کلیات

پادزیست یا آنتی‌بیوتیک به‌صورت کلی فراورده یا ماده‌ای است که از یک میکروارگانیسم تولید یا از آن گرفته می‌شود و میکروارگانیسم‌های دیگر را از میان می‌برد یا مانع رشد آن‌ها می‌شود. آنتی‌بیوتیک یک زیست‌کش است. اما در کاربرد معمول‌تر این تعریف شامل گونه‌های صناعی آنتی‌بیوتیک‌ها همچون سولفونامیدها و کینولون‌ها می‌شود. گونه‌های مختلف آنتی‌بیوتیک‌ها از لحاظ ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی، داروشناسی، دامنهٔ ضدمیکروبی و سازوکار کارکرد با هم متفاوت هستند.

آنتی‌بیوتیک‌های گسترده‌اثر، آن‌هایی هستند که در برابر گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌ها فعال هستند. مانند تتراسایکلین که در برابر بسیاری از باکتری‌های گرم مثبت، کلامیدیا، مایکوپلاسما و ریکتزیاها مؤثر است. آنتی‌بیوتیک‌های با دامنهٔ محدود، آن‌هایی هستند که تنها در برابر یک میکروب یا دامنهٔ بسیار محدودی از میکروب‌ها فعال هستند؛ مانند وانکومایسین که بیشتر دربرابر کوکسی‌های گرم-مثبت مانند استافیلوکوک‌ها و انتروکوک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آنتی‌بیوتیک‌ها، ترکیباتی شیمیایی هستند که از دو راه طبیعی و ساختگی به‌دست می‌آیند. آنتی‌بیوتیک‌های طبیعی از میکروارگانیسم‌هایی مانند قارچ‌ها و باکتری‌ها گرفته می‌شوند و گروه دیگر، با طی فرآیندهای شیمیایی و آزمایشگاهی تولید می‌شوند. آنتی‌بیوتیک‌ها به دو گروه عمده تقسیم می‌شوند:

آنتی‌بیوتیک‌های باکتری‌کش، که باعث کشتن سلول بیماری‌زا می‌شوند و آنتی‌بیوتیک‌های مهارگر باکتری، که باعث توقف رشد باکتری‌های بیماری‌زا می‌شوند.

تاریخچه

مدت‌ها پیش از کشف پنی‌سیلین بشر آموخته بود به‌طور تجربی برخی مواد خام را به عنوان عامل ضدمیکروب به‌کار گیرد. ۶۰۰–۵۰۰ سال پیش از میلاد، چینی‌ها شیره کپک زده لوبیای شور را برای درمان عفونت‌ها به‌کار می‌بردند. اصطلاح آنتی‌بیوز (Antibiosis) نخستین بار در سال ۱۸۸۹ به‌وسیلهٔ ویلمین برای توجیه ماهیت رقابتی جوامع زیست‌شناختی که در آن تنها قوی‌ترین و اصلح‌ترین زنده می‌ماند به‌کار برده شد و چند سال بعد این اصطلاح برای آنتاگونیسم میکروارگانیسم‌ها نیز مورد استفاده قرار گرفت.

کشف نخستین ماده آنتی‌بیوتیک به سال ۱۹۲۸ توسط الکساندر فلمینگ صورت گرفت، او به‌طور اتفاقی متوجه اثر ضدباکتریایی مادهٔ مترشحه توسط قارچ پنی‌سیلیوم نوتاتوم شد. هاوارد فلوری، این ماده را تخلیص کرد و با تجویز آن، موفق به درمان عفونت‌ها به روش سیستمیک شد. پس از این یافته، دانشمندان، مواد طبیعی دیگری را هم به‌عنوان آنتی‌بیوتیک از جمله تتراسایکلین، استرپتومایسین و سفالوسپورین‌ها به‌دست آوردند. پس از شناسایی ساختار این مواد توسط شیمیدان‌ها، با ایجاد تغییرات در آن‌ها گونه‌های صناعی آنتی‌بیوتیک‌ها تولید شدند. در نهایت گونه‌های جدید کاملاً صناعی آنتی‌بیوتیک‌ها با اثربخشی بیشتر و ثبات شیمیایی بیشتر نیز تولید شدند.

گونه‌های آنتی‌بیوتیک‌ها و سازوکار اثر

آنتی‌بیوتیک‌ها معمولاً بر اساس مکانیسم‌عمل، ساختار شیمیایی یا طیف فعالیت، طبقه‌بندی می‌شوند.

مهارکنندهٔ ساخت دیوارهٔ سلولی باکتری

شامل گروه بتالا-کتام‌ها (پنی‌سیلین، سفالوسپورین‌ها، کارباپنم‌ها (مانند ایمی‌پنم)، باسیتراسین، آزترئونام و ونکومایسین) می‌شود.

مهارکنندهٔ اثر آنزیم بتالاکتاماز

این آنزیم توسط برخی باکتری‌ها تولید شده و حلقهٔ بتا-لاکتام آنتی‌باکتری‌ها را تخریب می‌کند.

این آنتی‌بیوتیک‌ها شامل کلاوولانیک اسید، سولباکتام، تازوباکتام و آویباکتام می‌شود.

تغییر در عملکرد غشای سلولی

این دسته با ایجاد تغییراتی در غشای سلولی باعث افزایش نفوذپذیری و در نتیجه، تخریب غشای سلولی می‌شوند که شامل پلی‌میکسین، عوامل ضد قارچ پلی‌ان (نیستاتین و آمفوتریسین بی) و داپتومایسین.

مهارکنندهٔ پروتئین‌سازی

مهار سنتز پروتئین از دو مسیر ممکن می‌شود:

الف) از طریق محدود کردن زیرواحد کوچک ریبوزوم پروکاریوتی: شامل دستهٔ آمینوگلیکوزیدها (مانند جنتامایسین) و دستهٔ تتراسایکلین‌ها می‌شود.

ب) از طریق محدود کردن زیرواحد بزرگ ریبوزوم پروکاریوتی: شامل دستهٔ ماکرولیدها، دستهٔ لینکلوزامیدها، کلرامفنیکل، کلیندامایسین، لینزولید و استرپتوگرامین می‌شود.

مهارکنندهٔ همانندسازی دی‌اِن‌اِی

شامل دستهٔ فلوروکینولون‌ها و مترونیدازول می‌شود.

مهارکنندهٔ رونویسی آراِن‌اِی

شامل ریفامپین می‌شود.

مهارکنندهٔ سنتز فولیک اسید

شامل دستهٔ سولفونامیدها و تری متوپریم می‌شود.

مهارکنندهٔ سنتز مایکولیک‌اسید

شامل ایزونیازید می‌شود.

تولید

با پیشرفت‌های شیمی دارویی، بیشتر مواد ضدباکتری مدرن، ترکیباتی نیمه‌مصنوعی از مواد طبیعی مختلف هستند. برای مثال، آنتی‌بیوتیک‌های بتا-لاکتام شامل پنی‌سیلین‌ها (تولیدشده توسط قارچ‌های سرده پنی‌سیلیوم)، سفالوسپورین‌ها و کارباپنم‌ها می‌شود. ترکیبات ضدباکتری که همچنان از موجودات زنده تهیه می‌شوند، آمینوگلیکوزیدها هستند. سایر ترکیبات ضدباکتری مانند سولفونامیدها، کینولون‌ها و اکسازولیدون‌ها، صرفاً از طریق سنتز شیمیایی تولید می‌شوند. بسیاری از ترکیبات ضدباکتری مولکول‌های نسبتاً کوچکی با جرم مولکولی کمتر از ۱۰۰۰ دالتون هستند.