Penisilin dan Sefalosporin

Penisilin dan sefalosporin adalah dua subkelas beta-laktam tertua dan yang paling banyak digunakan. Penisilin dibangun di atas inti penam (cincin beta-laktam yang menyatu dengan tiasolidin beranggota lima), sedangkan sefalosporin dibangun di atas inti sefem (beta-laktam yang menyatu dengan dihidrotiazin beranggota enam). Modifikasi rantai samping telah menghasilkan keluarga-keluarga berturut-turut yang berbeda dalam spektrum antibakteri dan stabilitas terhadap beta-laktamase.

Definition

Penisilin dan sefalosporin adalah antibiotik beta-laktam yang memiliki mekanisme transpeptidase dinding sel yang sama, tetapi dibedakan oleh sistem cincin fusi mereka — penam untuk penisilin, sefem untuk sefalosporin — dan oleh rantai samping yang menyetel spektrum dan stabilitas enzimatiknya.

Scope

Topik ini mencakup struktur inti penisilin dan sefalosporin, bagaimana kimia rantai samping membentuk spektrum dan stabilitas beta-laktamase, dasar pemikiran di balik generasi sefalosporin, dan mekanisme resistensi utama yang memengaruhinya. Ini adalah tinjauan referensi dan tidak memberikan dosis atau rekomendasi terapeutik.

Core questions

• Bagaimana inti penam dan sefem berbeda secara struktural?
• Apa yang dijelaskan oleh konsep generasi sefalosporin?
• Bagaimana modifikasi rantai samping mengubah spektrum dan stabilitas beta-laktamase?

Key concepts

• Inti penam
• Inti sefem
• Asam 6-aminopenisilanat (6-APA)
• Asam 7-aminocefalosporanat (7-ACA)
• Rantai samping semisintetik
• Generasi sefalosporin
• Stabilitas penisilinase
• PBP2a dan resistensi metisilin

Mechanisms

Kedua subkelas bekerja melalui mekanisme beta-laktam yang sama — asilasi transpeptidase protein pengikat penisilin dan gangguan ikatan silang peptidoglikan. Perbedaan farmakologisnya berasal dari kimia di sekitar inti: penisilin alami didegradasi oleh asam lambung dan oleh penisilinase stafilokokus, sedangkan rantai samping semisintetik menghasilkan penisilin yang stabil terhadap asam, stabil terhadap penisilinase (anti-stafilokokus), dan berspektrum lebih luas. Sefalosporin, yang bervariasi pada dua posisi rantai samping pada inti sefem, dikelompokkan ke dalam generasi yang secara luas cenderung dari Gram-positif menuju cakupan Gram-negatif yang diperluas dan stabilitas yang lebih besar terhadap banyak beta-laktamase (Bush & Bradford, 2016). Resistensi muncul dari beta-laktamase yang menghidrolisis agen-agen ini dan dari PBP yang diubah — terutama PBP2a, transpeptidase afinitas rendah yang memberikan resistensi metisilin pada stafilokokus (Fisher & Mobashery, 2016; David & Daum, 2010).

Clinical relevance

Penisilin dan sefalosporin menggambarkan bagaimana modifikasi kimia dari satu kerangka dapat memperluas dan membentuk kembali spektrum antibakteri, dan keduanya merupakan agen referensi untuk mengajarkan farmakologi beta-laktam, hipersensitivitas, dan resistensi. Entri ini menjelaskan kelas-kelas untuk orientasi edukasi dan bukan panduan untuk pemilihan obat, dosis, atau penanganan alergi.

Epidemiology

Resistensi di antara patogen Gram-positif dan Gram-negatif telah berulang kali mengubah peran klinis obat-obatan ini: penisilinase stafilokokus membuat penisilin awal tidak efektif terhadap banyak stafilokokus, dan akuisisi PBP2a menghasilkan Staphylococcus aureus yang resisten metisilin, patogen nosokomial dan komunitas utama (David & Daum, 2010). Beta-laktamase spektrum luas juga mengganggu banyak sefalosporin pada bakteri Gram-negatif (Bush & Bradford, 2016).

Evidence & guidelines

Pemilihan dan pelaporan agen-agen ini didasarkan pada pengujian sensitivitas standar dan titik henti yang dikelola oleh organisasi seperti EUCAST dan CLSI; tinjauan ini merangkum hubungan struktur-spektrum daripada mengulang pedoman pengobatan tertentu.

History

Penisilin adalah beta-laktam pertama yang digunakan secara klinis, tetapi Abraham dan Chain (1940) segera mendeskripsikan penisilinase bakteri, dan penisilinase stafilokokus kemudian mengikis aktivitasnya. Isolasi inti penisilin dan sefalosporin (6-APA dan 7-ACA) memungkinkan kimia semisintetik, menghasilkan penisilin yang stabil terhadap asam dan penisilinase serta generasi sefalosporin berturut-turut dengan spektrum yang meluas (Bush & Bradford, 2016).

Key figures

• Ernst Chain
• Edward Abraham
• Karen Bush

Seminal works

• abraham-chain-1940
• bush-bradford-2016

Frequently asked questions

Apa perbedaan struktural antara penisilin dan sefalosporin?

Penisilin memiliki cincin beta-laktam yang menyatu dengan cincin tiasolidin beranggota lima (inti penam); sefalosporin memiliki cincin tersebut yang menyatu dengan cincin dihidrotiazin beranggota enam (inti sefem).

Apa arti generasi sefalosporin?

Generasi sefalosporin adalah pengelompokan yang secara luas melacak perubahan spektrum antibakteri dan stabilitas beta-laktamase pada sefalosporin yang dikembangkan secara berurutan; skema ini bersifat deskriptif dan tidak dengan sendirinya menentukan penggunaan klinis.