Цефалоспорины – особенности и классификация антибиотиков

Цефалоспорины: описание и классификация

Опубликовано: 02.05.2015
Ключевые слова: цефалоспорины, препараты, классификация, антибиотики, действие.

Цефалоспорины – группа антибиотиков, выделенных из гриба Cephalosporium. Химической основой этих соединений является 7-аминоцефалоспорановая кислота. Наличие β-лактамного кольца во многом роднит цефалоспориновые и пенициллиновые антибиотики. Однако пенициллины содержат тиазолидоновое кольцо, в то время как цефалоспорины – дигидротиазиновое кольцо.

Механизм действия цефалоспоринов

Сходство в химическом строении и механизме действия пенициллиновых и цефалоспориновых антибиотиков является причиной развития в 5-10% случаев перекрестной устойчивости бактерий к препаратам этих групп. Это означает, что при устойчивости возбудителя к препаратам пенициллинового ряда высока вероятность его резистентности и к цефалоспориновому антибиотику (также и наоборот). Кроме того, последние исследования показали возможность перекрёстной аллергии к цефалоспоринам и пенициллинам. Поэтому взаимозаменяемость этих антибиотиков в ряде случаев нецелесообразна.

Кроме структурного сходства, у этих двух групп антибиотиков имеется и общий механизм действия, обусловленный конкурентной блокадой фермента транспептидазы и угнетением биосинтеза клеточной стенки. Как и пенициллины, цефалоспориновые антибиотики оказывают бактерицидное действие в отношении растущих и размножающихся микроорганизмов.

В отличие от пенициллинов, цефалоспориновые антибиотики устойчивы к пенициллиназе. Однако ряд бактерий продуцируют цефалоспориназы, разрушающие цефалоспорины.

Цефалоспорины хорошо сочетаются с другими антибиотиками и эффективны при многих заболеваниях, вызванных чувствительной микрофлорой. Наиболее широко цефалоспорины применяют при хронических инфекциях верхних и нижних дыхательных путей. Это связано с высоким уровнем их накопления в лёгких и широким спектром бактерицидного действия в отношении наиболее распространённых возбудителей хронических неспецифических заболеваний легких (ХНЗЛ).

Чаще всего цефалоспориновые антибиотики хорошо переносятся, но могут вызывать аллергические реакции, возможны поражения почек и небольшая лейкопения. Многие препараты обладают местным раздражающим действием. Следует также учитывать развитие суперинфекции (см. Лекарственная устойчивость микроорганизмов).

Классификация цефалоспориновых антибиотиков

Цефалоспорины обладают высокой активностью и относятся к антибиотикам с широким спектром действия. В соответствии с последовательностью внедрения в медицинскую практику различают цефалоспорины I, II, III и IV поколения (см. таблицу ↓).

Цефалоспорины первого поколения особенно эффективны в отношении грамположительных микроорганизмов. С каждым последующим поколением спектр антибактериального действия цефалоспоринов увеличивается. Кроме того, от I к IV поколению возрастает устойчивость антибиотиков к β-лактамазам и увеличивается степень их проникновения в центральную нервную систему (ЦНС). Совершенствование цефалоспориновых антибиотиков продолжается, при этом особое внимание уделяют разработке пролонгированных и менее токсичных препаратов, а также средств, имеющих более высокую устойчивость к β-лактамазам.

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.

Что такое цефалоспорины: список препаратов, все поколения

Цефалоспорины — группа бета-лактамных антибиотиков, обладающая высокой антибактериальной активностью.

Историческое развитие группы цефалоспоринов

В начале 1948 года итальянский ученый Джузеппе Бродзу обнаружил вещество, выделенное из культур плесневых грибов «Цефалоспориум Акремониум», обладающее антибактериальной активностью к возбудителям тифа. Оно оказалось эффективно как в отношении грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Позже ученый выделил из этого грибка вещество, названное цефалоспорином С, что послужило началом создания антибиотиков группы цефалоспоринов. Антибактериальные препараты группы цефалоспоринов стали с успехом применяться в тех случаях, когда антибиотики группы пенициллинов были неэффективны. Цефалоспорины, введенные в клиническую практику в 60-х гг. прошлого века, представляют собой один из наиболее обширных классов антибиотиков. Первым антибиотиком этой группы был «Цефалотин».

Общая характеристика антибиотиков цефалоспоринового ряда

Сочетая высокую эффективность с низкой токсичностью, они широко применяются в клинической практике. Существуют различные принципы систематизации цефалоспоринов, однако в настоящее время наиболее общепринятой и удобной с практической точки зрения является классификация цефалоспоринов по поколениям, причем три первых представлены препаратами для перорального и парентерального введения.

