Allgemeinheit
Sulfonamide (auch als Sulfonamide bekannt) sind chemotherapeutische antibakterielle Arzneimittel, die durch chemische Synthese erhalten werden, im Gegensatz zu Antibiotika, die natürlichen Ursprungs sind.
Sulfonamide - Allgemeine chemische Struktur
Aus chemischer Sicht sind diese antimikrobiellen Mittel Sulfonamide, die sich von Azofarbstoffen ableiten.
Sulfonamide gehörten zu den ersten Antibiotika, die vermarktet und in der Therapie eingesetzt wurden.
Heutzutage ist der Einsatz von Sulfonamiden jedoch zugunsten von Antibiotika wie beispielsweise Penicillinen oder Cephalosporinen zurückgegangen. Aufgrund ihrer relativ geringen Kosten finden diese antimikrobiellen Mittel immer noch einen Platz auf dem Markt für Antiinfektiva.
Die Entdeckung von Sulfonamiden
Die Entdeckung der antimikrobiellen Aktivität von Sulfonamiden erfolgte Mitte der 1930er Jahre durch Zufall.
Alles begann, als der deutsche Chemiker Gerhard Domagk begann, die Aktivität eines bestimmten Azofarbstoffs, des " roten Prontosils ", zu untersuchen.
Domagk hoffte, dass dieser Farbstoff von einigen Arten von Bakterienzellen und nicht von menschlichen Zellen zurückgehalten werden konnte (ähnlich wie bei der Gram-Färbemethode), um ein potenzielles Gift gegen die Bakterien zu erhalten, die dazu in der Lage waren denselben Farbstoff behalten. Das rote Prontosil erwies sich jedoch in In-vitro- Tests als absolut unwirksam. Stattdessen wurde gezeigt, dass es in vivo bei der Behandlung von Streptokokkeninfektionen bei Mäusen wirksam ist.
Einige Jahre später führten in Frankreich die Chemiker und Pharmakologen Jacques Tréfouël, Daniel Bovet und Federico Nitti Studien zum roten Prontosil durch.
Die Chemiker stellten fest, dass der Urin der mit dem Farbstoff behandelten Farbstoffe das Bakterienwachstum in vitro wirksam hemmt, was bei Verwendung von rotem Prontosil als solchem nicht der Fall war.
Die Fraktionierung des Urins von mit rotem Prontosil behandelten Mäusen führte zur Identifizierung und Isolierung der antibakteriell wirksamen Verbindung: des Amids der para-Aminobenzensulfonsäure (oder p-Aminobenzensulfonsäure), besser bekannt als Sulfanilamid .
Die Forscher stellten fest, dass das rote Prontosil selbst nicht antibakteriell wirkt, sondern - einmal von der Maus aufgenommen - in seiner Leber metabolisch abgebaut wird, was zur Synthese des eigentlichen antibakteriellen Moleküls, dh zur Synthese von Sulfanilamid, führt . Daher würde das rote Prontosil heute als Prodrug angesehen.
Indikationen
Für was es verwendet
Sulfonamide sind antibakterielle Mittel mit einem breiten Wirkungsspektrum und wirken insbesondere gegen gramnegative Bakterien (mit Ausnahme von Pseudomonas spp.).
Es gibt zahlreiche Arten von Sulfonamiden, von denen jede zur Behandlung bestimmter Arten von Infektionen geeignet ist.
Im Allgemeinen kann festgestellt werden, dass Sulfadrogen bei der Behandlung von:
- Infektionen durch Escherichia coli, Klebsiella spp., Proteus spp., Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae und Haemophilus spp. ;
- Primäre unkomplizierte Infektionen der Harnwege;
- Augeninfektionen;
- ulcerosa;
- Morbus Crohn.
Weiterhin wird ein Sulfonamid insbesondere (Sulfadiazin) topisch zur Behandlung von Verbrennungen eingesetzt und ist auch gegen bestimmte Pilztypen wirksam.
