Về cấu trúc đều có vòng Beta-Lactam

Về cơ chế đều gắn với transpeptidase (hay PBP: Penicilin Binding Protein), enzym xúc tác cho sự nối peptidoglycan để tạo vách vi khuẩn. Vách vi khuẩn là bộ phận rất quan trọng để đảm bảo sự tồn tại và phát triển. Thành phần đảm bảo cho tính bền vững cơ học của vách là mạng lưới peptidoglycan, gồm các chuỗi glycan nối chéo với nhau bằng chuỗi peptid. Khoảng 30 enzym của vi khuẩn tham gia tổng hợp peptidoglycan, trong đó có transpeptidase (hay PBP). Các b lactam và kháng sinh loại glycopeptid (như vancomycin) tạo phức bền vững với transpeptidase, ức chế tạo vách vi khuẩn, làm ly giải hoặc biến dạng vi khuẩn. Vách vi khuẩn gram (+) có mạng lưới peptidoglycan dầy từ 50- 100 phân tử, lại ở ngay bề mặt tế bào nên dễ bị tấn công. Còn ở vi khuẩn gram (-) vách chỉ dầy 1- 2 phân tử nhưng lại được che phủ ở lớp ngoài cùng một vỏ bọc lipopolysaccharid như 1 hàng rào không thấm kháng sinh, muốn có tác dụng, kháng sinh phải khuếch tán được qua ống dẫn (pores) của màng ngoài như amoxicilin, một số cephalosporin.

Do vách tế bào của động vật đa bào có cấu trúc khác vách vi khuẩn nên không chịu tác động của nhóm lactam (thuốc hầu như không độc). Tuy nhiên vòng nhóm lactam rất dễ gây dị ứng.

Các kháng sinh beta-lactam được chia thành 4 nhóm dựa theo cấu trúc hóa học

• Các penam: vòng A có 5 cạnh bão hòa, gồm các penicilin và các chất phong tỏa nhóm lactamase.
• Các cephem: vòng A có 6 cạnh không bão hòa, gồm các cephalosporin.
• Các penem: vòng A có 5 cạnh không bão hòa, gồm các imipenem, ertapenem.
• Các monobactam: không có vòng A, là kháng sinh có thể tổng hợp như aztreonam.

Là nhóm thuốc tiêu biểu, được tìm ra đầu tiên. Trong sản xuất công nghiệp, lấy từ Penicillium notatum, 1 mL môi trường nuối cấy cho 300 UI; 1 đơn vị quốc tế (UI)= 0,6 mg Na benzylpenicilin hay 1.000.000 UI = 0,6g. Penicilin G là dạng bột trắng, vững bền ở nhiệt độ thường, nhưng ở dung dịch nước, phải bảo quản lạnh và chỉ vững bền ở pH 6- 6,5, mất tác dụng nhanh ở pH < 5 và > 7,5

Có đặc tính nhậy cảm:

• Cầu khuẩn Gr (+); liên cầu (nhất là loại b tan huyết), phế cầu và tụ cầu không sản xuất Beta-Lactamase
• Trực khuẩn Gr (+) ái khí (than, subtilis, bạch cầu) và yếm khí (clostridium hoại thư sinh hơi)
• Xoắn khuẩn, đặc biệt là xoắn khuẩn giang mai (treponema pallidum)

Penicilin G:

• Bị dịch vị phá hủy nên chỉ dùng theo đường tiêm. Thời gian đạt nồng độ tối đa nhanh nhưng cũng giảm nhanh nên cần tiêm 4h/ lần
• Nếu kết hợp với các muối ít tan và chậm hấp thu sẽ kéo dài được tác dụng của Penicilin

Chế phẩm:

• Penicillin thường: Benzylpenicillin
• Penicillin chậm: Procaine benzylpenicillin, Benzathine benzylpenicillin
• Dạng phối hợp của cả Penicillin thường và Penicillin chậm có biệt dược: Bipenicilline, Extencilline

Penicilin V

• Không bị dịch vị phá hủy, hấp thu ở tá tràng do vậy có thể uống nhưng phải dùng liều gấp đôi penicilin G mới đạt được nồng độ huyết thanh tương tự.
• Các biệt dược: Ospen (Sandoz), Oracilin

Là các penicilin bán tổng hợp kháng được penicillinase của VK. Phổ kháng khuẩn và thời gian tác dụng tương tự penicilin G, nhưng cường độ tác dụng thì yếu hơn.

