Bevezetés

2010-ig kb. 70 ezer mikroorganizmusok készítette anyagot izoláltak, ebből kb. 25-27 ezer rendelkezik antibiotikus hatással (antibakteriális, antivitrális és tumorellenes). Ezek közül körülbelül 200 eredeti és 250 módosított (félszintetikus) használnak gyógyszerként, tehát csak töredékük kapott szerepet a humán gyógyászatban. Az antibiotikumok doyenje a penicillin, ez az évtizedek során a β-laktám vázas antibiotikumok nagy családjává terebélyesedett. Bár az egyes statisztikák szórnak valamennyire, mindegyik szerint a penicillinek és kefalosporinok összesen kb. 50-55%-át teszik ki a világ antibiotikum piacának.

Vegyük azonban figyelembe azt is, hogy az antibiotikumok és a kemoterapeutikumok (tehát a szintetikus anyagok) közötti határ elmosódott, főleg az orvosi praxisban, s a félszintetikus antibiotikumok valahol a kettő között foglalnak helyet. Antibiotikum a szó igazi értelmében pl. a V-penicillin (Vegacillin), félszintetikus (módosított szerkezetű) az ampicillin (Semicillin, Penbritin), és teljes szintézissel készülnek például a kén atom helyett szén atomot tartalmazó úgy nevezett karbapenemek (pl. Meropenem). Ez utóbbit ugyanúgy hívhatnók kemoterapeutikumnak is, mint pl. az eleve idesorolt és a kinolonkarbonsavakhoz tartozó széles sávú antibakteriális anyagot, a norfloxacint.

A β-laktám antibiotikum család története még 1929-ben Fleming közismert felfedezésével kezdődött, s a 40-es években a természetes penicillinek és a C-kefalosporin izolálásával alapozódott meg. A folytatás kezdetben lassú volt: miként a diagramból látható, az 50-es és 60-as években kevés új anyagot izoláltak. Az első újszerű anyagot a hetvenes évek első kis maximuma jelzi (kefamicinek), majd következik a klavulánsav, nokardicin csúcsa és végül a 80-as években a karbapenemek és monobaktámok nagy maximuma. Azóta gyakorlatilag csend van. Összesen mintegy 60-70 β-laktám származékot izoláltak, amelyek jól elkülöníthető családokat alkotnak, lásd az alábbi családfát. Ezeknek jó része azonban csak igen kis mennyiségben keletkező másodlagos, kisérő, vagy mutáns törzsekből izolált antibiotikum. Ez önmagában ugyan nem tűnik soknak, de ehhez járul még a legalább 20-30 ezerre tehető félszintetikus származék. Mindehhez természetesen rengeteg in vitro és in vivo hatástani, farmakodinamikai, valamint a bioszintézishez, hatásmechanizmushoz, metabolizmushoz, farmakodinamikához kapcsolódó adat tartozik, úgyhogy a téma irodalma óriási.

Mint a családfán is látható, a β-laktám antibiotikumok öt nagy csoportra oszthatók. A monobaktámok kivételével biciklusos rendszerek, s egy 4 tagú β-laktám (2-azetidinon) gyűrűt tartalmaznak.

• A penicillin gyűrű rendszer (penám váz) egy öt tagú tiazolidin gyűrűvel kondenzált β-laktám gyűrűt, míg a kefalosporinok, kefamicinek, stb. (kefám váz) egy hat tagú dihidrotiazin gyűrűt tartalmaznak.
  Mint az a természetes vegyületek kémiájában eléggé általános, a szabályos nevezéktan mellett kiterjedten használják a triviális nevekből képezett alapvázakat és számozást. Igy a penam alapváz szabályos neve 5R-1-aza-4-tiabiciklo[3.2.0]heptán-7-on
  
  
• A klavulánsav származékokra (klavám váz) az oxazolidin gyűrű s egészen eltérő szubsztituensek jellemzőek.
  
  
• A tienamicin, olivánsavak és egyéb karbapeném vázas antibiotikumok esetében a β-laktám rész öttagú pirrolin gyűrűvel van kondenzálva.
  
  
• A nokardicinek és a baktériumokból izolált monobaktámok monociklusos szerkezetek. Ezekre és az előzőekre is közös jellemző, hogy a β-laktám nitrogénjéhez kapcsolódóan savas funkciót, karboxil- vagy szulfonsav csoportot tartalmaznak..
  
  
• A szubsztituált alapmolekulák a penicillánsav és a kefalosporánsav. Az eredeti természetes származékokat betűjelekkel különböztették meg, ezek közül ma már csak a G- és V-penicillin (6β-fenilacetamido- és 6-fenoxiacetamido-penicillánsav) és a C-kefalosporin (7β-adipoilamido-kefalosporánsav) használatos.
  
  
• Ha a kén atomot más atom helyettesíti a gyűrűben, a karba-, oxa-, aza-, stb előtagot használjuk. A klavulánsavra jellemző oxapenam alapváz neve klavam.
  
  

Végezetül említsük meg, hogy a gyógyszerek összetételének feltüntetésénél még lehet néha találkozni a NE (nemzetközi vagy Oxford egység) megjelöléssel. Ez még abból az időből ered, amikor a hatóanyag mennyiségét biológiai titrálással határozták meg. Használata megszűnőben van, ma már csak a klasszikus származékoknál (V- és G-penicillin) használja néhány gyártó cég; így például 1 NE = 0.0006 g G-penicillin Na-só.