В ряду от первого к третьему поколению для цефалоспоринов характерна тенденция к расширению спектра действия и повышению уровня антимикробной активности в отношении грамотрицательных бактерий при некотором понижении активности против стафилококков.

Цефалоспорины четвертого и пятого поколений сочетают высокую активность в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Существенной особенностью препаратов последнего поколения, отличающей их от других цефалоспоринов и вообще всех бета-лактамных антибиотиков, является активность против «модификаций» золотистого стафилококка.

Общие свойства цефалоспоринов

• Мощное бактерицидное действие.
• Широкий спектр активности (кроме цефалоспоринов первого поколения), включающий многие клинически значимые грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы.
• Устойчивость к бета-лактамазам S.aureus.
• Чувствительность к бета-лактамазам расширенного спектра.
• Отсутствие активности против «модификации» золотистого стафилококка (кроме цефалоспоринов пятого поколения), энтерококков и листерий.
• Взаимное усиление с аминогликозидами.
• Низкая токсичность.
• Широкий терапевтический диапазон.
• Перекрестная аллергия с пенициллинами у 5-10% пациентов.

Нежелательные побочные эффекты цефалоспоринов

В целом цефалоспорины хорошо переносятся и, как правило, не вызывают серьезных побочных эффектов.

При их применении возможны следующие неблагоприятные эффекты:

• Аллергические реакции — крапивница, кореподобная сыпь, лихорадка, эозинофилия, сывороточная болезнь, анафилактический шок. У пациентов с аллергией на пенициллины риск развития аллергических реакций на цефалоспорины (особенно первого поколения) увеличивается в 4 раза. В результате в 5-10% случаев может отмечаться перекрестная аллергия. Поэтому при наличии в анамнезе указаний на аллергические реакции медленного типа (крапивница, анафилактический шок и др.) на пенициллины цефалоспорины первого поколения противопоказаны.
• Гематологические реакции — положительная проба Кумбса, в редких случаях — лейкопения, эозинофилия. При применении цефоперазона возможно развитие гипопротромбинемии.
• Повышение активности трансаминаз.
• ЖКТ — боли в животе, тошнота, рвота, диарея.

Классификация и названия антибиотиков цефалоспоринового ряда

Существует 5 поколений цефалоспоринов

Первое поколение

• Цефазолин (Кефзол, Цефазолина натриевая соль, Цефамезин, Лизолин, Оризолин, Нацеф, Тотацеф).

• Цефалексин (Цефалексин, Цефалексин-АКОС).

Подробно про цефалоспорины первого поколения читайте здесь

Второе поколение

• Цефуроксим (Зинацеф, Аксетин, Кетоцеф, Цефурус, Цефуроксим натрия).

• Цефуроксима аксетил (Зиннат).
• Цефаклор (Цеклор, Верцеф, Цефаклор Стада).

Третье поколение

• Цефотаксим.
• Цефтриаксон (Рофецин, Цефтриаксон-АКОС, Лендацин).
• Цефтазидим.
• Цефоперазон (Медоцеф, Цефобит).
• Цефоперазон сульбактам (Сульперазон, Сульперацеф, Сульзонцеф, Бакперазон, Сульцеф).

• Цефиксим (Супракс, Сорцеф).
• Цефтибутен (Цедекс).
• Цефдиторен (Спектрацеф).

Четвертое поколение

• Цефепим (Максипим, Максицеф).
• Цефпиром (Цефвнорм, Изодепои, Кейтен).

Пятое поколение

• Цефтаролин (Зинфоро).
• Цефтобипрол (Зефтера).

Характеристика цефалоспоринов первого поколения

Цефалоспорины первого поколения имеют узкий спектр антимикробной активности. Наибольшее клиническое значение имеет их действие на грамположительные кокки, за исключением MRSA и энтерококков. В то же время они могут разрушаться бета-лактамазами многих грамотрицательных бактерий, поэтому значительно слабее, чем цефалоспорины второго и особенно третьего и четвертого поколений, действуют на соответствующие микроорганизмы. Основным представителем парентеральных цефалоспоринов первого поколения является цефазолин, пероральных — цефалексин.

Характеристика цефалоспоринов второго поколения

Главное клинически значимое отличие цефалоспоринов второго поколения от препаратов первого поколения — более высокая активность в отношении грамотрицательной флоры. Основным парентеральным препаратом этого поколения является цефуроксим. С пероральным относятся цефуроксим аксетил и цефаклор.

