polymyxin er antibiotika som hovedsakelig bekjemper gramnegative bakterier. De aktive ingrediensene virker imidlertid bare på bakterier som ligger utenfor kroppens celler. Deres effektivitet er basert på deres reaksjon med fosfolipider i bakteriecellemembraner.
Hva er polymyxiner?
Polymyxins er komplekse forgrenede polypeptider, som vanligvis består av ti aminosyrer. På slutten har de hydrofobe fettsyrer. Den molekylære strukturen muliggjør dannelse av en polaritet som tilsvarer fosfolipidene i cellemembranene. Dette gjør at disse molekylene kan samhandle med fosfolipidene og ødelegge deres struktur. Som et resultat løses bakteriecellemembranen opp. Hvis den blir fullstendig ødelagt, oppstår bakteriens celledød.
Imidlertid når polymyxinene bare bakterier som er plassert utenfor cellen. Hvis bakteriene allerede har passert membranen i kroppens celle, kan de ikke lenger ødelegges av disse aktive ingrediensene.
I hovedsak brukes to aktive ingredienser i polymyxinene. Dette er på den ene siden polymyxin B og på den andre siden den aktive ingrediensen colistin. Virkemåten for begge stoffene er lik. Imidlertid kan ikke polymyxinene tas opp parenteralt (omgå tarmen) fordi de da har en nevrotoksisk og skadelig effekt på nyrene. I nyere anvendelser administreres derfor colistin i form av et forlegemiddel som kolistimetatnatrium (CMS).
Farmakologisk effekt
Polymyxins brukes til å kontrollere hovedsakelig patogene gramnegative bakterier. Gram-negative og gram-positive bakterier er forskjellige i strukturen i cellemembranen. Ved bruk av fargemetoden utviklet av den danske bakteriologen Gram, kan de to bakteriegruppene lett skilles fra hverandre. Et grunnleggende fargestoff brukes til å fargelegge cellemembranen gjennom kompleks dannelse. Gram-positive bakterier viser en farge, mens Gram-negative bakterier ikke flekker.
Grampositive bakterier har et tykt mureinskall laget av peptidoglykaner i cellemembranen, mens gramnegative bakterier bare har et tynt mureinlag. Disse forskjellene påvirker bakterienes følsomhet for forskjellige antibiotika. En avgjørelse for eller mot visse antibiotika kan tas ved å raskt bestemme Gram-flekken.
På grunn av deres polaritet, reagerer polymyxiner hovedsakelig med fosfolipider, som er bundet til polysakkarider. Kjemiske bindinger mellom polymyxiner og lipopolysaccharides (LPS) dannes således. På grunn av det tynne mureinlaget i gramnegative bakterier oppnås LPS bedre med polymyxinene. Som et resultat ødelegges cellemembranen inntil hele cytoplasmainnholdet frigjøres og bakteriecellen dør.
Følsomheten til bakteriene for polymyxinene øker med innholdet av fosfolipider i cellemembranen. Det ble funnet at cellemembranene til veldig følsomme bakterier binder flere polymyxiner enn mindre sensitive bakterier. Den kjemiske endringen av de aktive ingrediensene, for eksempel ved å fjerne de terminale fettsyrene, kan redusere effektiviteten.
Det ble også funnet at jo høyere konsentrasjon av antibiotika, jo bedre bekjempes bakteriene. I studier var det mulig å observere dannelsen av bobler på bakteriemembranen, noe som førte til fullstendig ødeleggelse. Hvis konsentrasjonen var for lav, kunne membranen ikke oppløses fullstendig, og bakterien overlevde. Når det gjelder behandling, spiller det ingen rolle om bakteriene hviler eller deler seg. Like effektiv kontroll er mulig i begge faser.
Medisinsk anvendelse og bruk
Både polymyxin B og colistin har det samme aktivitetsspekteret. Blant annet er de spesielt flinke til å bekjempe gramnegative bakterier som Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. eller Aerobacter. Spesielt følsomme bakterier som responderer godt på behandling er Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida eller Pseudomonas aeruginosa.
Motstand mot polymyxinene kan også forekomme. Disse forekommer imidlertid sjelden. Motstand kan være et resultat av endringer i virkestoffene på bakterieoverflaten, fra å hemme inntreden i cellemembranen eller fra endringer i bakterieoverflaten. Noen bakterier danner fordøyelsesenzymer som bryter ned polypeptidene til polymyxinene på celleoverflaten. I tillegg inneholder noen bakterier visse pumper som skyver antibiotika ut av cellen. En endring i bakterieoverflaten, som er synlig for eksempel gjennom en lavere tetthet av fosfolipider, kan også bidra til resistens.
De viktigste polymyxinene som brukes er polymyxin B eller colistin. Virkemåten for begge stoffene er den samme. Imidlertid kan colistin bare brukes direkte i salver, i aerosoler for inhalasjonsbehandling eller oralt til behandling av tarmen. Den blir neppe absorbert i tarmen, slik at den bare kan administreres parenteralt (f.eks. Intravenøst) for systemisk bruk. Ren kolistin er nevrotoksisk og giftig for nyrene når den tas parenteralt. Som et legemiddel kan det imidlertid tas opp som kolistimetatnatrium (CMS) uten komplikasjoner.
Risiko og bivirkninger
Som allerede nevnt må colistin ikke tas opp parenteralt, dvs. omgå tarmene, da dette kan føre til nevrotoksiske og nefrotoksiske effekter. Dette gjelder også andre polymyxiner. Imidlertid er oral inntak av colistin ikke egnet for systemisk bruk, siden det neppe blir absorbert gjennom tarmen. Som et legemiddel i form av kolistimetatnatrium (CMS), kan det imidlertid også brukes systemisk.
