penicillium notatum hay P. chrysogenum. Sau nghiên cứu của Florey và Chain được dùng vào điều trị từ năm 1941. Mở ra kỷ nguyên với Penicilin G. Có 4 nhóm Penicilin
Penicilin G
Là nhóm thuốc tiêu biểu, được tìm ra đầu tiên.
Nguồn gốc và đặc tính lý hóa
Trong sản xuất công nghiệp, lấy từ Penicillium notatum, 1 mL môi trường nuối cấy cho 300 UI; 1 đơn vị quốc tế (UI)= 0,6 g Na benzylpenicilin hay 1.000.000 UI = 0,6g. Penicilin G là dạn g bột trắng, vững bền ở nhiệt độ thường, nhưng ở dung dịch nước, phải bảo quản lạnh và chỉ vững bền ở pH 6- 6,5, mất tác dụng nhanh ở pH < 5="" và=""> 7,5
Phổ kháng khuẩn
Cầu khuẩn Gr (+); liên cầu (nhất là loại tan huyết), phế cầu và tụ cầu không sản xuất penicilinase.
Cầu khuẩn Gr (-): lậu cầu, màng não cầu.
Trực khuẩn Gr (+) ái khí (than, subtilis, bạch cầu) và yếm khí (clostridium hoại thư sinh hơi).
Xoắn khuẩn, đặc biệt là xoắn khuẩn giang mai (treponema pallidum).
Dược động học
Hấp thu: bị dịch vị phá huỷ nên không uống được. Tiêm bắp, nồng độ tối đa đạt được sau 15 - 30 phút, nhưng giảm nhanh (cần tiêm 4h/ lần). Tiêm bắp 500.000 UI, pic huyết thanh 10 UI/ mL.
Phân phối: gắn vào protein huyết tương 40 - 60%. Khó thấm vào xương và não. Khi màng não viêm, nồng độ trong dịch não tuỷ bằng 1/ 10 huyết tương. Trên người bình thường, t/2 là khoảng 30 - 60 phút.
Thải trừ: chủ yếu qua thận dưới dạng không hoạt tính 60 - 70%, phần còn lại vẫn còn hoạt tính. Trong giờ đầu, 60- 90% thải trừ qua nước tiểu, trong đó 90% qua bài xuất ở ống thận (một số acid hữu cơ như probenecid ức chế quá trình này, làm chậm thải trừ penicilin)
Độc tính
Penicilin rất ít độc, nhưng so với thuốc khác, tỷ lệ gây dị ứng khá cao (1 - 10%), từ phản ứng rất nhẹ đến tử vong do choáng phản vệ. Có dị ứng chéo với mọi β lactam và cephalosporin.
Chế phẩm, liều lượng
Penicilin G lọ bột, pha ra dùng ngay. Liều lượng tuỳ theo tình trạng nhiễm khuẩn, từ 1 triệu đến 50 triệu UI/ 24h chia 4 lần, tiêm bắp hoặc truyền tĩnh mạch (pH dịch t ruyền 6- 7). Trẻ em trung bình cho 100.000 UI/ kg/ 24h.
Penicilin có phổ G, tác dụng kéo dài: kết hợp với các muối ít tan và chậm hấp thu sẽ kéo dài được tác dụng của penicilin G:
. Bipenicilin (natri benzylpenicilinat + procain benzylpenicilinat): mỗi n gày tiêm 1 lần, không dùng cho trẻ em.
. Extencilin (benzathin penicilin): tiêm bắp 1 lần, tác dụng kéo dài 3 - 4 tuần. Dùng điều trị lậu, giang mai và dự phòng thấp khớp cấp tái nhiễm - lọ 600.000, 1.000.000 và 2.400.000 UI.
Penicilin có phổ G, uống được.
Penicilin V (Oracilin, Ospen): không bị dịch vị phá hủy, hấp thu ở tá tràng, nhưng phải dùng liều gấp đôi penicilin G mới đạt được nồng độ huyết thanh tương tự. Cách 6h/ lần.
Penicilin kháng penicilinase
Methicilin
Là penicilin bán tổng hợp.
Phổ kháng khuẩn và thời gian tác dụng tương tự penicilin G, nhưng cường độ tác dụng thì yếu hơn. Tiêm bắp hoặc tĩnh mạch 2- 8 g/ 24h chia làm 4 lần. Không uống dược.