Các nhóm thuốc:

• Oxacilin:  Bristopen (Bristol Myers Squibb)
• Cloxacilin: Orbenin
• Dicloxacillin:  Diclocil

Chỉ định tốt trong nhiễm tụ cầu sản xuất penicilinase (tụ cầu vàng)

Là penicilin bán tổng hợp, amino- benzyl penicilin có một số đặc điểm:

• Trên các khuẩn Gr (+) tác dụng như penicilin G, nhưng có thêm tác dụng trên một số khuẩn gram (-): E. coli, salmonella, Shigella, proteus, hemophilus influenzae
• Bị penicilinase phá huỷ
• Không bị dịch vị phá hủy, uống được nhưng hấp thu không hoàn toàn (khoảng 40%) nên nhiều nước đã không còn dùng ampicilin nữa

Các dẫn xuất:

• Ampicilin: Standacillin (Sandoz),  Totapen (Bristol Myers Squibb)
• Amoxicilin: Clamoxyl (Glaxo Wellcome), Servamox (Sandoz)

Các kháng sinh này do có hoạt phổ rộng và do cách sử dụng nên hiện nay ở VN tỷ lệ kháng thuốc của các VK khá cao

Các dược chất:

• Carboxypenicilin: Carbenicilin, Ticarcilin
• Ureidopenicilin: Azlocillin, Mezlocillin, Piperacilline

Là nhóm kháng sinh quan trọng được dùng điều trị các nhiễm khuẩn nặng do trực khuẩn gram (-) như trực khuẩn mủ xanh, Proteus, Enterobacter, vi khuẩn kháng penicilin và ampicilin. Thường là nhiễm khuẩn mắc phải tại bệnh viện, nhiễm khuẩn sau bỏng, nhiễm khuẩn tiết niệu, viêm phổi.

Các kháng sinh này đều là bán tổng hợp và vẫn bị penicilinase phá huỷ.

Được chiết xuất từ nấm cephalosporin hoặc bán tổng hợp, đều là dẫn xuất của acid amino- 7-cephalosporanic, có mang vòng Beta-Lactam. Tuỳ theo tác dụng kháng khuẩn, chia  thành 4 thế hệ.

Có phổ kháng khuẩn gần với meticilin và penicilin A. Tác dụng tốt trên cầu khuẩn và trực khuẩn gram (+), kháng được penicilinase của tụ cầu.

Có tác dụng trên một số trực khuẩn gram (-), trong đó có các trực khuẩn đường ruột như Salmonella, Shigella.

Bị cephalosporinase (Beta-Lactamase) phá huỷ.

Chỉ định chính: sốc nhiễm khuẩn, nhiễm khuẩn huyết do tụ cầu, nhiễm khuẩn kháng penicilin.

Các chế phẩm dùng

• Theo đường tiêm: Cefalotin, Cefazolin .
• Theo đường uống: Cefalexin , Cefadroxil.

Hoạt tính kháng khuẩn trên gram (-) đã tăng, nhưng còn kém thế hệ 3. Kháng được cephalosporinase. Sự dung nạp thuốc cũng tốt hơn.

Chế phẩm tiêm: Cefamandole, Cefuroxim Natri.

Chế phẩm uống: Cefuroxim Acetyl, Cefaclor.

Tác dụng trên cầu khuẩn gram (+) kém thế hệ 1, nhưng tác dụng trên các khuẩn gram (-), nhất là trực khuẩn đường ruột, kể cả chủng tiết b lactamase thì mạnh hơn nhiều. Cho tới nay, các thuốc nhóm này hầu hết đều là dạng tiêm:

Cefotaxim (Claforan), Ceftizoxim (Cefizox), Ceftriaxon (Rocephin), Ceftazidim (Fortum), Cefoperazon (Cefobis)

Phổ kháng khuẩn rộng và vững bền với b lactamase hơn thế hệ 3, đặc biệt dùng chỉ định

Trong nhiễm trực khuẩn gram (-) hiếu khí đã kháng với thế hệ 3.

Chế phẩm: Cefepim (Axepim), Cefpirom (Cefire).

Là những chất có tác dụng kháng sinh yếu, nhưng gắn không hồi phục với b lactamase và có ái lực với nhóm kháng sinh Beta-Lactam, cho nên khi phối hợp với nhóm kháng sinh này sẽ làm vững bền và tăng cường hoạt tính kháng khuẩn của chúng.

Phổ kháng khuẩn rất rộng, gồm các khuẩn ái khí và kỵ khí: liên cầu, tụ cầu (kể cả chủng tiết penicilinase), cầu khuẩn ruột (enterococci), pseudomonas.

Được dùng trong nhiễm khuẩn sinh dục- tiết niệu, đường hô hấp dưới, mô mềm, xương khớp, nhiễm khuẩn bệnh viện.

Các nhóm thuốc:

• Imipenem: Tienam (Merck), Bacqure (Ranbaxy)
• Ertapenem: Ivanz (Merck)
• Meropenem: Meronem (Astrazeneca). Dược chất này có độ nhạy cảm rất cao với các VK bệnh viện như Ancenobacter, Pseudomonas

Kém tác dụng trên khuẩn gram (+) và kỵ khí. Trái lại, tác dụng mạnh trên khuẩn gram (-), tương tự cephalosporin thế hệ 3 hoặc aminoglycosid. Kháng Beta-Lactamase. Không tác dụng theo đường uống. Dung nạp tốt, có thể dùng cho bệnh nhân dị ứng với penicilin hoặc cephalosporin.

Các dược chất: Aztreonam, Tigemonam, Carumonam, Nocardicin A