Фармакопейный анализ гентамицина

ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»

Фармацевтический факультет

Кафедра фармацевтической химии и фармакогнозии

Курсовая работа

Фармакопейный анализ гентамицина

Исполнитель:

студентка 6 курса           группы

Руководитель:

Нижний Новгород

2011 г

Оглавление

I. Введение................................................................................................................3

II. Основная часть....................................................................................................5

      1. Общие сведения об аминогликозидах……………………………...….….5

      2. Фармакологические свойства аминогликозидов....................................…6

      3. Классификация аминогликозидов…………………..................................21

      4. Фармакологические свойства гентамицина................................………..23

III. Фармакопейный анализ гентамицина....................................….......…….. ..26

Заключение………………………….....................................................................30                       

Список используемой литературы................................................................…...31

I. Введение

Цель работы: изучение особенностей фармакологического действия и свойств лекарственных препаратов группы аминогликозидов и методов анализа гентамицина.

Появление аминогликозидных антибиотиков ведет свое начало с открытия исследовательской группой Зельмана Ваксмана в 1943 году стрептомицина — первого препарата, активного в отношении Mycobacterium tuberculosis. За столь выдающееся открытие Ваксман в 1952 году был удостоен Нобелевской премии, при вручении которой было отмечено, что «в отличие от открытия пенициллина профессором Александром Флемингом, которое было, в значительной степени, обусловлено случаем, получение стрептомицина было результатом длительного, систематического и неутомимого труда большой группы ученых».

Впоследствии на основе природных структур, продуцируемых различными представителями актиномицетов (природные антибиотики), и в ряду их полусинтетических производных была разработана большая группа антибактериальных препаратов, которые составили класс аминогликозидов. В настоящее время выделяют три поколения аминогликозидов.

На протяжении длительного времени аминогликозиды относятся к широко применяемым антибактериальным препаратам и входят в стандарты лечения инфекций различной локализации. На современном этапе практическое значение данной группы антибиотиков, в первую очередь, связано с лечением нозокомиальных инфекций, вызываемых преимущественно грамотрицательными микроорганизмами. Основными показаниями к применению аминогликозидов II и III поколения являются тяжелые инфекции: сепсис, септический эндокардит, остеомиелит, инфекции кожи и мягких тканей, нозокомиальная пневмония, генерализованные формы раневой и ожоговой инфекции, перитонит, послеоперационные гнойные осложнения, инфекции почек и мочеполовых путей и др. В большинстве случаев аминогликозиды назначаются в комбинации с бета-лактамными и антианаэробными антибиотиками.

К сожалению, более чем полувековое использование аминогликозидов, в том числе по необоснованным показаниям (внебольничные инфекции дыхательных путей и пр.), привело к возникновению и распространению устойчивых к ним штаммов микроорганизмов. В частности, в России уровень резистентности к аминогликозидам, прежде всего к гентамицину, превышает таковой в большинстве других стран. Следует отметить, что в качестве средства эмпирической терапии может служить только амикацин, поскольку к нему сохраняют высокую чувствительность более 70% штаммов грамотрицательных бактерий. Назначение других аминогликозидов рекомендовано после подтверждения чувствительности к гентамицину или конкретному антибиотику выделяемых возбудителей.

Следовательно, несоответствие лекарственной формы стандартам может повлечь за собой серьезные последствия. Поэтому очень важно подвергать данные лекарственные препараты качественному и количественному анализу.

В связи с вышеизложенным, задачами данной работы являются:

1.                  Ознакомиться с препаратами аминогликозидов.

2.                  Выявить особенности фармакологического действия аминогликозидов.

3.                  Исследовать особенности препаратов, связанные с их химическим составом и происхождением.

4.                  Изучить методы качественного и количественного анализа гентамицина.

5.                  Изучить методы фармакопейного анализа гентамицина.

