β-内酰胺类抗生素的作用机制总结
抗生素种类及作用和机制
抗生素种类及作用和机制 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020抗生素种类:一）β-内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有β-内酰胺环。
近年来又有较大发展，如硫酶素类（thienamycins）、单内酰环类(monobactams)，β-内酰酶抑制剂(β-lactamadeinhibitors)、甲氧青霉素类(methoxypeniciuins)等。
（二）氨基糖甙类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。
（三）四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。
（四）氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。
（五）大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等、阿奇霉素。
（六）作用于G+细菌的其它抗生素，如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等。
（七）作用于G菌的其它抗生素，如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。
（八）抗真菌抗生素：如灰黄霉素。
（九）抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。
（十）具有免疫抑制作用的抗生素如环孢霉素。
β-内酰胺类抗生素:β-内酰胺类抗生素（β-lactams）系指化学结构中具有β-内酰胺环的一大类抗生素，包括临床最常用的青霉素与头孢菌素，以及新发展的头霉素类、硫霉素类、单环β-内酰胺类等其他非典型β-内酰胺类抗生素。
此类抗生素具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点。
本类药化学结构，特别是侧链的改变形成了许多不同抗菌谱和抗菌作用以及各种临床药理学特性的抗生素。
各种β-内酰胺类抗生素的作用机制:各种β-内酰胺类抗生素的作用机制均相似，都能抑制胞壁粘肽合成酶，即青霉素结合蛋白（penicillin binding proteins，PBPs），从而阻碍细胞壁粘肽合成，使胞壁缺损，菌体膨胀裂解。
β-内酰胺作用机制及其过敏反应
其它β -内酰胺类抗生素
1、碳青霉烯类 （亚胺培南）
2、β -内酰胺酶抑制剂（克拉维酸 、舒巴坦 、他 唑巴坦 ） 3、单环β -内酰胺类抗生素（氨曲南） 4、 氧头孢烯类（拉氧头孢） 5、头霉素类 （头孢美唑、头孢西丁）
β -内酰胺类抗生素的过敏反应及处理
◆总的来说，该类抗生素较为安全，毒副反应小， 但也可发生致命性的不良反应，如过敏性休克，故 临床医生在应用此类药物时应熟悉可以出现的各种 不良反应及发生各种不良反应的机理，掌握预防或 及时给予对症处理。
• 头孢呋辛钠、头孢呋辛酯、头孢孟多、头孢克洛 头孢替安、头孢美唑、头孢西丁、头孢丙烯、头 孢尼西、头孢雷特等。
第三代头孢菌素的特点、品种
①对革兰阳性菌有相当抗菌活性，但不及第一、二代头孢菌
素，对革兰阴性菌包括肠杆菌属和绿脓杆菌及厌氧菌如脆 弱类杆菌均有较强的作用；②其血浆t1/2较长，体内分布 广，组织穿透力强，有一定量渗入脑脊液中；③对β -内 酰胺酶有较高稳定性；④对肾脏基本无毒性。
青霉素类
◆青霉素G是最早应用于临床的抗生素，由于它具有 杀菌力强、毒性低、价格低廉、使用方便等优点， 迄今仍是处理敏感菌所致各种感染的首选药物。 ◆但青霉素有不耐酸、不耐青霉素酶、抗菌谱窄和 易引起6-氨基青霉烷 酸，进行化学改造，接上不同侧链，合成了几百种 “半合成青霉素”，有许多已用于临床。
过敏反应的临床表现
◆过敏反应可分速发型和迟发型，速发型多发生在 用药后5~30min，最快1min，迟发型可发生在服药数 天后。值得注意的是，发生过敏反应患者部分无该 品过敏史，或皮试阴性，甚至曾服同种药物未发生 过敏。缓释制剂在减少患者服用次数、提高用药依 从性同时，若为过敏者服用，可能带来反复过敏。 ◆过敏反应的临床表现为：
β-内酰胺类抗生素
青霉素V 特点：耐酸，可口服
二、耐酶青霉素类 特点：改变青霉素化学结构的侧链，通过 其空间位置障碍作用保护了β-内酰胺环， 使其不易被青霉素酶水解。 耐酶、耐酸、作用弱于青霉素G
三、广谱青霉素类 特点：耐酸、可口服、对G+、G-都有杀菌 作用，疗效与青霉素G相当，不耐酶。
