Polymyxins

Polymyxins เป็นยาปฏิชีวนะที่ต่อสู้กับแบคทีเรียแกรมลบเป็นหลัก อย่างไรก็ตามสารออกฤทธิ์จะออกฤทธิ์เฉพาะกับแบคทีเรียที่อยู่นอกเซลล์ร่างกายเท่านั้น ประสิทธิผลของพวกมันขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของพวกมันกับฟอสโฟลิปิดในเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย

polymyxins คืออะไร?

โพลีไมซินเป็นพอลิเพปไทด์ที่แตกแขนงซับซ้อนซึ่งมักประกอบด้วยกรดอะมิโน 10 ชนิด พวกมันจบลงด้วยกรดไขมันที่ไม่ชอบน้ำ โครงสร้างโมเลกุลช่วยให้สามารถสร้างขั้วที่สอดคล้องกับฟอสโฟลิปิดในเยื่อหุ้มเซลล์ สิ่งนี้ทำให้โมเลกุลเหล่านี้สามารถโต้ตอบกับฟอสโฟลิปิดและทำลายโครงสร้างของมันได้ เป็นผลให้เยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียสลายไป หากถูกทำลายจนหมดจะเกิดการตายของเซลล์แบคทีเรีย

อย่างไรก็ตามโพลีมีซินจะเข้าถึงแบคทีเรียที่อยู่นอกเซลล์เท่านั้น หากแบคทีเรียผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ร่างกายไปแล้วสารออกฤทธิ์เหล่านี้จะไม่ถูกทำลายอีกต่อไป

ส่วนใหญ่มีส่วนผสมที่ใช้งานอยู่สองชนิดของโพลีไมซินที่ใช้ ในอีกด้านหนึ่งคือ polymyxin B และในทางกลับกัน colistin ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ โหมดการออกฤทธิ์ของสารทั้งสองคล้ายกัน อย่างไรก็ตาม polymyxins ไม่สามารถดูดซึมได้โดยทางปาก (โดยผ่านลำไส้) เนื่องจากจะมีผลต่อระบบประสาทและทำลายไต ในการใช้งานล่าสุดโคลิสตินจึงได้รับการบริหารในรูปแบบของ prodrug เป็น colistimethate sodium (CMS)

ฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา

Polymyxins ใช้เพื่อควบคุมแบคทีเรียแกรมลบที่ก่อโรคเป็นหลัก แบคทีเรียแกรมลบและแกรมบวกมีโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์แตกต่างกัน ตามวิธีการย้อมสีที่พัฒนาโดย Gram นักแบคทีเรียชาวเดนมาร์กแบคทีเรียทั้งสองกลุ่มสามารถแยกแยะออกจากกันได้อย่างชัดเจน สีย้อมพื้นฐานใช้ในการทำสีเยื่อหุ้มเซลล์ผ่านการสร้างที่ซับซ้อน แบคทีเรียแกรมบวกจะแสดงสีในขณะที่แบคทีเรียแกรมลบจะไม่เปื้อน

แบคทีเรียแกรมบวกมีเปลือกมิวรินหนาที่ทำจากเพปทิโดไกลแคนในเยื่อหุ้มเซลล์ในขณะที่แบคทีเรียแกรมลบมีเพียงชั้นมิวรินบาง ๆ ความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อความไวของแบคทีเรียต่อยาปฏิชีวนะที่แตกต่างกัน การตัดสินใจเลือกหรือต่อต้านยาปฏิชีวนะบางชนิดทำได้โดยการระบุคราบแกรมอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากโพลีมีซินมีขั้วจึงทำปฏิกิริยากับฟอสโฟลิปิดเป็นหลักซึ่งจับกับโพลีแซ็กคาไรด์ นี่คือวิธีการสร้างพันธะเคมีระหว่างโพลีไมซินและไลโพลีแซ็กคาไรด์ (LPS) เนื่องจากชั้นมิวรินบาง ๆ ในแบคทีเรียแกรมลบ LPS จึงทำได้ดีกว่าโดย polymyxins เป็นผลให้เยื่อหุ้มเซลล์ถูกทำลายก่อนจนกว่าจะมีการปลดปล่อยเนื้อหาของไซโทพลาสซึมทั้งหมดและเซลล์แบคทีเรียจะตาย

