Itppharma.com – Với sự phát triển của nền y học hiện đại, nhiều loại kháng sinh đã nghiên cứu và ứng dụng trong khám chữa bệnh. Kháng sinh giúp nhiều quá trình điều trị dễ dàng và đơn giản hơn. Vậy kháng sinh là gì? Cơ chế tác dụng của kháng sinh như thế nào? Hãy cùng bài viết của chúng tôi tìm hiểu về những thông tin này.
1, Kháng sinh là gì?
Kháng sinh là dược chất được phát hiện lần đầu tiên bởi Alexander Fleming. Alexander Fleming (1881 – 1955) là một nhà sinh học, một nhà dược lý, cũng là một bác sĩ người Scotland. Kháng sinh là những dược chất có tác dụng kháng khuẩn, được hình thành bởi những chủng vi sinh vật, hoặc qua những phản ứng hóa học để tổng hợp nên. Kháng sinh có tác dụng ức chế quá trình phát triển và sinh trưởng hoặc có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn.
2, Phân loại kháng sinh
Hiện nay có nhiều các cách phân loại nhóm kháng sinh khác nhau. Phổ biến nhất thường gặp là phân loại kháng sinh theo cấu trúc, cơ chế tác dụng hoặc theo phổ tác dụng của kháng sinh.
2.1, Phân loại kháng sinh theo phổ tác dụng của kháng sinh
- Nhóm kháng sinh phổ hẹp: Những loại kháng sinh có tác dụng trên một hoặc một số các chủng vi khuẩn nhất định.
Ví dụ như kháng sinh Isoniazid chỉ các tác dụng trên chủng vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis.
- Nhóm kháng sinh phổ rộng: Các loại kháng sinh có tác dụng trên nhiều chủng vi khuẩn khác nhau. Một số chất có tác dụng trên cả vi khuẩn gram âm và gram dương. Các nhóm kháng sinh này như kháng sinh nhóm Quinolon, nhóm Carbapenem, nhóm Macrolid.
2.2, Phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học
Nhóm kháng sinh Beta lactam: Bao gồm các hoạt chất có cấu trúc hóa học chứa vòng Beta lactam. Kháng sinh thuộc nhóm Beta lactam được phân chia thành 4 loại chính như sau:
- Kháng sinh penicillin: Penicillin là dẫn xuất của acid 6 aminopenicillanic (ví dụ như benzylpenicillin, methicillin, amoxicillin, piperacillin). Penicillin có tác dụng cho cả vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram dương. Hiện nay xuất hiện một số chủng vi khuẩn có khả năng bài tiết enzym beta-lactamase, làm giảm tác dụng của chất kháng sinh. Do đó, khi sử dụng, có thể kết hợp kháng sinh Penicillin cùng với các chất ức chế enzym beta-lactamase.
- Kháng sinh Cephalosporin: Cephalosporin là các chất có cấu trúc hóa học gồm vòng beta lactam kết hợp với vòng dihydrothiazine. Cephalosporin gồm 4 thế hệ:
+ Thế hệ 1 (Cefazolin, Cefalexin): tác dụng chủ yếu lên vi khuẩn gram dương.
+ Thế hệ 2: (Cefuroxime, Cefamandol, Cefaclor, Cefotetan, Cefoxitin) tác dụng trên vi khuẩn gram âm và một số vi khuẩn kỵ khí như Bacteroides fraginalis.
+ Thế hệ 3: (Cefotaxime, Ceftriaxone, Ceftazidime, Cefixime) tác dụng mạnh mẽ trên các chủng vi khuẩn gram âm.
+ Thế hệ 4: (Cefepime) Tác dụng trên cả vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram dương.
- Kháng sinh Carbapenem: Một số kháng sinh điển hình của nhóm này như Meropenem, Imipenem-Cilastatin, Ertapenem; là nhóm kháng sinh có phổ rộng nhất nhóm kháng sinh Beta lactam. Thông thường, kháng sinh thuộc nhóm này chỉ được sử dụng trong các trường hợp nhiễm khuẩn nghiệm trọng hoặc bệnh nhân gặp tình trạng nhiễm khuẩn đa kháng.
- Kháng sinh Monobactam: Kháng sinh điển hình của nhóm này là Aztreonam, cấu trúc chỉ bao gồm vòng beta lactam, chỉ có tác dụng trên vi khuẩn gram âm.
Nhóm kháng sinh Aminoglycosid: Một số chất điển hình thuộc nhóm này như Amikacin, Tobramycin, Gentamicin; có tác dụng trên cả vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram dương.
Nhóm kháng sinh Macrolid (Erythromycin, Clarithromycin, Azithromycin,…) là những kháng sinh được phân lập từ vi khuẩn Streptomyces; có tác dụng trên cả vi khuẩn gram âm, vi khuẩn gram dương và một số vi khuẩn thuộc nhóm không điển hình.
Nhóm kháng sinh Lincosamid (Lincomycin, Clindamycin) có tác dụng chủ yếu trên các chủng vi khuẩn gram dương và các vi khuẩn kỵ khí.
Nhóm kháng sinh Quinolon là các kháng sinh tổng hợp hoàn toàn, có tác dụng mạnh trên vi khuẩn gram âm, ví dụ như Acid Nalidixic, Fluoroquinolon, Ciprofloxacin, Levofloxacin, Moxifloxacin.
Nhóm kháng sinh Glycopeptide là nhóm kháng sinh bán tổng hợp (ví dụ như Vancomycin và Teicoplanin), có tác dụng trên vi khuẩn gram dương.
