Анализ стрептомицина

Стрептомицин

 

Проверила:Бекежанова Т. С.

Выполнила: Курманбекова А. Ж.

Стрептомици́н — исторически первый антибиотик группы аминогликозидов и первый, оказавшийся активным против туберкулёза и чумы. Был открыт вторым после пенициллина Зельманом Ваксманом, за что он получил Нобелевскую премию в 1952 году.

Образуется в  процессе жизнедеятельности лучистых грибов Streptomyces globisporus streptomycini или других родственных микроорганизмов.

 

Фармакологическое действие

Антибиотик группы аминогликозидов широкого спектра действия. Оказывает бактерицидное действие за счет связывания с 30S субъединицей бактериальной рибосомы, что в дальнейшем приводит к угнетению синтеза белка.

Активен в отношении Mycobacterium tuberculosis, а также большинства грамотрицательных бактерий: Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp., Yersinia spp., Haemophilus influenzae, Klebsiella spp. (в том числе Klebsiella pneumoniae), Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Yersinia pestis, Francisella tularensis, Brucella spp. К стрептомицину чувствительны Staphylococcus spp., Corynebacterium diphtheriae. Менее активен в отношении Streptococcus spp. (в том числе Streptococcus pneumoniae), Enterobacter spp. Стрептомицин неактивен в отношении анаэробных бактерий, Spirochaetaceae, Rickettsia spp., Proteus spp., Pseudomonas aeroginosa.

 

При лечении ряда инфекционных заболеваний  используются антибиотики группы аминогликозидов. Впервые антибиотик этой группы (стрептомицин) был выделен из лучистого гриба Actinomyces globisporus streptomycini в середи­не прошлого столетия. Позже были выделены (из лучистого гриба Actinomyces) канамицин и гентамицин (Micromonospora). Кроме того, был получен полу­синтетическим путем амикацин. Группа аминогликозидных антибиотиков ох­ватывает свыше 100 природных соединений.

Характерной особенностью антибиотиков этой группы является присутствие в  их молекулах общих структурных  элементов: аминосахаров, соединенных гликозидной связью с агликоновым фрагментом.

Существенным недостатком  антибиотиков этой группы является их спо­собность оказывать токсическое  действие, особенно нефро- и ототоксическое (кохлеарное и вестибулярное), а также повышать токсическое действие других нефро- и ототоксических препаратов (в том числе препаратов платины, петле­вых диуретиков и др.). Стрептомицин и другие антибиотики-аминогликозиды оказывают блокирующее влияние на нервно-мышечную проводимость, могут усиливать угнетающее влияние на дыхание курареподобных препаратов (а так­же общих анестетиков, в частности эфира).

 

По химической структуре стрептомицин является О-гликозидом стрепто-биозамина. Стрептобиозамин — дисахарид, состоящий из остатков двух мо­носахаридов: стрептозы и алкилированного по аминогруппе N-Memn-Z-mro-козамина (оба относятся к Z-ряду, как и другие моносахара бактериального происхождения):

 

Агликон стрептомицина — стрептидин представляет собой 1,3-дигуанидино-2,4,5,6-тетрагидрокисциклогексан — двузамещенное производное гексаок-сициклогексана — инозита:

Все аминогликозидные антибиотики содержат в качестве агликона амино-производные инозита. Таким образом, стрептомицин представляет собой N-метил-а-^-глюкозамидо-р-2-стрептозидострептидин:

 

Все стрептомицины при кислотном  и щелочном гидролизе выделяют стрептидин и соответствующий сахарный компонент. Отличаются стрептомицины природой дисахаридного компонента молекулы. Так, маннозидострептомицин повторяет полностью структуру стрептомицина, но в отличие от последнего содержит дополнительно .D-маннозу, которая соединена гликозидной связью с атомом углерода в 4-м положении N-гликозамина.

Оксистрептомицин отличается от стрептомицина лишь тем, что в стрептозе вместо СН₃-группы имеется CH₂OH-rpynna, т.е. содержит вместо стрептозы гидроксистрептозу.

Среди природных разновидностей стрептомицина только стрептомицин и оксистрептомицин обладают достаточной физиологической активностью, но в медицине применяется только стрептомицин, так как оксистрептомицин очень токсичен.

Механизмы действия антибиотиков-аминогликозидов обусловлены их нео­братимым связыванием со специфическими рецепторами бактериальных ри­босом, нарушением синтеза цитоплазматических мембран, что приводит к ги­бели бактериальных клеток.

 

Получение. Стрептомицин получают биологическим методом. Основные этапы производства его те же, что и при производстве пенициллина. Высоко­продуктивные штаммы продуцента получают в результате селекции.