II. Основная часть

1. Общие сведения об аминогликозидах

Группа аминогликозидов объединяет родственные по химическому строению и антимикробному спектру антибиотики олигосахаридной природы — стрептомицины, гентамицины, неомицины, канамицины, мономицины и др., а также полисинтетический аминогликозид — амикации.

По механизму действия аминогликозиды являются ингибиторами синтеза белка.

По химическому строению аминогликозиды являются гликозидами, состоящими из агликона и сахаров, большинство из которых является аминосахарами.

Агликон аминогликозидов представляет собой циклогексановое кольцо с основными группами при С1 и С3 и гидроксильными группами при С4, С5 и С6. По характеру агликона аминогликозиды делят на 2 группы: стрептидинсодержашие и дезоксистрептамидинсодержащие.

К первой группе относятся стрептомицин, дигидрострептомицин, агликоном; ко 2-й группе — канамицииы, гентамицины, неомицины, мономицины, амикацин.

2. Фармакологические свойства аминогликозидов

Механизм действия аминогликозидов

Аминогликозиды оказывают бактерицидное действие, которое связано с необратимым угнетением синтеза белка на уровне рибосом у чувствительных к ним микроорганизмов. Активны препараты как в отношении покоящихся, так и размножающихся клеток. Степень антибактериальной активности аминогликозидов зависит от их максимальной (пиковой) концентрации в сыворотке крови.

Основные стадии действия аминогликозидов на микробную клетку:

      Активное проникновение препаратов в клетку.

      Связывание со специфическими белками-рецепторами на уровне 30S-субъединицы рибосом.

      Необратимое ингибирование синтеза белка.

      Нарушение образования комплексов между информационной РНК с 30S-субъединицей рибосомы.

      Возникновение дефектов считывания информации с ДНК.

      Расщепление полирибосом, нарушение синтеза белка, синтез дефектных неполноценных белков.

      Ускорение процесса проникновения аминогликозидов в клетку.

      Повреждение цитоплазматических мембран клетки.

      Нарушение роста, развития и размножения клетки.

      Гибель клетки (бактерицидный эффект).

      Процесс связывания аминогликозидов с клеткой энергозависимый.

Аминогликозиды проникают в клетки бактерий путем пассивной диффузии через поры наружной мембраны и путем активного транспорта. Транспорт аминогликозидов через цитоплазматическую мембрану зависит от переноса электронов в дыхательной цепи. Этот этап поступления их в клетку, так называемый энергозависимый этап I, является лимитирующим. Транспорт аминогликозидов через цитоплазматическую мембрану замедляется или полностью блокируется в присутствии ионов Ca 2+ или Mg2+, в гиперосмолярной среде, при низких значениях pH и в анаэробных условиях. Так, например, антибактериальная активность аминогликозидов значительно снижается в анаэробной среде абсцессов и в гиперосмолярной кислой моче.

После проникновения в клетку аминогликозиды связываются со специфическими белками-рецепторами на 30S субъединице рибосом бактерий. 30S субъединица состоит из 21 белка и одной молекулы 16S рРНК (рибосомной РНК). Например, в связывании стрептомицина с рибосомами участвуют по крайней мере три белка и, возможно, 16S рРНК.

Аминогликозиды нарушают рибосомальный белковый синтез несколькими путями:

-                     Антибиотики связываются с 30S субъединицей рибосомы и нарушают инициацию синтеза белка, фиксируя комплекс, состоящий из 30S- и 50S- субъединиц, на инициирующем кодоне иРНК; это приводит к накоплению аномальных инициирующих комплексов (т.н. моносомы) и прекращению дальнейшей трансляции.

-                     Связываясь с 30S субъединицей рибосомы, аминогликозиды нарушают считывание информации с РНК, что приводит к преждевременному окончанию трансляции и отсоединению рибосомного комплекса от белка, синтез которого не завершен.

-                     Аминогликозиды вызывают одиночные аминокислотные замены в растущей полипептидной цепи, в результате чего образуются дефектные белки.