四、抗铜绿假单胞菌广谱青霉素类 特点：广谱，对铜绿假单胞菌有强大作用。 羧苄西林 哌拉西林
（二）头孢菌素类：根据抗菌谱、耐药性、肾 毒性分类 1、第一代头孢菌素：头孢拉定、头孢氨苄等 2、第二代头孢菌素：头孢呋辛、头孢克洛等 3、第三代头孢菌素：头孢哌酮、头孢噻肟等 4、第四代头孢菌素：头孢匹罗等
（三）其他β-内酰胺类：碳青霉烯类、头 霉素类、氧头孢烯类、单环- β-内酰胺类 （四） β-内酰胺酶抑制药：棒酸、舒巴坦 类 （五） β-内酰胺类抗生素的复方制剂
二、抗菌作用机制：作用于青霉素结合蛋白 （PBPS），抑制细菌细胞壁的合成，菌体失去 渗透屏障而膨胀、裂解，同时借助细菌的自溶 酶溶解而产生抗菌作用。 PBPS分类 1、大分子量，具有转肽酶和转糖基酶活性，参 与细菌细胞壁合成。 2、小分子量，具有羧肽酶活性，与细菌细胞分 裂和维持形态有关。
三、耐药机制 1、产生水解酶 2、与药物结合 3、改变PBPS 4、改变菌膜通透性 5、增强药物外排（外排系统：转运子、外膜蛋 白、附加蛋白） 6、缺乏自溶酶
β-内酰胺类抗生素
β-内酰胺类抗生素：化学结构中含有β-内 酰胺环的一类抗生素。包括青霉素类、头 孢菌素类、非典型β-内酰胺类和β-内酰胺 酶抑制剂抗生素分类 （一）青霉素类按抗菌谱和耐药性分为5类： 1、窄谱青霉素类：青霉素G、青霉素V等 2、耐酶青霉素类：甲氧西林、氯唑西林、氟氯 西林等 3、广谱青霉素类：氨苄西林、阿莫西林等 4、抗铜绿假单孢菌广谱青霉素类：羧苄西林、 哌拉西林等 5、革兰阴性菌青霉素类：美西林、匹美西林等
抗生素种类及作用和机制
抗生素种类:一）β-内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有β-内酰胺环。
近年来又有较大发展，如硫酶素类（thienamycins）、单内酰环类(monobactams)，β-内酰酶抑制剂(β-lactamadeinhibitors)、甲氧青霉素类(methoxypeniciuins)等。
（二）氨基糖甙类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。
（三）四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。
（四）氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。
（五）大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等、阿奇霉素。
（六）作用于G+细菌的其它抗生素，如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等。
（七）作用于G菌的其它抗生素，如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。
（八）抗真菌抗生素：如灰黄霉素。
（九）抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。
（十）具有免疫抑制作用的抗生素如环孢霉素。
β-内酰胺类抗生素:β-内酰胺类抗生素（β-lactams）系指化学结构中具有β-内酰胺环的一大类抗生素，包括临床最常用的青霉素与头孢菌素，以及新发展的头霉素类、硫霉素类、单环β-内酰胺类等其他非典型β-内酰胺类抗生素。
此类抗生素具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点。
本类药化学结构，特别是侧链的改变形成了许多不同抗菌谱和抗菌作用以及各种临床药理学特性的抗生素。
各种β-内酰胺类抗生素的作用机制:各种β-内酰胺类抗生素的作用机制均相似，都能抑制胞壁粘肽合成酶，即青霉素结合蛋白（penicillin binding proteins，PBPs），从而阻碍细胞壁粘肽合成，使细菌胞壁缺损，菌体膨胀裂解。
除此之外，对细菌的致死效应还应包括触发细菌的自溶酶活性，缺乏自溶酶的突变株则表现出耐药性。
哺乳动物无细胞壁，不受β-内酰胺类药物的影响，因而本类药具有对细菌的选择性杀菌作用，对宿主毒性小。
第五章内酰胺类抗生素
三、临床应用的主要β-内酰胺抗生素
临床应用的β-内酰胺抗生素分为青霉素、头孢菌素
和新型β-内酰胺三类，它们绝大多数都是由天然
β-内酰胺抗生素半合成得到的。
苄青霉素（G）和苯氧甲基青霉素（V）是仅有的直 接用于临床的天然内酰胺抗生素。它们对革兰阳性 细菌有很强的抗菌活性。 目前在临床上应用半合成青霉素的主要有阿莫西林 (羟氨苄青霉素)、替卡西林、甲氧西林、氯唑西林
盐则可提高其稳定性。