ความไวของแบคทีเรียต่อโพลีมีซินจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณฟอสโฟลิปิดในเยื่อหุ้มเซลล์ พบว่าเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียที่บอบบางมากจะผูกโพลีมีซินได้มากกว่าแบคทีเรียที่ไวต่อการสัมผัสน้อย การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารออกฤทธิ์ตัวอย่างเช่นโดยการกำจัดกรดไขมันปลายทางสามารถลดประสิทธิภาพได้

นอกจากนี้ยังพบว่ายิ่งยาปฏิชีวนะมีความเข้มข้นสูงก็จะต่อสู้กับแบคทีเรียได้ดีขึ้น ในการศึกษาพบว่ามีการก่อตัวของฟองอากาศบนเยื่อหุ้มแบคทีเรียซึ่งนำไปสู่การทำลายล้างอย่างสมบูรณ์ ถ้าความเข้มข้นต่ำเกินไปเมมเบรนไม่สามารถละลายได้ทั้งหมดและแบคทีเรียจะรอดชีวิต ในแง่ของการรักษาไม่สำคัญว่าแบคทีเรียจะอยู่เฉยๆหรือแค่แบ่งตัว การควบคุมที่มีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันเป็นไปได้ในทั้งสองขั้นตอน

การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์และการใช้งาน

ทั้ง polymyxin B และ colistin มีสเปกตรัมของกิจกรรมเหมือนกัน เหนือสิ่งอื่นใดพวกมันสามารถต่อสู้กับแบคทีเรียแกรมลบเช่น Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. หรือแอโรแบคทีเรีย แบคทีเรียที่มีความอ่อนไหวโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ตอบสนองต่อการรักษาได้ดี ได้แก่ Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida หรือ Pseudomonas aeruginosa

ความต้านทานต่อ polymyxins ยังสามารถเกิดขึ้นได้ อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ค่อยเกิดขึ้น ความต้านทานอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสารออกฤทธิ์บนพื้นผิวของแบคทีเรียจากการยับยั้งการเข้าสู่เยื่อหุ้มเซลล์หรือจากการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวของแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียบางชนิดสร้างเอนไซม์ย่อยอาหารที่สลายพอลิเปปไทด์ของโพลีมีซินที่ผิวเซลล์ นอกจากนี้แบคทีเรียบางชนิดยังมีปั๊มบางชนิดที่มีสารปฏิชีวนะเข้าไปในเซลล์ การเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวแบคทีเรียซึ่งสังเกตเห็นได้ชัดเจนเช่นฟอสโฟลิปิดที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าก็สามารถทำให้เกิดการดื้อยาได้เช่นกัน

polymyxins หลักที่ใช้คือ polymyxin B หรือ colistin โหมดการออกฤทธิ์ของสารทั้งสองเหมือนกัน อย่างไรก็ตามโคลิสตินสามารถใช้ได้โดยตรงกับขี้ผึ้งในละอองลอยเพื่อบำบัดด้วยการสูดดมหรือรับประทานเพื่อรักษาลำไส้ แทบจะไม่ถูกดูดซึมในลำไส้ดังนั้นจึงสามารถให้ได้เฉพาะทางแม่ (เช่นทางหลอดเลือดดำ) สำหรับการใช้งานอย่างเป็นระบบ อย่างไรก็ตามโคลิสตินบริสุทธิ์มีผลต่อระบบประสาทและพิษต่อไตเมื่อรับประทานโดยทางปาก อย่างไรก็ตามในฐานะที่เป็น prodrug สามารถรับประทานเป็น colistimethate sodium (CMS) ได้โดยไม่มีภาวะแทรกซ้อน

ความเสี่ยงและผลข้างเคียง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วโคลิสตินจะต้องไม่ถูกดูดซึมโดยทางปากเช่นการข้ามลำไส้เนื่องจากอาจทำให้เกิดพิษต่อระบบประสาทและพิษต่อไต นอกจากนี้ยังใช้กับ polymyxins อื่น ๆ การรับประทานโคลิสตินในช่องปากไม่เหมาะสำหรับการใช้อย่างเป็นระบบเนื่องจากแทบจะไม่ถูกดูดซึมผ่านลำไส้ อย่างไรก็ตามในฐานะที่เป็น prodrug ในรูปของ colistimethate sodium (CMS) สามารถใช้ในระบบได้เช่นกัน