Một số thuốc khác vững bền với dịch vị, uống được: oxacilin (Bristopen), cloxacilin (Orbenin): uống 2- 8g một ngày chia làm 4 lần.
Chỉ định tốt trong nhiễm tụ cầu sản xuất penicilinase (tụ cầu vàng) Có thể gặp viêm thận kẽ, ức chế tủy xương ở liều cao.
Penicilin có phổ rộng
Ampicilin, amoxicilin
Là penicilin bán tổng hợp, amino- benzyl penicilin có một số đặc điểm:
Trên các khuẩn Gr (+) tác dụng như penicilin G, nhưng có thêm tác dụng trên một số khuẩn gram (-): E. coli, salmonella, Shigella, proteus, hemophilus influenzae.
Bị penicilinase phá huỷ.
Không bị dịch vị phá hủy, uống được nhưng hấp thu không hoàn toàn (khoảng 40%). Hiện có nhiều thuốc trong nhóm này có tỷ lệ hấp thu qua đường uống cao (như amoxicilin tới 90%) nên nhiều nước đã không còn dùng ampicilin nữa.
Liều lượng: Amoxicilin (clamoxyl, Oramox).
Uống: 2- 4 g/ ngày. Trẻ em 50 mg/ kg/ ngày. Chia 4 lần
Chỉ định chính: viêm màng não mủ, thương hàn, nhiễm khuẩn đường mật, tiết niệu, nhiễm khuẩn sơ sinh.
Các penicilin kháng trực khuẩn mủ xanh
Carboxypenicilin và ureidopenicilin.
Là nhóm kháng sinh quan trọng được dùng điều trị các nhiễm khuẩn nặng do trực khuẩn gram ( -) như trực khuẩn mủ xanh, Proteus, Enterobacter, vi khuẩn kháng penicilin và ampicilin. Thường là nhiễm khuẩn mắc phải tại bệnh viện, nhiễm khuẩn sau bỏng, nhiễm khuẩn tiết niệu, viêm phổi.
Các kháng sinh này đều là bán tổng hợp và vẫn bị penicilinase phá huỷ.
Carbenicilin, ticarcilin: uống 2- 20g/ ngày.
Ureidopenicilin:
. Mezlocilin: 5- 15g/ ngày. Tiêm bắp, truyền tĩnh mạch.
. Piperacilin: 4- 18g/ ngày. Tiêm bắp, truyền tĩnh mạch.
Các cephalosporin
Được chiết xuất từ nấm cephalosporin hoặc bán tổng hợp, đều là dẫn xuất của acid amino - 7-cephalosporanic, có mang vòng lactam. Tuỳ theo tác dụng kháng khuẩn, chia thành 4 "thế hệ".
Cephalosporin thế hệ 1
Có phổ kháng khuẩn gần với meticilin và penicilin A. Tác dụng tốt trên cầu khuẩn và trực khuẩn gram (+), kháng được penicilinase của tụ cầu.
Có tác dụng trên một số trực khuẩn gram ( -), trong đó có các trực khuẩn đường ruột như Salmonella, Shigella.
Bị cephalosporinase (β lactamase) phá huỷ.
Chỉ định chính: sốc nhiễm khuẩn, nhiễm khuẩn huyết do tụ cầu, nhiễm khuẩn kháng penicilin.
Các chế phẩm dùng theo đường tiêm (bắp hoặc tĩnh mạch) có: cefalotin (Kezlin), cefazolin (Kefzol), liều 2- 8g/ ngày
Theo đường uống có cefalexin (Keforal), cefaclor (Alfatil), liều 2g/ngày.
Để khắc phục 2 nhược điểm: ít tác dụng trên vi khuẩn gram ( -) và vẫn còn bị cephalosporinase phá, các thế hệ cephalosporin tiếp theo đã và đang được nghiên cứu sản xuất.
Cephalosporin thế hệ 2
Hoạt tính kháng khuẩn trên gram (-) đã tăng, nhưng còn kém thế hệ 3. Kháng được cephalosporinase. Sự dung nạp thuốc cũng tốt hơn.
Chế phẩm tiêm: cefamandole (Kefandol), cefuroxim (Curoxim) liều 3 - 6 g/ ngày. Chế phẩm uống: cefuroxim acetyl (Zinnat) 250 mg x 2 lần/ ngày.