②固体状态的青霉素钾盐类其稳定性质随质量的提 高而增加，由于醋酸钾有强烈的吸湿性，所以成
品中需将残留的醋酸钾除尽，否则会吸潮变质影
响有效期。
③青霉素在水溶液里很快地分解或异构化，因此应
尽量缩短在水中的存放时间，特别由于温度、酸 性、碱性的影响。一般青霉素水溶液在15℃以下 和pH值5-7范围内较稳定。一些缓冲液，如磷酸 盐和柠檬酸盐对青霉素有稳定作用。
低温保存备用。
(2) 生产种子的制备：
以每吨培养基不少于200亿孢子的接种量，接种到
以葡萄糖、乳糖和玉米浆等为培养基的一级种子罐
内 ， 于 25℃ 培 养 40h 左 右 ， 控 制 通 气 量 为 1:3m3/(m3· min)，搅拌转速为300-350r/min。
一级种子长好后，按10％接种量移种到以葡萄糖、 玉米浆等为培养基的二级种子罐内，于25℃培养10-
二、作用及应用范围
青霉素对大多数革兰阳性细菌，部分革兰阴性
细菌，各种螺旋体及部分放线菌有较强抗菌作
用。临床上主要用于链球菌所致的扁桃体炎、
丹毒、猩红热、细菌性心内膜炎；肺炎球菌所
β-内酰胺类抗生素汇总
第一节β-内酰胺类抗生素分类抗菌作用机制耐药机制二、作用机制z作用于青霉素结合蛋白(penicillin-binding proteins，PBPs)抑制细菌细胞壁合成→胞壁缺损，菌体膨胀、裂解z触发细菌自溶酶(autolysins)活性→菌体溶解，死亡G -菌细胞壁的肽聚糖结构G +菌细胞壁的肽聚糖结构D-羧肽酶内肽酶β-内酰胺类转肽酶转糖基酶青霉素结合蛋白PBPs青霉素D-丙氨酰-D-丙氨酸N青霉素和D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构转肽酶催化反应和青霉素抑制作用β-内酰胺类抗生素的作用特点β-lactams 对真菌感染无效•对已合成的细胞壁无影响→β-lactams 对繁殖期细菌的作用较静止期强•哺乳动物的细胞没有细胞壁→β-lactams 对人和动物的毒性小•真菌的细胞壁没有粘肽→β-内酰胺类抗菌的必要条件Figure •透过G+菌细胞壁或G－菌外膜（穿透屏障）•对β-内酰胺酶的稳定性（水解屏障）•与靶点（PBPs ）结合的亲和力（亲和性）三、耐药机制⒈产生水解酶β－内酰胺酶(β-lactamase)—水解机制⒉与药物结合β-内酰胺酶—牵制机制或陷阱机制(trapping mechanism)⒊改变PBPs如耐甲氧西林金葡菌(methicillin resistant staphylococcus aureus, MRSA)产生PBP2α⒋改变菌膜通透性G-细菌跨膜通道孔道蛋白⒌增强药物外排主动外排系统⒍缺乏自溶酶杀菌作用下降或仅有抑菌作用药物β-内酰胺酶β-内酰胺酶青霉素结合蛋白青霉素结合蛋白革兰阴性菌革兰阳性菌按抗菌谱、耐药性分类⒈窄谱青霉素类:青霉素G、青霉素V⒉耐酶青霉素类:甲氧西林、苯唑西林⒊广谱青霉素类:氨基青霉素类⒋抗铜绿假单胞菌广谱青霉素类:羧基青霉素、磺基青霉素、脲基青霉素⒌抗革兰阴性杆菌青霉素类:美西林一、窄谱青霉素类青霉素G(penicillin G,苄青霉素)【来源】青霉菌天然青霉素【化学】①侧链为苄基,苄青霉素②有机酸，常用钠盐或钾盐；③干粉稳定；④易溶于水,水溶液不稳定,可被酸、碱等破坏；受热分解；可生成具抗原性的降解产物,故需用时新鲜配制【体内过程】一般采用im，不宜口服主要分布于细胞外液,脂溶性低,进入细胞量少;脑膜炎时进入CSF的量↑10%经肾小球过滤,90%经肾小管分泌排出t约0.5～1h（短效）1/2青霉素难溶制剂(延长作用时间)▲普鲁卡因青霉素24h/1次80 im.▲苄星青霉素(长效西林)15d/1次120万U im.G+菌感染G+球菌感染溶血性链球菌—蜂窝组织炎、丹毒、猩红热等肺炎链球菌——大叶性肺炎、脓胸等敏感的金葡菌—疖、痈、败血症等草绿色链球菌、肠球菌——心内膜炎G+杆菌感染（配合抗毒素血清治疗）炭疽杆菌——炭疽白喉杆菌——白喉、白喉带菌者破伤风杆菌——破伤风产气荚膜杆菌——气性坏疽艰难梭菌——伪膜性肠炎丙酸、真、乳酸杆菌——内源性条件致病菌G－菌感染G－球菌感染脑膜炎球菌——流脑淋球菌——淋病G－杆菌染感（少数）流感嗜血杆菌———呼吸道感染杜克嗜血杆菌——软性下疳百日咳杆菌——百日咳螺形菌感染小螺菌——鼠咬热螺旋体感染梅毒、雅司螺旋体——梅毒、雅司(首选) 钩端螺旋体——钩体病回归热螺旋体——回归热放线菌感染放线菌——放线菌病【不良反应】⒈过敏反应(降解物或高分子聚合物导致)※药疹和血清病型反应多但不严重※过敏性休克少见而严重过敏性休克的主要防治措施：①详细询问病史，有青霉素过敏史者禁用；②避免滥用和局部用药；③避免在过度饥饿时用药④不在无急救药物暖和抢救设备的条件下使用⑤注射前应做皮试，更换批号时应重做皮试；⑥药物必须临时配制；⑦注射后应观察半小时；⑧一旦发生过敏性休克，立即注射肾上腺素⒉赫氏反应(Herxheimer reaction)在治疗螺旋体病或炭疽时，可有症状加剧现象（全身不适、寒战、发热、咽痛肌痛、心跳加快等）。