Một số các nhóm kháng sinh khác như Oxazolidone, Chloramphenicol, Tetracyclin, Nitro imidazol, Sulfonamid, Trimethoprim, Polyximin, Rifampicin, Isoniazid, Pyrazinamide, Ethambutol.
3, Cơ chế tác dụng của kháng sinh
Qua các nghiên cứu cho thấy kháng sinh có nhiều cơ chế tác dụng khác nhau. Một số các cơ chế chính của kháng sinh bao gồm:
3.1, Ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn
Các kháng sinh nhóm beta lactam qua kênh porin ở màng ngoài tế bào vi khuẩn, liên kết với Penicillin Binding Protein (PBP), đi vào tế bào, ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn gram âm. (Penicillin Binding Protein được biết đến là một enzym quan trọng, tham gia vào quá trình liên kết các peptidoglycan vách tế bào vi khuẩn).
Còn đối với các vi khuẩn Gram âm, kháng sinh nhóm beta lactam tác dung trực tiếp lên PBP mà không thông qua kênh porin. Còn đối với kháng sinh nhóm Glycopeptid, kháng sinh liên kết với D-alanyl-D-alanine, ức chế quá trình tổng hợp peptidoglycan.
3.2, Ức chế quá trình sinh tổng hợp Protein
- Tetracycline là một kháng sinh có tác dụng kiềm khuẩn nhưng không có khả năng diệt khuẩn. Cơ chế hoạt động của Tetracyclin là gắn lên tiểu đơn vị 30s, ngăn cản tRNA gắn với mRNA-ribosome.
- Clorpheniramin cũng là một kháng sinh kiềm khuẩn, phát huy tác dụng bằng cách gắn lên tiểu đơn vị 50s, ức chế quá trình liên kết các phân tử acid amin tạo thành chuỗi protein.
- Linezolid là một kháng sinh kiềm khuẩn, gắn với 23S ribosomal RNA của tiểu đơn vị 50s, ngăn cản quá trình tạo phức hợp 70s, từ đó ức chế quá trình tổng hợp chuỗi protein.
- Aminoglycoside là một kháng sinh diệt khuẩn. Cơ chế hoạt động của Aminoglycosid là gắn lên tiểu đơn vị 30s, ngăn cản quá trình phiên mã mRNA hoặc làm mRNA phiên mã sai.
- Macrolide, lincosamid thuộc nhóm kháng sinh kiềm khuẩn, hoạt động dựa trên cơ chế gắn lên tiểu đơn vị 50s, kết thúc quá trình tổng hợp protein.
3.3, Ức chế quá trình sinh tổng hợp Acid Nucleic
Hai kháng sinh điển hình hoạt động theo cơ chế này là kháng sinh Quinolon và Rifampicin. Quinolon tác động trực tiếp tới enzym DNA gyrase và topoisomerase IV, ức chế quá trình nhân đôi của DNA. Còn kháng sinh Rifampicin ức chế quá trình tổng hợp RNA của tế bào vi khuẩn bằng cách gắn với enzym DNA-dependent RNA polymerase.
3.4, Ức chế quá trình sinh tổng hợp folate
Kháng sinh nhóm Trimethoprim có tác dụng ức chế sự hoạt động của enzyme dihydrofolate reductase, từ đó ức chế quá trình tổng hợp acid folic. Nhóm kháng sinh này chỉ có tác dụng kiềm khuẩn.
Kháng sinh nhóm Sulfonamide cũng có tác dụng kiềm khuẩn do cạnh tranh trực tiếp với PABA (para-aminobenzoic). Trong đó, PABA là thành phần tham gia trực tiếp vào quá trình chuyển hóa của acid folic.
3.5, Ức chế màng bào tương
Với mỗi tế bào vi khuẩn, màng bào tương có chức năng thẩm thấu chọn lọc các thành phần ion. Khi chất kháng sinh tiếp cận được với màng bào tương, chúng làm thay đổi tính thấm chọn lọc của màng bào tương, khiến cho các thành phần ion bên trong tế bào thoát ra ngoài, và làm nước từ môi trường xung quanh tràn vào trong tế bào. Hậu quả cuối cùng là gây chết tế bào vi khuẩn.
4, Hướng dẫn phối hợp kháng sinh đúng cách
Mỗi nhóm kháng sinh hoạt động theo một cơ chế khác nhau, cần phối hợp các thuốc phù hợp để nâng cao hiệu quả điều trị, rút ngắn thời gian điều trị cho bệnh nhân. Trong một phác đồ điều trị, các thuốc kháng sinh thường được phối hợp nhằm đạt được các mục đích như:
- Hạn chế khả năng xuất hiện chủng vi khuẩn kháng kháng sinh: Kết hợp các loại thuốc kháng sinh thường gặp trong phác đồ điều trị lao, phong, bệnh truyền nhiễm kéo dài. Phối hợp các thuốc phù hợp sẽ giúp giảm việc xuất hiện các chủng đột biến kháng lại kháng sinh.
- Nâng cao hiệu quả điều trị bệnh do nhiều chủng vi khuẩn gây ra: Mỗi nhóm kháng sinh có một cơ chế tác dụng khác nhau đối với một chủng vi khuẩn. Sự kết hợp các kháng sinh với nhau giúp điều trị nhiễm khuẩn do các loại vi khuẩn gây ra. Các kháng sinh vừa có thể phát huy công dụng kìm khuẩn, vừa có tác dụng diệt khuẩn.
Như vậy, qua bài viết đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng của kháng sinh, từ đó có những phương pháp phối hợp kháng sinh phù hợp và hiệu quả hơn.
Xem thêm:
Bệnh trào ngược dạ dày thực quản: cơ chế, chẩn đoán và điều trị