Cephalosporin thế hệ 3
Tác dụng trên cầu khuẩn gram (+) kém thế hệ 1, nhưng tác dụng trên các khuẩn gram (-), nhất là trực khuẩn đường ruột, kể cả chủng tiết lactamase thì mạnh hơn nhiều.
Cho tới nay, các thuốc nhóm này hầu hết đều là dạng tiêm:
Cefotaxim (Claforan), ceftizoxim (Cefizox), ceftriaxon (Rocephin), liều từ 1 đến 6g/ngày, chia 3 -4 lần tiêm.
Cephalosporin thế hệ 4
Phổ kháng khuẩn rộng và vững bền với β lactamase hơn thế hệ 3, đặc biệt dùng chỉ định trong nhiễm trực khuẩn gram (-) hiếu khí đã kháng với thế hệ 3.
Chế phẩm: cefepim, tiêm t/ m 2g x 2 lần/ ngày.
Các chất ức chế β lactamase
Cấu trúc Penam: Là những chất có tác dụng kháng sinh yếu, nhưng gắn không hồi phục với β lactamase và có ái lực với β lactam, cho nên khi phối hợp với kháng sinh nhóm β lactam sẽ làm vững bền và tăng cường hoạt tính kháng khuẩn của kháng sinh này.
Các penem
Imipenem
Thuộc nhóm carbapenem, trong công thức vòng A thay S bằng C.
Phổ kháng khuẩn rất rộng, gồm các khuẩn ái khí và kỵ khí: liên cầu, tụ cầu (kể cả chủng tiết penicilinase), cầu khuẩn ruột (enterococci), pseudomonas.
Được dùng trong nhiễm khuẩn sinh dục- tiết niệu, đường hô hấp dưới, mô mềm, xương - khớp, nhiễm khuẩn bệnh viện.
Không hấp thu qua đường uống. Chỉ tiêm tĩnh mạch liều 1 - 2g/ ngày.
Ertapenem
Phổ kháng khuẩn như imipenem, nhưng mạnh hơn trên gram ( -). Tiêm bắp hoặc truyền tĩnh mạch 1g/ ngày.
Monobactam Aztreonam
Kém tác dụng trên khuẩn gram (+) và kỵ khí. Trái lại, tác dụng mạnh trên khuẩn gram (-), tương tự cephalosporin thế hệ 3 hoặc aminoglycosid. Kháng beta lactamase.
Không tác dụng theo đường uống. Dung nạp tốt, có thể dùng cho bệnh nhân dị ứng với penicilin hoặc cephalosporin.
Tiêm bắp 1- 4 g/ ngày. Trường hợp nặng, tiêm tĩnh mạch 2g, cách 6- 8 giờ/ lần.
Thuốc khác cũng ức chế tổng hợp vách vi khuẩn
Vancomycin
Kháng sinh có nguồn gốc từ Streptococcus orientalis.
Cơ chế tác dụng: ức chế transglycosylase nên ngăn cản kéo dài và tạo lưới peptidoglycan. Vi khuẩn không tạo được vách nên bị ly giải. Vancomycin là kháng sinh diệt khuẩn.
Tác dụng: chỉ diệt khuẩn gram (+): phần lớn các tụ cầu gây bệnh, kể cả tụ cầu tiết β lactamase và kháng methicilin. Hiệp đồng với gentamycin và streptomycin trên enterococcus.
Động học: được hấp thu rất ít qua đường tiêu hóa nên chỉ được dùng điều trị viêm ruột kết giả mạc cùng với tetracyclin, clindamycin. Tiêm truyền tĩnh mạch, gắn với protein huyết tương khoảng 55%, thấm vào dịch não tuỷ 7- 30% nếu có viêm màng não, trên 90% thải qua lọc cầu thận (khi có viêm thận phải giảm liều). Thời gian bán thải khoảng 6h.
Chỉ định chính: viêm màng trong tim do tụ cầu kháng methicilin, cho bệnh nhân có dị ứng penicilin. Liều lượng 1g x 2 lần/ ngày.
Tác dụng không mong muốn: chỉ khoảng 10% và nhẹ. Thường gặp là kích ứng viêm tĩnh mạch tại chỗ tiêm truyền, rét run, sốt, độc với dây VIII. Nồng độ truyền nên giữ từ 5 - 15 µg/ mL (dưới 60 µg/ mL) thì tránh được tác dụng phụ.
Chế phẩm: Vancomycin (Vancocin, Vancoled): lọ bột đông khô để pha dịch tiêm truyền 500 mg và 1,0g.