β-内酰胺类抗生素ppt课件
β-内酰胺类抗生素
一、第一代头孢菌素
药物：头孢噻吩、头孢唑啉、头孢羟氨苄、
头孢氨苄、头孢匹林、头孢拉定
药理： 1.对革兰阳性球菌敏感：
包括肺炎链球菌、链球菌、葡萄球菌 对MRSA不敏感 金葡球菌产生的β-内酰胺酶稳定性优于二、三代
表皮~；
链球菌：草绿色~（甲型）、
G-球菌
脑膜炎球菌；
溶血性~（乙型）、 肺炎~等
淋球菌等
杆菌
革兰阳性杆菌：白喉~、
炭疽~ 革兰阳性厌氧杆菌：产气荚膜~、
破伤风~等 革兰阴性杆菌：百日咳~、
流感~
螺旋体
钩端螺旋体属-如：病原性钩端螺旋体；
疏螺旋体属- 如：回归热螺旋体； 密螺旋体属- 如：梅毒螺旋体
β-内酰胺类抗生素
第二节 青霉素类
青霉素G 最早应用于临床，杀菌力强、毒性 低、价格低廉。
处理敏感菌所致的各种感染的首选药物。 母核：6-氨基青霉烷酸（6-APA）（噻唑烷环 A+β-内酰胺环B）
β-内酰胺环B对 抗菌活性起关键作 用。
β-内酰胺类抗生素
一、青霉素： 1929年，Alexander Fleming 发现青霉
2.对革兰阴性杆菌、肺炎杆菌及异型变型杆菌 敏感
对革兰阴性杆菌作用弱于第二、三代 对革兰阴性菌产生的β-内酰胺酶不稳定
3.对铜绿假单胞菌、耐药肠杆菌和厌氧菌无效
不良反应：1.过敏反应 β-内酰胺类抗生素
β-内酰胺类抗生素
2. 耐酶青霉素 又称异噁唑类青霉素，侧链为 苯基异噁唑。（保护β-内酰氨环）
药物：苯唑西林、
特点：耐酸，
氯唑西林、
耐酶，
39β -内酰胺类抗生素
药物结构中的-内酰胺环水解裂开，失去活性的酶
是随着-内酰胺类抗生素的更新换代过程中，逐渐诱
导细菌产生的
目前按照酶作用的底物不同、是否被酶抑制剂抑制分
为4大类11小类
⑤ 靶位结构改变（PBPs）
可发生结构改变，或者合成量增加，或产生新的PBPs，
使与-内酰胺类抗生素的结合减少，失去抗菌作用
（2）借助细菌的自溶酶
外膜
细 胞 壁
糖
肽
膜间隙
细胞膜
PBPs的作用
葡萄球菌
给药后的葡萄球菌
细菌耐药机制
产生水解酶：β－内酰胺酶
与药物结合（陷井机制） 改变PBPs
改变菌膜的通透性
增强药物外排
缺乏自溶酶
① 改变菌膜通透性
革兰阳性菌的细胞壁对于-内酰胺类抗生素可以通透，而有些革兰阴 性菌的外膜对于某些-内酰胺类抗生素不易通过，产生非特异性低水平耐 药。 敏感革兰阴性菌的耐药主要是改变跨膜通道孔蛋白结构性质使结合力 降低，以及减少跨膜通道孔蛋白的数量甚至使之消失来实现。
应用：
盆腔、妇科、腹腔等厌氧/需氧菌混合感染
氧头孢烯类
O
拉氧头孢（latamoxef）
拉氧头孢（latamoxef）
特点：
1、抗菌谱，抗菌活性与第三代头孢菌类似， 2、β-内酰胺酶稳定性极高。
应用：
尿路、呼吸道、妇科、胆道感染及脑膜炎、 败血症
单环β－内酰胺类
氨曲南（aztreonam）
β －内酰胺类抗生素
概述
是一类最常用的抗菌药物，它们的化学 结构中均有β-内酰胺环，作用机制都是 抑制细菌细胞壁的肽聚糖合成，按化学 结构分为： 青霉素类 头孢菌素类 非典型β-内酰胺类抗生素 β-内酰胺酶抑制剂
β-药理学-内酰胺类抗生素-药理学-35
β-内酰胺类抗生素
第一节 β-内酰胺类作用机制及耐药性
1.β-内酰胺类作用机制 1）抑制转肽酶活性：β-内酰胺类抗生素是通过干扰细菌 细胞壁肽聚糖的合成而显杀菌作用。β-内酰胺类抗生素和 PBPs活性位点通过共价键结合，抑制转肽酶活性，从而 阻止了肽聚糖的合成，导致细胞壁缺损，引起细菌细胞死 亡。PBPs是β-内酰胺类抗生素的作用靶位，是存在于细 菌细胞膜上的蛋白，按分子量的不同可分为若干亚型。 PBPs数目、种类、分子大小及与抗生素的亲和力均因细 菌菌种的不同而有较大的差异。β-内酰胺类抗生素通过与 不同的PBPs结合阻碍其活性而表现出抗菌活性的差异。
N
O
COOR2
Β-内酰胺酶作用点
A：噻唑环
B：β－内酰胺环
一、天然青霉素
青霉素G(penicillin G，苄青霉素） 【体内过程】
常规肌内注射或静脉滴注 脑脊液、眼房水和前列腺液中的量较少
【抗菌作用】
革兰阳性球菌 革兰阴性球菌 革兰阳性杆菌 螺旋体
【作用机制】
青霉素
1. 抑制转肽酶活性，干扰细胞壁的合成 2. 增加细菌胞壁自溶酶的活性
4. 治 疗 肺 炎 球 菌 性 肺 炎首选
A.青霉素 B.庆大霉素 C.红霉素 D.四环素 E.氯霉素
答案
答案
5. 与 青 霉 素 相 比 ， 阿 莫西林