Aktionsmechanismus
Sulfadrogen wirken bei den in der Therapie verwendeten Konzentrationen bakteriostatisch, dh sie hemmen das Bakterienzellwachstum.
Sulfonamide können als Antimetaboliten definiert werden, dh Moleküle, die die Bildung und / oder Verwendung eines in der Bakterienzelle vorhandenen normalen Metaboliten stören.
Insbesondere stören diese Antibiotika die Synthese von Tetrahydrofolsäure, einem essentiellen Zwischenprodukt für die Synthese von Purin- und Pyrimidinbasen, die dann bakterielle DNA bilden.
Im Detail hemmen die Sulfadrogen auf kompetitive Weise eines der an der Synthese der zuvor genannten Tetrahydrofolsäure beteiligten Enzyme: die Dihydropteroatsynthetase . Die Sulfonamide ersetzen das endogene Substrat dieses Enzyms, para-Aminobenzoesäure (oder p-Aminobenzoesäure oder PABA ).
Eine einfache Erhöhung der Zellkonzentration von PABA reicht jedoch aus, um das Sulfonamid aus der Bindung mit der Dihydropteroatsynthetase zu entfernen und so die Synthese von Tetrahydrofolsäure fortzusetzen.
Um dieses Phänomen zu überwinden, werden Sulfadrogen häufig in Kombination mit Trimethoprim (oder Trimethoprim) verabreicht, einem antibakteriellen Wirkstoff, der Dihydrofolatreduktase hemmt, einem weiteren Enzym, das an der Synthese von Tetrahydrofolsäure beteiligt ist.
Bei der Kombination dieser beiden antibakteriellen Wirkstoffe liegt daher eine doppelte Enzymhemmung vor, die daher eine bakterizide Wirkung hat.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass Sulfadrogen sehr selektive antibakterielle Mittel für Bakterienzellen sind, da Dihydropteroatsynthetase in menschlichen Zellen nicht vorhanden ist.
Resistenz gegen Sulfonamide
Sulfonamidresistenz ist weit verbreitet, wird aber nur langsam erreicht.
Bakterien können im Wesentlichen über drei verschiedene Mechanismen Resistenzen gegen diese Antibiotika entwickeln:
- Herstellung von sulfonamidresistenten Enzymen;
- Erhöhte Produktion von PABA, um die Bindung von Sulfonamid mit Dihydropteroatsynthetase zu verschieben;
- Geben Sie diesen Syntheseweg auf und nutzen Sie alternative Stoffwechselwege für die Nukleinsäuresynthese.
Einstufung von Sulfonamiden
Sulfonamide können nach ihrer chemischen Struktur klassifiziert werden. Wir können daher folgende Unterteilung vornehmen:
- Zu dieser Gruppe gehören Sulfasalazopyridin (oder Sulfasalazin) und Sulfapiridin.
- Derivate von 2-Aminopyrimidin, Sulfadiazin, Sulfametazin und Sulfamethoxydiazin gehören zu dieser Gruppe;
- Abgeleitet von Pyridazin gehören Sulfaclorpiridazin und Sulfamethoxypyridazin zu dieser Gruppe;
- Sulfalen stammt von Pyrazin ab und gehört zu dieser Gruppe.
- Sulfamethoxazol stammt aus dem Pentatom-Heterocyclus und gehört zu dieser Gruppe.
Nebenwirkungen
Offensichtlich kann jedes Sulfonamid verschiedene Arten von Nebenwirkungen auslösen, aber einige dieser nachteiligen Wirkungen können für die gesamte Klasse von Antibiotika gemeinsam sein.
Unter den verschiedenen unerwünschten Wirkungen, die typisch für die Klasse der Sulfonamide sind, erinnern wir uns an:
- Allergische Reaktionen bei empfindlichen Personen, die in Form von Fieber, Hautausschlag und Photosensibilisierung auftreten können;
- Nieren- und Leberschäden;
- Hämolytische Anämie und andere Bluterkrankungen;
- Stevens-Johnson-Syndrom;
- Ulzerationen der Schleimhäute von Augen, Mund und Harnröhre.