Характеристика цефалоспоринов третьего поколения

Благодаря большей устойчивости к бета-лактамазам цефалоспорины третьего поколения обладают более высокой, чем препараты первого и второго поколений, активностью в от-ношении грамотрицательных бактерий семейства Enterobacteriaceae, включая многие нозокомиальные полирезистентные штаммы. Некоторые из цефалоспоринов третьего поколения (цефтазидим, цефоперазон) активны против Р. aeruginosa. В отношении стафилококков их активность несколько ниже, чем у цефалоспоринов первого поколения.
Цефалоспорины третьего поколения не действуют на «модификации» золотистого стафилококка, энтерококки и листерии, имеют низкую антианаэробную активность, разрушаются бела-лактамными лекарственными средства.
Парентеральные цефалоспорины третьего поколения достаточно широко используются при лечении как внебольничных, так и нозокомиальных инфекций, вызванных чувствительной микрофлорой.
При тяжелых и смешанных инфекциях парентеральные цефалоспорины третьего поколения используют в сочетании с амикацином, метронидазолом, ванкомицином. При лечении внебольничной пневмонии их часто применяют в комбинации с макролидами или респираторными фторхинолонами. Пероральные цефалоспорины третьего поколения применяют при среднетяжелых внебольничных инфекциях, а также в качестве второго этапа ступенчатой терапии после назначения парентеральных препаратов.

Характеристика цефалоспоринов четвертого поколения

К цефалоспоринам четвертого поколения относятся цефепим и цефпиром, близкие по многим свойствам. Цефалоспорины четвертого поколения характеризуются большей устойчивостью, чем все другие цефалоспорины, к действию хромосомных и плазмидных бета-лактамаз класса АшpС, которые распространены у нозокомиальных штаммов проникать через внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий.
По сравнению с цефалоспоринами III поколения более активны против грамположительных кокков (но не действуют на MRSA и энтерококки), грамотрицательных бактерий семейства Enterobacteriaceae и Р. aeruginosa.

Характеристика цефалоспоринов пятого поколения

К цефалоспоринам пятого поколения относятся два антибиотика — цефтаролин и цефтобипрол. Среди цефалоспоринов они характеризуются наиболее широким спектром антибактериальной активности.

Их главной особенностью по сравнению с цефалоспоринами предыдущих поколений и вообще всеми бета-лактамными антибиотиками является активность в отношении «модификаций» золотистого стафилококка.

При этом они обладают сопоставимой с цефалоспоринами третьего и четвертого поколений активностью против других клинически значимых грамположительных и грамотрицательных бактерий:

• Streptococcus spp.,
• S.pneumoniae,
• Enterobacteriaceae (включая полирезистентные штаммы),
• Н. influenzae (в том числе штаммы, продуцирующие бета-лактамазы.

С учетом результатов завершенных в настоящему моменту контролируемых клинических исследований цефалоспоринов пятого поколения официально установленные показания к их применению ограничиваются внебольничной пневмонией (цефтаролин) и инфекциями кожи и мягких тканей (оба препарата) у пациентов старше 18 лет.

Цефалоспорины. Классификация. Механизм действия. Особенности спектра, применения цефалоспоринов различных поколений. Побочные эффекты

Впервые были получены Бротзу из гриба Cephalosporium, выделенного в 1945 году из морской воды, взятой у берегов Сардинии. По структуре близки к пенициллинам, относятся к бета-лактамным антибиотикам, в основе строения 7-аминоцефалоспорановуая кислота.

Классификация: I поколение: Цефазолин, Цефалотин, Цефалексин, Цефадроксил, Цефрадин(есть энтеральная форма). II: Цефуроксим(наивысшая конц-я в спиномозговой жидкости-лечение менингита), Цефуроксим аксетил(энтеральная форма),Цефаклор, Цефокситин(анаэробы: В fragilis) III: Обычные: Цефотаксим, Цефтриаксон, Цефиксим. Против синегнойной палочки: Цефтазидим, Цефоперазон. С ингибитором В-лактамаз: Сульперазон, Сульбактам, Цефоперазон. IV: Цефепим, Цефпиром.

Механизм действия принципиально сходный с пенициллинами, ингибируют синтез клеточной стенки микроорганизмов. Отличия: лучшая проницаемость через наружные НМКС, возможностью влияния на иные, чем у пенициллинов ПСБ, большая устойчивостью к плазмидным и хромосомальным бета-лактамазам различных патогенных микроорганизмов. Введение: Большинство цефалоспориновых антибиотиков вводится парентерально. К настоящему времени в рамках трех генераций цефалоспоринов созданы препараты для энтерального введения. Экскреция почками.