A. 对 G+ 细 菌 的 抗 菌 作 用强
B.对G+杆菌作用强 C.对β-内酰胺酶稳定 D.对耐药金葡菌有效 E.对绿脓杆菌有效
6. 主 要 用 于 敏 感 细 菌 所致的尿路感染和伤 寒的药物是
（一）口服耐酸青霉素
青霉素V(penicillin V） 非奈西林(pheneticillin) 丙匹西林(propicillin) 阿度西林(azidocillin) 环己西林(cyclacillin)
β-内酰胺类抗生素
22
【不良反应】毒性低，不良反应少。
常见过敏、过敏性皮疹及荨麻疹、发 热多见，少数过敏性休克。与青霉素类有 部分交叉过敏。i.v致静脉炎，口服胃肠道 反应。
第一代头孢噻吩、头孢唑啉有肾毒性可 致肾小管坏死，大剂量i.v发生高钠反应。
一、天然青霉素 由青霉菌培养液提取获得，含有5种 （X、F、G、K、双氢F），其中以青霉素G 性质较稳定，作用最强，低毒价廉，是目 前治疗敏感菌所致的各种感染的首选药。
4
青霉素G（苄青霉素）
钠盐或钾盐晶粉，室温中稳定，易溶于 水，但水溶液室温中不稳定易被酸、碱、 醇、氧化剂、金属离子分解破坏，且可生 成具抗原的降解产物，故需现用现配。
23
第二代头孢孟多、头孢哌酮大剂量出现 低凝血酶原症和双硫仑反应，头孢哌酮引 起腹泻。 第三代偶见二重感染或肠球菌、绿脓杆 菌、念珠菌增殖现象。 第四代对肾脏损害目前未见有报道。
24
③严格掌握适应症，避免滥用和局部用药 ④避免饥饿时给药，注射后观察30分钟
13
⑤青霉素现配现用 ⑥做好急救准备。一旦出现过敏性休克 立即停药并皮下或 i.m0.1%AD0.5~1.0mg ， 严重者静注或心内注射，必要时可加用 糖皮质激素和抗组织胺药。
吸氧、人工呼吸、同时输液，给予升 压药等。
14
2
【耐药机制】
① 产生水解酶。② 缺乏自溶酶。使菌体 自溶减少。③ β 内酰胺酶与药物结合。 使之停留在胞浆膜外而不能到达作用靶位 （ PBPs ）发挥抗菌作用。④ 改变菌膜通 透性。使该类抗生素不能进入菌体内。⑤ 加速药物外排。⑥ 改变 PBPs 。使 β 内酰 胺类对PBPs亲和力降低。
内酰胺类抗生素
内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素是一类广泛应用于临床治疗的抗菌药物，它们的发现和研究对抗菌药物的开发和应用产生了重要作用。
本文将对内酰胺类抗生素的基本特征、抗菌机制以及广泛应用进行介绍。
基本特征内酰胺类抗生素是一类含有内酰胺环的β-内酰胺类抗生素，其包括过氧化氢酶抑制剂、磺胺剂、头孢菌素等。
它们的结构特征是由内酰胺环和侧链组成，内酰胺环通常是四元环或五元环，而侧链则根据不同的化学结构可分为各种类型。
内酰胺环是内酰胺类抗生素中发挥生物活性的结构要素之一，它们与靶菌细胞壁中的靶酶结合，从而发挥抗菌作用。
与其他类别的抗生素相比，内酰胺类抗生素的特征是：1) 它们的作用谱广泛；2) 抗菌效果较为显著；3) 安全性较高；4) 抗菌谱容易变化。
抗菌机制内酰胺类抗生素通过结合靶菌细胞壁中的靶酶，抑制该酶对靶菌细胞壁的合成。
这些靶酶通常是细菌细胞外壁的各种酶类，包括β-内酰胺酶、大肠杆菌脂肪酶、转移酶等。
通过结合这些靶酶，内酰胺类抗生素影响了靶菌细胞壁的合成，从而抑制了它们的生长和繁殖。
内酰胺类抗生素的抑菌作用是通过与靶菌细胞壁中的靶酶结合来发挥的。
它们的作用方式通常分为两类：1) 抑制细菌细胞壁的合成；2）破坏细菌细胞壁。
这两种作用方式都会影响到细菌细胞壁的结构和功能，从而抑制细菌的生长和繁殖。
应用范围内酰胺类抗生素在临床上被广泛应用。
它们可以治疗大多数革兰氏阳性菌和一些革兰氏阴性菌感染，包括结核分枝杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌等。
此外，内酰胺类抗生素还被用于手术和各种创伤感染的预防和治疗。
内酰胺类抗生素的不足之处是它们的抗菌谱容易变化，这让医生在使用这些药物时需要更加谨慎。
此外，由于最近多年社会公众对抗生素滥用和过度使用的关注度增加，医生也需要更加注意在用药时避免出现过度使用和滥用的情况，从而保障患者的健康。
内酰胺类抗生素是一类广泛应用于临床治疗的抗菌药物，它们具有广泛的抗菌作用谱和安全性较高等特征，在临床医学中被广泛应用。
b内酰胺类抗生素总结
①既耐酸，又耐酶(口服给药食物可影响吸收，宜空腹或饭后2小时服用) ②抗菌谱≈青霉素，但抗菌活性＜青霉素G ⑵应用：耐青霉素G的金葡球菌感染 ⑶不良反应 胃肠道反应、交叉过敏
哌拉西林
注意事项: ①不可加入碳酸氢钠溶液中静滴; ②有过敏史、出血史、溃疡性结肠炎、克隆
病或抗生素相关肠炎者慎用。
③肾功能不全者可致出血，应适当减量.
