polymyxiner

polymyxiner är antibiotika som främst bekämpar gramnegativa bakterier. De aktiva ingredienserna verkar emellertid endast på bakterier som ligger utanför kroppens celler. Deras effektivitet är baserad på deras reaktion med fosfolipider i bakteriecellmembran.

Vad är polymyxiner?

Polymyxiner är komplexa grenade polypeptider, som vanligtvis består av tio aminosyror. I slutet har de hydrofoba fettsyror. Den molekylära strukturen möjliggör bildning av en polaritet som motsvarar den för fosfolipiderna i cellmembranen. Detta gör att dessa molekyler kan interagera med fosfolipiderna och förstöra deras struktur. Som ett resultat upplöses bakteriecellmembranet. Om den förstörs fullständigt inträffar bakteriens celldöd.

Emellertid når polymyxinerna bara bakterier placerade utanför cellen. Om bakterierna redan har passerat kroppens cellmembran kan de inte längre förstöras av dessa aktiva ingredienser.

Det finns huvudsakligen två aktiva ingredienser i de använda polymyxinerna. Å ena sidan finns det polymyxin B och å andra sidan den aktiva ingrediensen colistin. Funktionssättet för båda substanserna är liknande. Polymyxinerna kan emellertid inte absorberas parenteralt (kringgå tarmen) eftersom de då har en neurotoxisk och skadlig effekt på njurarna. I nyare tillämpningar administreras därför colistin i form av en förläkemedel som kolistimetatnatrium (CMS).

Farmakologisk effekt

Polymyxiner används för att kontrollera huvudsakligen patogena gramnegativa bakterier. Gramnegativa och grampositiva bakterier skiljer sig åt i deras cellmembranstruktur. Enligt den färgningsmetod som utvecklats av den danska bakteriologen Gram, kan båda grupperna av bakterier tydligt skiljas från varandra. Ett grundläggande färgämne används för att färga cellmembranet genom komplexbildning. Gram-positiva bakterier visar en färg medan gram-negativa bakterier inte fläckar.

Grampositiva bakterier har ett tjockt mureinhölje gjord av peptidoglykaner i deras cellmembran, medan gramnegativa bakterier endast har ett tunt mureinskikt. Dessa skillnader påverkar bakteriens känslighet för olika antibiotika. Ett beslut för eller mot vissa antibiotika kan fattas genom att snabbt bestämma Gram-fläcken.

På grund av deras polaritet reagerar polymyxiner huvudsakligen med fosfolipider, som är bundna till polysackarider. Kemiska bindningar mellan polymyxiner och lipopolysackarider (LPS) bildas sålunda. På grund av det tunna mureinskiktet i gramnegativa bakterier uppnås LPS bättre med polymyxinerna. Som ett resultat förstörs cellmembranet först tills hela cytoplasmainnehållet frisätts och bakteriecellen dör.

Bakteriens känslighet för polymyxiner ökar med halten fosfolipider i cellmembranet. Det visade sig att cellmembranen hos mycket känsliga bakterier binder fler polymyxiner än mindre känsliga bakterier. Den kemiska förändringen av de aktiva ingredienserna, till exempel genom att ta bort de terminala fettsyrorna, kan minska effektiviteten.

Det konstaterades också att ju högre koncentration av antibiotika, desto bättre bekämpas bakterierna. I studier var det möjligt att observera bildandet av bubblor på bakteriemembranet, vilket ledde till fullständig förstörelse. Om koncentrationen var för låg, kunde membranet inte upplösas fullständigt och bakterien överlevde. Behandlingen spelar ingen roll om bakterierna är vilande eller bara delar sig. Lika effektiv kontroll är möjlig i båda faserna.

Medicinsk applikation och användning

Både polymyxin B och colistin har samma aktivitetsspektrum. Bland annat är de särskilt effektiva i kampen mot gramnegativa bakterier såsom Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. eller Aerobacter. Särskilt känsliga bakterier som svarar bra på behandling är Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida eller Pseudomonas aeruginosa.

Resistens mot polymyxinerna kan också uppstå. Men dessa förekommer sällan. Resistens kan bero på förändringar i de aktiva substanserna på bakterieytan, från att hämma inträde i cellmembranet eller från förändringar i bakterieytan. Till exempel bildar vissa bakterier matsmältningsenzymer som bryter ned polypeptiderna i polymyxinerna på cellytan. Dessutom innehåller vissa bakterier vissa pumpar som transporterar antibiotika som har trängt in i cellen. En förändring av bakterieytan, som kan noteras, till exempel genom en lägre täthet av fosfolipider, kan också bidra till resistens.

De viktigaste polymyxinerna som används är polymyxin B eller colistin. Verkan av båda substanserna är densamma. Emellertid kan colistin endast användas direkt i salvor, i aerosoler för inhalationsterapi eller oralt för behandling av tarmen. Den absorberas knappast i tarmen, så att den endast kan administreras parenteralt (t.ex. intravenöst) för systemisk användning. Ren colistin har emellertid en neurotoxisk och toxisk effekt på njurarna när den tas upp parenteralt. Som ett läkemedel kan det dock tas upp som kolistimetatnatrium (CMS) utan komplikationer.

Risker och biverkningar

Som redan nämnts får colistin inte absorberas parenteralt, dvs genomgå tarmarna, eftersom detta kan leda till neurotoxiska och nefrotoxiska effekter. Detta gäller även andra polymyxiner. Oralt intag av colistin är olämpligt för systemisk användning eftersom det knappast absorberas genom tarmen. Som ett förläkemedel i form av kolistimetatnatrium (CMS) kan det emellertid också användas systemiskt.