Побочные эф-ты: 1.Возможна перекрестная с пенициллинами гиперчувствительность. 2.Боль в месте вм инъекции и флебит при вв введении. 3.Тошнота, рвота, диарея(в связи с дисбактериозом). 4.Может отмечаться лейко и нейтропения, тромбоцитопения. 5синдром отмены при приеме с алкоголем.

I поколение: Обладают наиболее высокой активностью среди цефалоспоринов

в отношении Гр(+) кокков (стафилококки, стрептококки, пневмококки). Стабильны к бета-лактамазам, продуцирующимися стафилококками. Активность в отношении Гр(-) микроорганизмов выражена значительно слабее, разрушаются бета-лактамазами многих Гр(-). Постоянно нарастает количество резистентных штаммов среди исходно чувствительных грамотрицательных микроорганизмов, в частности, гемофильной палочки. Применение: Стафилококковая инфекция кожи и мягких тканей, костей и суставов, при сепсисе и эндокардите. Острые инфекции мочевыводящих путей, вызванных кишечной палочкой. Профилактика инфекционных осложнений в хирургии при операциях на желчевыводящих путях, желудке, тонкой кишке, в сосудистой и кардиохирургии, в травматологии. Для лечения госпитальных инфекций препараты первого поколения целесообразно применять только в комбинации с аминогликозидами и фторхинолонами. Все препараты первого поколения плохо проходят через ГЭБ, что не позволяет использовать их для лечения менингита.

II поколения: По сравнению с препаратами первого поколения обладают более широким спектром действия и активностью в отношении грамотрицательных бактерий. Они стабильны к бета-лактамазам, продуцируемым Moraxella catarrhalis, H.influenzae, большинством энтеробактерий, включая индолположительные штаммы протея. Незначительно уступают препаратам 1 поколения по влиянию на грамположительные кокки.Против стафилококков наиболее активны цефамандол, цефаклор и цефуроксим.

Цефокситин и цефотетан наиболее эффективны в отношении грамотрицательных анаэробов, включая бактероиды. В то же время, к препаратам второго поколения резистентны энтерококки и синегнойная палочка. Применение: для лечения как внебольничных, так внутрибольничных (в сочетании с аминогликозидами) инфекций различной локализации, как амбулаторно, так и в стационаре.

III поколения: Еще более высокая активность против грамотрицательных бактерий, включая госпитальные и множественно устойчивые штаммы. Препараты особенно эффективны против представительства семейства энтеробактерий. Цефоперазон и цефтазидим эффективны в отношении синегнойной палочки. В то же время, по действию на грамположительные кокки, особенно стафилококки, активность цефалоспоринов III поколения ниже, чем у цефалоспоринов I-II поколений. Большинство препаратов третьей генерации хорошо проникают через гематоэнцефалический барьер и могут быть использованы у больных менингитом, вызванным грамотрицательными бактериями.

Применение: При пиелонефритах, пневмонии, инфекции брюшной полости и малого таза, остеомиелите, раневой и ожоговой инфекции, сепсисе, вызванных грамотрицательными полирезистентными микроорганизмами. Отдельные представители генерации имеют достаточно существенные особенности спектра противомикробного действия.

IV поколения:Создание препаратов этой генерации было обусловлено необходимостью дальнейшего повышения эффективности лечения заболеваний, вызванных грамотрицательными возбудителями (прежде всего синегной палочкой) для которых характерна продукция бета-лактамаз с расширенным спектром действия, разрушающих цефалоспорины I-III генераций. В результате изменений молекула приобретает свойства цвиттериона, (то есть одновременного носителя положительного и отрицательного заряда), что определяет высокую растворимость в воде и быстрое проникновение через стенку бактериальной клетки. В 5-7 раз быстрее, чем цефалоспорины III поколения и в значительно более высоких концентрациях. Именно в периплазматическом пространстве, под влиянием бета-лактамаз происходит гидролиз и снижение концентрации антибиотиков. НО: Цефалоспорины IV поколения, как и другие бета-лактамные антибиотики не активны против метициллинрезистентных штаммов стафилококков, энтерококков, бактероидов, хламидий и микоплазм. Применение: -тяжелые госпитальные инфекций верхних и нижних отделов дыхательных путей, инфекции кожи и мягких тканей, мочевыводящих путей, интраабдоминальные инфекции, септецимии и бактеремии (в том числе, у больных со сниженным иммунитетом и нейтропенией)