Polymyxiny jsou antibiotika které bojují hlavně gramnegativně bakterie. Účinné látky však působí pouze na bakterie umístěné mimo buňky těla. Základem jejich účinnosti je jejich reakce s Fosfolipidy bakteriálních buněčných membrán.
Co jsou polymyxiny?
Polymyxiny jsou antibiotika kteří bojují hlavně gramnegativně bakterie. Polymyxiny představují složitě rozvětvené polypeptidy, které se obvykle skládají z deseti aminokyseliny. Mají hydrofobní mastné kyseliny na konci. Molekulární struktura umožňuje vytvoření polarity odpovídající polaritě Fosfolipidy buněčných membrán. Ve výsledku to bylo molekuly jsou schopni komunikovat s Fosfolipidy a zničit jejich strukturu. Ve výsledku bakteriální buněčná membrána rozpouští se. Když je zcela zničen, dochází k buněčné smrti bakterie. Polymyxiny se však dostávají pouze k bakteriím umístěným mimo buňku. Pokud bakterie již prošly membránou tělesné buňky, nemohou být těmito látkami zničeny. Používají se hlavně dvě účinné složky polymyxinů. Jeden je polymyxin B a druhý je kolistin. Způsob účinku obou látek je podobný. Polymyxiny však nemohou být absorbovány parenterálně (obcházením střeva), protože pak mají neurotoxický a škodlivý účinek na ledviny. V novějších aplikacích se proto kolistin používá ve formě proléčiva jako kolistimetát sodík (CMS).
Farmakologický účinek
Polymyxiny se používají ke kontrole hlavně patogenních gramnegativních bakterií. Gramnegativní a grampozitivní bakterie se liší strukturou buněčných membrán. Podle metody barvení vyvinuté dánským bakteriologem Gramem lze tyto dvě skupiny bakterií snadno od sebe odlišit. K barvení se používá základní barvivo buněčná membrána vytvořením komplexu. Grampozitivní bakterie vykazují barvení, zatímco gramnegativní bakterie nelze barvit. Grampozitivní bakterie mají v sobě silný mureinový obal peptidoglykanů buněčná membránazatímco gramnegativní bakterie mají pouze tenkou mureinovou vrstvu. Tyto rozdíly ovlivňují citlivost bakterií na různé antibiotika. Rozhodnutí pro nebo proti určitým antibiotikům lze tedy již učinit rychlým stanovením Gramova barvení. Polymyxiny díky své polaritě reagují hlavně s navázanými fosfolipidy polysacharidy. Mezi polymyxiny a lipopolysacharidy (LPS) se tak vytvářejí chemické vazby. Vzhledem k tenké vrstvě mureinu v gramnegativních bakteriích je LPS lépe dosaženo polymyxiny v těchto bakteriích. Výsledkem je, že buněčná membrána je zpočátku zničena, dokud se neuvolní celý cytoplazmatický obsah, což způsobí smrt bakteriální buňky. Citlivost bakterií na polymyxiny se zvyšuje s obsahem fosfolipidů v buněčné membráně. Bylo tedy zjištěno, že buněčné membrány velmi citlivých bakterií váží více polymyxinů než méně citlivých. Účinnost může také snížit chemická modifikace aktivních složek, jako je odstranění terminální mastné kyseliny. Bylo také zjištěno, že čím vyšší je koncentrace antibiotik, tím lépe se s bakteriemi bojuje. Ve studiích bylo pozorováno puchýře bakteriální membrány, což vedlo k úplné destrukci. Pokud koncentrace byla příliš nízká, membrána nemohla být úplně rozpuštěna a bakterie přežila. Při léčbě nezáleží na tom, zda jsou bakterie spící nebo se jen dělí. Stejně dobrá kontrola je možná v obou fázích.
Lékařské použití a použití
Polymyxin B i kolistin mají stejné spektrum aktivity. Mimo jiné zvláště dobře kontrolují gramnegativní bakterie jako Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. Nebo Aerobacter. Obzvláště citlivé bakterie, které dobře reagují na léčbu, zahrnují Acinetobacter spp, Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida nebo Pseudomonas aeruginosa. Může také dojít k rezistenci na polymyxiny. K nim však dochází jen zřídka. Odolnost může vyplývat ze změn aktivních složek na bakteriálním povrchu, z inhibice vstupu do buněčné membrány nebo ze změn na bakteriálním povrchu. Například některé bakterie tvoří trávicí systém enzymy které rozkládají polypeptidy polymyxinů již na buněčném povrchu. Některé bakterie dále obsahují určité pumpy, které transportují antibiotika, která z buňky znovu pronikla ven. Změna bakteriálního povrchu, kterou lze vidět například na spodní straně hustota fosfolipidů, může také přispívat k rezistenci. Hlavními použitými polymyxiny jsou polymyxin B nebo kolistin. Způsob účinku obou látek je stejný. Kolistin však lze použít přímo pouze v masti, v aerosolech pro inhalace terapienebo orálně pro intestinální léčbu. Je těžko absorbován ve střevě, takže jej lze podávat pouze parenterálně (například intravenózně) pro systémové použití. Čistý kolistin má však při parenterálním vstřebávání neurotoxické a toxické účinky na ledviny. Jako proléčivo se však může vstřebat bez komplikací kolistimetát sodík (CMS).
Rizika a vedlejší účinky
Jak již bylo zmíněno dříve, kolistin by neměl být užíván parenterálně, tj. Obcházením střeva, protože se mohou objevit neurotoxické a nefrotoxické účinky. To platí i pro jiné polymyxiny. Orální příjem kolistinu však není vhodný pro systémové použití, protože se stěží vstřebává střevem. Avšak jako proléčivo ve formě kolistimetát sodík (CMS), lze jej používat systémově.
