ЗАЛОГ ЗДОРОВЬЯ
ОБЪЯВЛЕНИЯ

Главная >> Фармакология

Сульфаниламиды: механизм антимикробного действия

Опубликовано: 02.05.2015
Ключевые слова: сульфаниламиды, препараты, классификация, противомикробное действие.

Первыми химиотерапевтическими антибактериальными средствами широкого спектра действия были сульфаниламиды. Внедренные в практику ещё в 30-х годах XX века, эта группа противомикробных средств доказала свою высокую эффективность, и хотя в 70-80 годах интерес к сульфаниламидам несколько ослабел, сегодня они вновь приобретают должную значимость.

Химически данная группа препаратов является производными сульфаниламида (амида сульфаниловой кислоты). Создание наиболее эффективных, продолжительно действующих и менее токсичных сульфаниламидов основано на замещении атома водорода в амидной группе (-N'H₂). Наличие свободной аминогруппы (-N⁴H₂) в пара-положении обязательно для противомикробного действия. В связи с этим к замещению атомов водорода у N⁴ прибегают крайне редко. Это допускается только в том случае, если в организме радикал отщепляется и аминогруппа высвобождается.

Спектр антимикробного действия сульфаниламидов довольно широк и включает следующих возбудителей инфекционных заболеваний:

Бактерии:
патогенные кокки (грамположительные и грамотрицательные);
кишечная палочка;
возбудители дизентерии (шигеллы);
холерный вибрион;
возбудители газовой гангрены (клостридии);
возбудитель сибирской язвы;
возбудитель дифтерии;
возбудитель катаральной пневмонии.
Хламидии:
возбудители трахомы;
возбудитель орнитоза;
возбудитель пахового лимфогранулематоза.
Актиномицеты (грибы).
Простейшие:
токсоплазмы;
плазмодии малярии.

Механизм действия сульфаниламидов

Ключевой особенностью сульфаниламидов является их химическое сходство с пара-аминобензойной кислотой (ПАБК), которая, как известно, необходима прокариотам для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований - структурных компонентов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). У прокариотов ПАБК включается в структуру дигидрофолиевой кислоты (ДГФК), которую синтезируют многие микроорганизмы. Значительное химическое сходство парааминобензойной кислоты и сульфаниламидов позволяет последним конкурировать с ПАБК за связывание с субстратом, нарушая метаболизм микроорганизмов.

Супьфаниламиды

Таким образом, в основе механизма действия сульфаниламидов лежит принцип конкурентного антагонизма, который можно представить следующим образом:

вследствие структурного сходства сульфаниламиды захватываются микробной клеткой вместо ПАБК ➞ нарушают утилизацию ПАБК и конкурентно блокируют фермент дигидроптероатсинтетазу ➞ нарушение синтеза ДГФК ➞ уменьшение образования тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) ➞ нарушение нормального синтеза пуринов и пиримидинов ➞ угнетение синтеза нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) ➞ подавление роста и размножения микроорганизмов (бактериостатинеский эффект).

Сульфаниламиды обладают высокой избирательностью противомикробного действия. Это объясняется тем, что клетки эукариотов не содержат дигидроптероатсинтетазу (субстрат для действия сульфаниламидов) и утилизируют уже готовую фолиевую кислоту. Последняя поступает в организм человека с пищей в виде витамина или синтезируется нормальной микрофлорой кишечника.

Супьфаниламиды для резорбтивного действия

Большой практический интерес представляют сульфаниламиды для резорбтивного действия. Несмотря на многочисленность этой группы препаратов, основное отличие сульфаниламидов для резорбтивного действия заключается в особенностях их фармакокинетики, что нашло отражение в их классификации:

Сульфаниламиды короткого действия
(назначают 4-6 раз в сутки, t½ < 10 ч):
сульфаниламид (стрептоцид);
сульфадимидин (сульфадимезин);
сульфатиазол (норсульфазол);
сульфаэтидол (этазол);
сульфакарбамид (уросульфан);
сульфазоксазол.
Сульфаниламиды средней продолжительности действия
(назначают 3-4 раза в сутки, t½ = 10-24ч):
сульфадиазин (сульфазин);
сульфаметоксазол;
сульфамоксал.
Сульфаниламиды длительного действия
(назначают 1-2 раза в сутки, t½ = 24-48 ч):
сульфапиридазин;
сульфамонометоксин;
сульфадиметоксин.
Сульфаниламиды сверхдлительного действия
(назначают 1 раз в сутки, t½ > 48 ч):
сульфаметоксипиразин (сульфален);
сульфадоксин.