5、抗G－杆菌青霉素
特点：窄谱，对G－杆菌作用强，但对绿脓杆菌和嗜血性流
感杆菌、肠球菌等无效，对G＋菌作用较差。
临床：用于敏感G－菌所致的尿路和软组织感染的治疗。 使用注意： ①本类药是抑菌药；
脑脊液药物浓度过高—青霉素脑病（肌肉阵挛、抽搐、
昏迷等）。
②大剂量：水、电解质平衡紊乱，尤其肾功能减退者。 比如：青霉素类钠盐—高钠血症—心力衰竭； 钾盐—高钾血症、钾中毒反应
【不良反应】
3.其它Байду номын сангаас良反应
③长期、大剂量用药—菌群失调，出现二重感染 （由念珠菌或耐药菌引起）。 ④肌内注射区—周围神经炎；局部疼痛、红肿、硬结 。
4、抗铜绿假单胞菌广谱青霉素
1、共同特点
①既不耐酸也不耐酶。 ②广谱且对绿脓杆菌作用较强。
2 、代表药
羧苄西林、哌拉西林等
羧苄西林 ①抗菌谱≈氨苄西林相似 特点：对G＋菌＜氨苄西林 对G－杆菌作用较强，尤其对铜绿假单孢菌 有特效 对耐氨苄西林的大肠埃希菌仍有效。 ②注意 单用羧苄西林易产生耐药性
β-内酰胺类抗生素的作用机制
β-内酰胺类抗生素的作用机制摘要抗生素一般是指某些微生物在代谢过程中所产生的化学物质。
这些物质常以极小的浓度,对其他微生物产生抑制或杀灭作用，随着抗生素研究的发展，目前，抗生素的来源已经由微生物扩大到动植物并可利用化学合成或半合成方法制取。
抗生素不仅用于细菌感染，还可用于治疗肿瘤以及由原虫、病毒和立克次体所引起的疾病，本文通过介绍β-内酰胺类抗生素的化学结构来说明β-内酰胺类抗生素的作用机理，为β-内酰胺类抗生素的使用提供参考。
关键词：抗生素；化学结构；头孢IAbstractAntibiotics are generally refers to the chemical substances produced by some microorganisms in the process of metabolism. These substances often to the minimal concentration and on other microorganisms produce inhibitory or killing effects, along with the development in the study of antibiotics, at present, sources of antibiotics has by microbial expanded to animals and plants and can be prepared by chemical synthesis or semi synthesis method. Antibiotics not only for bacterial infection, can also be used for cancer treatment and caused by protozoa, viral and rickettsial diseases. In this article, through the introduction of the chemical structure of beta lactam antibiotics to illustrate the mechanism of beta lactam antibiotics, in order to provide reference for the use of beta lactam antibiotics.Key words: Antibiotics; chemical structure; CephalosporinI I目录中文摘要..................................................................................................................................... I 英文摘要. (Ⅱ)1. 前言 (1)2. β-内酰胺类抗生素 (2)2.1 β-内酰胺类抗生素的作用机制 (2)2.2 头孢菌素类抗生素的构效关系 (4)3. 结语 (5)参考文献 (6)I I I1.前言β-内酰胺类抗生素系指化学结构中含有四个原子组成的β-内酰胺环的一大类抗生素。
β-内酰胺类抗生素的作用机制总结
β-内酰胺类抗生素的作用体制纲要抗生素一般是指某些微生物在代谢过程中所产生的化学物质。
这些物质常以极小的浓度 ,对其余微生物产生克制或杀灭作用，跟着抗生素研究的发展，当前，抗生素的根源已经由微生物扩大到动植物并可利用化学合成或半合成方法制取。
抗生素不单用于细菌感染，还可用于治疗肿瘤以及由原虫、病毒和立克次体所惹起的疾病，本文经过介绍β- 内酰胺类抗生素的化学构造来说明β-内酰胺类抗生素的作用机理，为β-内酰胺类抗生素的使用供给参照。
重点词：抗生素；化学构造；头孢IAbstractAntibiotics are generally refers to the chemical substances produced by some microorganisms in the process of metabolism. These substances often to the minimal concentration and on other microorganisms produce inhibitory or killing effects, along with the development in the study of antibiotics, at present, sources of antibiotics has by microbial expanded to animals and plants and can be prepared by chemical synthesis orsemi synthesis method. Antibiotics not only for bacterial infection, can also be used forcancer treatment and caused by protozoa, viral and rickettsial diseases. In this article, through the introduction of the chemical structure of beta lactam antibiotics to illustratethe mechanism of beta lactam antibiotics, in order to provide reference for the use of beta lactam antibiotics.Key words: Antibiotics; chemical structure; CephalosporinII目录中文纲要 (I)英文纲要 (Ⅱ)1. 序言 (1)2. β-内酰胺类抗生素 (2)2.1 β-内酰胺类抗生素的作用体制 (2)2.2 头孢菌素类抗生素的构效关系 (4)3. 结语 (5)参照文件 (6)III1.序言β-内酰胺类抗生素系指化学构造中含有四个原子构成的β-内酰胺环的一大类抗生素。