Синтезирующиеся аномальные белки, встраиваясь в цитоплазматическую мембрану, могут нарушать ее структуру, изменять проницаемость и ускорять проникновение аминогликозидов внутрь клетки. Этот этап транспорта аминогликозидов – так называемый энергозависимый этап II. В результате постепенного разрушения цитоплазматической мембраны происходит выход из бактериальной клетки ионов, крупных молекул, белков.

Механизмы резистентности к аминогликозидам

К аминогликозидам у микроорганизмов может вырабатываться лекарственная резистентность. Наибольшее значение этот процесс имеет для грамотрицательных бактерий и микобактерий туберкулеза. Выявлено три возможных механизма возникновения устойчивости к аминогликозидам у бактерий:

Ферментативная инактивация препаратов. Имеет наибольшее значение. Бактериальная клетка продуцирует специфические ферменты из группы трансфераз, так называемые аминогликозидмодифицирующие ферменты (АГМФ). Эти ферменты изменяют структуру соответствующего аминогликозида путем связывания препарата с уксусной или фосфорной кислотами или с нуклеотидом аденина. В результате аминогликозид теряет способность связываться с 30S-субъединицей рибосомы, синтез белка в клетке не нарушается и клетка

Фармакокинетика

Фармакокинетика у всех аминогликозидов примерно одинаковая.

Всасывание

Молекулы аминогликозидов являются высокополярными соединениями, в связи с чем плохо растворяются в липидах, и поэтому при приеме внутрь практически не всасываются из желудочно-кишечного тракта (в системный кровоток поступает менее 2%).

Однако при инфекционных заболеваниях желудочно-кишечного тракта всасывание увеличивается, поэтому длительный прием внутрь может привести к накоплению аминогликозида и возникновению токсической концентрации.

Основными путями введения аминогликозидов при их системном использовании являются внутримышечный и внутривенный.

Связывание аминогликозидов с белками сыворотки низкое и колеблется для разных лекарственных средств этой группы от 0 до 30% (например, тобрамицин практически не связывается с белками). Процент связывания с белками увеличивается при снижении концентрации двухвалентных катионов (кальция и магния), а при их отсутствии может достигать 70%.

Время достижения Cmax при внутримышечном введении аминогликозидов - 1–1,5 ч. У больных в тяжелом состоянии, особенно при шоке, всасывание после внутримышечной инъекции может замедляться из-за плохого кровоснабжения тканей.

Время сохранения терапевтической концентрации в крови при введении каждые 8 ч примерно 8–10 ч. Объем распределения (0,15–0,3 л/кг) близок к объему внеклеточной жидкости и составляет 25% безжировой массы тела.

Распределение

Вследствие своей полярности аминогликозиды не проникают в большинство клеток. Они распределяются в основном в плазме крови и во внеклеточной жидкости (включая жидкость абсцессов, плевральный выпот, асцитическую, перикардиальную, синовиальную, лимфатическую и перитонеальную жидкости), кроме ликвора.

В терапевтических концентрациях у взрослых аминогликозиды не проходят через гематоэнцефалический барьер, при воспалении мозговых оболочек проницаемость увеличивается (в отсутствии воспаления концентрация аминогликозида в спинно-мозговой жидкости может составлять менее 10% от сывороточной, тогда как при менингите может достигать 20–50% от содержания в крови). У новорожденных достигаются более высокие концентрации в ликворе, чем у взрослых.

К тканям организма, в которые аминогликозиды проникают хорошо и накапливаются внутриклеточно относятся органы с хорошим кровоснабжением - печень, почки (накапливаются в корковом веществе), ткани внутреннего уха. Так, концентрации аминогликозидов во внутреннем ухе и почках могут в 10 и более раз превышать их уровень в плазме. В полиморфно-ядерных лейкоцитах аминогликозиды обнаруживаются в концентрациях, составляющих примерно 70% от внеклеточных концентраций. Низкие концентрации отмечаются в желчи, грудном молоке, бронхиальном секрете.