Длительность действия этих сульфаниламидов определяется их способностью связываться с белками плазмы, скоростью метаболизма и выведения. Биотрансформация сульфаниламидов происходит в печени и заключается в присоединении низкомолекулярных эндогенных соединений к аминогруппе в четвёртом пара-положении (-N⁴H₂). Образующиеся при этом соединения лишены антибактериальной активности, так как утрачивается химическое сходство с парааминобензойной кислотой.

Отличительной особенностью сульфаниламидов короткого действия и средней продолжительности действия является присоединение молекулы уксусной кислоты по N⁴ - ацетилирование сульфаниламидов. Образующиеся ацетилированные производные сульфаниламидов (ацетаты) являются слабыми кислотами и хорошо растворяются в плазме крови (так как благодаря слабощелочному pH крови находятся в ионизированном состоянии). Однако, попадая в первичную мочу, где среда кислая, ацетилированные производные сульфаниламидов становятся неионизированными, плохо растворимыми в воде и образуют кристаллы (кристаллурия), выпадающие в осадок. Вероятность выпадения кристаллов в почках можно уменьшить путём введения больших объёмов жидкостей, особенно щелочных (так как кислая среда благоприятствует выпадению в осадок сульфаниламидов и их ацетилированных производных).

Степень ацетилирования разных препаратов неодинакова. Так, супьфакарбамид, быстро выделяясь почками, ацетилируегся в меньшей степени, создавая высокую антимикробную концентрацию в моче, при этом отрицательного влияния на функцию почек практически не оказывает, что и определяет его показания к применению - инфекции мочевыводящих путей (пиелит, пиелонефрит, гидронефроз, цистит).

Сульфаниламиды длительного и сверхдлительного действия конъюгируют с глюкуроновой кислотой, то есть подвергаются реакции глюкуронидации. Этот путь биотрансформации сульфаниламидов не затрагивает аминогруппу в червертом пара-положении (-N⁴H₂), которая остается свободной. В результате глюкурониды сульфаниламидов сохраняют свою антибактериальную активность и эффективны в терапии инфекционных заболеваний мочевыводящих путей. Важно, что образующиеся глюкурониды хорошо растворимы и не выпадают в осадок в моче. Поэтому для сульфаниламидов длительного и сверхдлительного действия кристаллурия нетипична.

Вместе с тем, в процессе биотрансформации эти группы препаратов истощают запасы глюкуроновой кислоты, необходимой для метаболизма как экзогенных, так эндогенных соединений. В частности, глюкуроновая кислота - необходимый компонент метаболизма билирубина, а её недостаток может стать причиной желтухи. Поэтому сульфаниламиды длительного и сверхдлителыюго действия противопоказаны детям и лицам с заболеваниями печени. Другие побочные эффекты сульфаниламидов включают аллергические реакции (зуд, сыпь), лейкопению. Назначение сульфаниламидов противопоказано при тяжёлых заболеваниях кроветворных органов, аллергических болезнях, повышенной чувствительности к сульфаниламидным препаратам, беременности (возможно тератогенное действие).

Источники:
1. Лекции по фармакологии для высшего медицинского и фармацевтического образования / В.М. Брюханов, Я.Ф. Зверев, В.В. Лампатов, А.Ю. Жариков, О.С. Талалаева - Барнаул : изд-во Спектр, 2014.
2. Фармакология с рецептурой / Гаевый М.Д., Петров В.И., Гаевая Л.М., Давыдов В.С., - М.: ИКЦ Март, 2007.