药理学β-内酰胺类抗生素
性状
－侧链为苄基。
－有机酸，常用其钾盐或钠盐。
－干燥粉末性质稳定；水溶液不 稳定，临用前配制。
－剂量用U表示。青霉素G钠 1667U=1mg；青霉素G钾 1595U=1mg
编辑ppt
12
抗菌作用:繁殖期杀菌剂
－G+球菌：溶链、肺球、草链、葡球等
－G+杆菌：白喉、炭疽、产气荚膜梭菌、破伤风梭菌、 乳酸杆菌等
－G-球菌：脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌 －G-杆菌：流感杆菌、百日咳鲍特菌 －螺旋体、放线菌 －对真菌、原虫、立克次体、病毒无作用
金葡菌、淋病奈瑟菌、肺炎球菌、脑膜炎、奈瑟菌极易 产生耐药性。
抗菌作用特点 －对繁殖期细菌作用强 －对G+作用强 －对人和动物细胞毒性小
β-内酰胺类抗生素
编辑ppt
1
分类
青霉素类 头孢菌素类 其他β-内酰胺类 β-内酰胺酶抑制药 β-内酰胺类抗生素复方制剂
编辑ppt
2
编辑ppt
3
抗菌作用机制
作用于青霉素结合蛋白（ penicillin binding proteins，PBPs），抑制细菌细胞壁合成→菌 体失去渗透屏障→膨胀裂解；
3.局部刺激症状：红肿、疼痛、硬结 4.大剂量iv可引起精神错乱、抽搐；高血钾症或高钠血症。
青霉素过敏性休克预防措施
－详细询问过敏史； －避免滥用和局部用药； －皮试：初次用、用药间隔3d以上或换批号； －现用现配； －避免饥饿时注射； －用药期间应做好急救准备（肾上腺素、氢化可的
松）； －用药后观察30min，无反应方可离去。
编辑ppt
19
耐酶青霉素类
甲氧西林（新青霉素I）：耐酶，不耐酸，注射给药， 用于耐药菌感染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
β-内酰胺类抗生素的作用机制摘要抗生素一般是指某些微生物在代谢过程中所产生的化学物质。
这些物质常以极小的浓度,对其他微生物产生抑制或杀灭作用，随着抗生素研究的发展，目前，抗生素的来源已经由微生物扩大到动植物并可利用化学合成或半合成方法制取。
抗生素不仅用于细菌感染，还可用于治疗肿瘤以及由原虫、病毒和立克次体所引起的疾病，本文通过介绍β-内酰胺类抗生素的化学结构来说明β-内酰胺类抗生素的作用机理，为β-内酰胺类抗生素的使用提供参考。
关键词：抗生素；化学结构；头孢AbstractAntibiotics are generally refers to the chemical substances produced by some microorganisms in the process of metabolism. These substances often to the minimal concentration and on other microorganisms produce inhibitory or killing effects, along with the development in the study of antibiotics, at present, sources of antibiotics has by microbial expanded to animals and plants and can be prepared by chemical synthesis or semi synthesis method. Antibiotics not only for bacterial infection, can also be used for cancer treatment and caused by protozoa, viral and rickettsial diseases. In this article, through the introduction of the chemical structure of beta lactam antibiotics to illustrate the mechanism of beta lactam antibiotics, in order to provide reference for the use of beta lactam antibiotics.Key words: Antibiotics; chemical structure; Cephalosporin目录中文摘要 I英文摘要Ⅱ1. 前言 12. β-内酰胺类抗生素 22.1 β-内酰胺类抗生素的作用机制 22.2 头孢菌素类抗生素的构效关系 43. 结语 5参考文献 61.前言β-内酰胺类抗生素系指化学结构中含有四个原子组成的β-内酰胺环的一大类抗生素。
种类:包括临床最常用的青霉素类与头孢菌素类,以及新发展的头霉素类、硫霉素类、单环β-内酰胺类等其他非典型β-内酰胺类抗生素。
优点:杀菌活性强、毒性低、适应证广及临床疗效好。
本类药物化学结构,特别是侧链的改变形成许多不同抗菌谱和抗菌作用以及各种临床药理学特性的抗生素。
缺点:由于β-内酰胺是由四个原子组成,分子张力比较大,使其化学性质不稳定易发生开环导致失活。
β-内酰胺类抗生素是最大的一类抗生素,在临床应用上占有重要地位.其作用机制主要是干扰细菌细胞壁的合成,从而抑制甚至杀死细菌.β-内酰胺类抗生素是一类在结构上具有β-内酰胺环(β-lactam),呈抗菌活性的天然或经化学改造的化合物的总称.根据与β-内酰胺环所连结的杂环的化学结构,β-内酰胺类抗生素可分为青霉素类(Penicillins)、头孢菌素类(Cephalosporins)以及非典型β-内酰胺类.非典型β-内酰胺类抗生素主要有:碳青霉烯类(Carbapenem)、青霉烯类(Pen-em)、氧青霉烷(Oxypenem)和单环β-内酰胺(Monobactam).β-内酰胺类抗生素的结构如图1所示.图1 β-内酰胺类抗生素的母环结构2. β-内酰胺类抗生素2.1 β-内酰胺类抗生素的作用机制β-内酰胺类抗生素具有很强的抗菌活性,这与它们的作用机制有关.β-内酰胺类抗生素可以通过抑制D-丙氨酰-D-丙氨酸转肽酶来抑制细菌细胞壁的合成.粘肽(Mucopeptide,Peptidoglycan)是细菌细胞壁的主要成分,是细胞壁结构中最硬的坚韧层,作用在于维持细胞的外形和坚韧性.粘肽是一些具有网状结构的含糖多肽,组成成分是N-乙酰粘质酸(Mur-Nac)、N-乙酰基葡萄糖(Glc-Nac)和多肽.粘肽中组成肽链的氨基酸和交联(桥式联接)的方式随细菌种属而异.青霉素和头孢菌素C抑制粘肽合成的最后阶段,主要是抑制粘肽转肽酶(Pepti-doglycan Transpeptidase)所催化的转肽(交联)反应,使线性高聚物不能转化成交联结构,阻碍细菌细胞壁的形成,使细胞不能定型和承受细胞内的高渗透压,从而引起溶菌,导致细菌死亡.青霉素和头孢菌素C可以抑制转肽酶反应的原因在于它们的结构和粘肽D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-Ala-D-Ala)的末端结构相似,具有相似的构象,因而能取代合成粘肽的D-Ala-D-Ala,竞争性地与酶的活性中心以共价键结合,构成不可逆的抑制作用. 青霉素和头孢菌素类抗生素的β-内酰胺环的—CO—N—键易起反应,相当于D-Ala-D-Ala末端的—CO—N— ,可能是由于β-内酰胺环裂开与转肽酶结合,形成与青霉素结合的酶,而使转肽酶不能起到正常的催化作用.由于哺乳动物细胞无细胞壁,不受影响,故此类抗生素的抗菌作用具有较高的选择性.革兰氏阳性菌细胞壁粘肽含量比阴性菌高,因此β-内酰胺类抗生素一般对阳性菌敏感.近年来,发现许多细菌细胞膜中存在一些可与青霉素类或头孢菌素类抗生素相结合的特殊蛋白分子,称为青霉素结合蛋白(Penicillin-binding pro-teins,PBPs)[2],是β-内酰胺类抗生素的主要靶位(见图2).PBPs是参与细菌细胞壁肽聚糖生物合成的酶,包括转肽酶、羧肽酶和内肽酶.它的正常存在是细菌保持正常形态和功能的必须条件.不同细菌的细胞膜上PBPs的数量和组成不同,不同的β-内酰胺类抗生素有不同的PBPs结合部位,所以会造成各种药物的抗菌敏感性不同,从而产生不同的抗菌作用.因此,一旦PBPs的数量和种类或者与抗生素的亲和力发生变化,都会影响细菌的形态和对抗生素的敏感性.这是引起细菌产生耐药性的原因之一.图2 青霉素的作用机理2.2 头孢菌素类抗生素的构效关系大量的研究表明,β-内酰胺类抗生素的抗菌活性与其结构中的β-内酰胺环的反应性有直接关系.β-内酰胺环的反应性越高,则它的抗菌活性越强.孤单的β-内酰胺环比较稳定,通常其抗菌活性较低.Woodward等认为,青霉素的β-内酰胺环具有很高的反应活性,究其原因是由于噻唑环与β-内酰胺环稠合使桥头氮原子的平面性遭到破坏,致使氮原子上未共享电子对不易与β-内酰胺环的羰基形成如图3(A)式共振而稳定,所以β-内酰胺环的反应性很高.在头孢菌素类抗生素的结构中,虽然桥头氮原子的键近乎于平面结构,但是C-3位的双键竞争性地抑制氮原子上未共享电子对与羰基的共振,如图3(B)式,故仍能保持β-内酰胺环的高度反应性.图3 β-内酰胺类抗生素的共振结构头孢菌素的立体化学结构(见图4)中,连接酰胺侧链的C-7应为L-构型,母核的β-内酰胺环与氢化噻嗪环不在同一平面,在C-6～N-5处折合.酰胺侧链为β-构型,C-6～C-7的氢均为α-型,绝对构型为6R,7R.通过40多年的研究,发现头孢菌素在结构与抗菌活性的关系方面,有如下规律:(1)C-7酰胺侧链引入苯基、环烯基、呋喃、噻吩或其他杂环,能增强抗菌活性或扩大抗菌谱.(2)C-7芳核侧链α-碳上引入—SO3Na、—NH3、—OH、—COOH等水溶性基团,同时改变C—3上的取代基,可改进药物的生物利用度,减少毒副作用,扩大抗菌谱,同时对某些革兰氏阴性菌有效,尤其能增强对绿浓杆菌的作用.例如,头孢磺吡、头孢他啶对绿浓杆菌外膜壁有很高的渗透性,对β-内酰胺酶有稳定性.(3)C-7具有同向(Syn)肟型或较大取代基侧链的头孢菌素对β-内酰胺酶有较强的稳定性.如,头孢呋辛能抗β-内酰胺酶的水解.Syn-甲氧亚胺肟基肟型分子模型表明:甲氧亚胺基的甲氧基可占据靠近β-内酰胺羰基的位置,阻止酶分子对β-内酰胺的接近.对向(Anti)构型的异构体则不耐酶.以氨基噻唑代替头孢呋辛分子中的呋喃环,同时C-3引入含氮杂环,如头孢甲肟,不仅能扩大抗菌谱和耐酶性,抗菌活性也得到增强.(4)C-3的乙酰氧甲基被甲基、氯原子或含氮杂环取代,可增强抗菌活性或改变在体内的吸收,以及对细胞膜的渗透性等药代动力学性质,如头孢克洛C-3为氯原子,可口服给药.(5)C-3～C-4间的双键移位,生成的Δ2-头孢菌素几乎无抗菌活性.氢化噻嗪环的硫原子如以氧或亚甲基代替,可构成另一类β-内酰胺抗生素而不降低活性.图4 头孢菌素的立体化学结构3.结语近十年来,头孢菌素类抗生素的发展进入稳定时期,发展速度较前二十年减缓.面对临床上日益出现的细菌耐药性问题,药物工作者正在努力寻找具有新的抗菌特点的头孢类抗生素.探索抗菌机理不同的新的化学结构的抗菌药物是目前研究的热点之一,例如,将头孢菌素母核与喹诺酮类抗菌药物进行嫁接[9],以期发现新的抗生素.随着药物化学、生物学和药理学等相关学科的进一步发展,及人们对药物的化学结构、抗菌机理、耐药性和药毒性的深入认识,必将指导人们不断地研究开发头孢类抗生素新品种,以满足临床治疗的需要.参考文献[1] 彭司勋.药物化学[M].北京:中国医药科技出版社,1999:361.[2] 熊亚莉.青霉素结合蛋白研究[J].国外医药抗生素分册,2004,25(5):193-197.[3] ERNEST I,GOSTELI J,GREEGRASS C W,et al.The Penems,a New Classof Beta.-lactam Antibiotics:6-acylaminopenem-3-carboxylic Acids[J].J Am Chem Soc,1978,100:8 214-8 222.[4] FLEMING A.On the Antibacterial Action of Cultures of a Peninillin,withSpecial Reference to Their Use in the Siolation of B Influenzae[J].Br J Exp Pathol,1926,10(3):226.[5] 陈冠荣.化工百科全书[M].北京:化学工业出版社,1995:710.[6] SELWYN S.Theβ-Lactam Antibiotics[M].London:Hodder andStoughton,1980:102.[7] 张致平.抗菌药研究的新进展[M].中国临床药理学杂志,2000,16(2):139-145.。