В качестве питательных  сред в настоящее время используют соевые среды, в состав которых входят соевая мука, аммониевые соли, глюкоза, соли кальция и обязательно хлорид кальция. Хлорид натрия увеличивает  проницаемость кле­точной мембраны, что облегчает выделение образовавшегося  антибиотика из мицелия в среду.

Так же, как и  в случае получения пенициллина, важную роль в биосинтезе стрептомицина  играют температура культивирования, рН среды, степень аэрации и стерильность.

Процессы ферментации, выделения и очистки стрептомицина  во многом сходны с аналогичными процессами получения пенициллинов. Оптимальные  условия биосинтеза стрептомицина: температура 27 — 29 "С, рН среды — от 7,0 в начале процесса до 7,5 —8,5 в конце.

 

Препараты стрептомицина, применяемые  в медицине, обычно представляют собой соли: стрептомицина сульфат, стрептомицина гидрохлорид, стрепто­мицина фосфат и др. Применяют также двойную соль трихлоргидрата стреп­томицина и хлористого кальция. Соли стрептомицина химически более устой­чивы, чем его основания. Чистые соли стрептомицина в сухом состоянии не теряют активности при хранении их в течение нескольких лет. Активность стрептомицина резко снижается при несоблюдении температурного режима хранения.

Фармакопейным препаратом является стрептомицина сульфат.

 

Стрептомицина сульфат

Определение подлинности. Качественные реакции на стрептомицин определяются его химическими свойствами, которые обусловлены присутствием различных функци­ональных групп  в молекуле. Например, альдегидная  группа обусловливает восстанови­тельные свойства препарата и дает реакции: с реактивом Несслера — темно-бурое окрашивание вследствие выделения металлической ртути:

При взаимодействии с реактивом Фелинга (смесь водного раствора сульфата меди и щелочного раствора натрия-калия тартрата) наблюдается красное окрашивание в результате образования оксида меди:

 

Для определения подлинности препарата используют также способность альдеги­дов взаимодействовать с различными соединениями с образованием окрашенных или флуоресцирующих продуктов. Например, альдегидная группа стрептомицина дает про­дукты конденсации с 2,4-динитрофенилгидразином, окрашенные в вишнево-красный цвет:

Гуанидиновые группировки стрептомицина обусловливают положительную реак­цию Сакагучи: образование окрашенного соединения при добавлении к исследуемому раствору стрептомицина раствора а-нафтола, 8-оксихинолина или 1-нафтол-8-сульфоновой кислоты в щелочной среде в присутствии окислителя, например:

 

Характерной реакцией на гуанидиновые группы является разложение их при нагре­вании со щелочью с образованием аммиака:

R—NH-C-NH₂ + 3NaOH+ Н₂0 —* R-ONa+ 3NH₃t + NajCOj NH

 

Наиболее специфичная  реакция на стрептомицин — реакция  образования мальтола (З-гидрокси-2-метилпирона) из стрептозной части молекулы стрептомицина при нагревании его со щелочью:

Мальтол с солями железа(Ш) образует комплексные соединения, окрашенные от красного до фиолетового цвета. Для подтверждения подлинности стрептомицина ра­створ препарата нагревают на водяной бане со щелочью и при охлаждении обрабаты­вают раствором железоаммониевых квасцов в присутствии H₂S0₄; при этом наблюда­ется фиолетовое окрашивание.

Дигидрострептомицин, а также продукты расщепления стрептомицинов: стрептидин, N-метил-Х-глюкозамин, стрептобиозамин, мальтола не образуют.

 

Испытание на чистоту. Для характеристики чистоты препаратов стрептомицина определяют: влажность, рН среды 28% раствора стрептомицина 4,5—7,0, прозрач­ность и цветность раствора в течение 24 ч при температуре не выше 10 °С. Проводят испытание на содержание веществ гистаминоподобного действия (ГФХ).

Для отличия стрептомицина  от примесей оксистрептомицина, маннозидострепто-мицина и неомицинов применяют хроматографический метод.

 

Количественное определение. Методы количественного определения стрептомици­на можно разделить на две основные группы: микробиологические и физико-химичес­кие. Наиболее распространенным из физико-химических методов является малыпольный метод, разные модификации которого основаны на определении количества мальтола либо по абсорбционному максимуму в ультрафиолетовой области спектра, либо фотоколориметрическим методом. В первом случае определение проводят в кислой или щелочной среде (А._тах соответственно 275 и 325 нм). При колориметрическом определении в качестве реагента используют соли трехвалентного железа.

Мальтольный метод не применим в присутствии оксистрептомицина, который дает оксимальтол, реагирующий с солями трехвалентного железа с образованием продукта красно-фиолетового цвета.

Биологическую активность стрептомицина сульфата рекомендует  устанавливают методом диффузии в агар с тест-микробом. Препарат должен содержать не менее 730 мкг/мл (ЕД/мл) в пересчете на сухое вещество (1 мкг химически чистого стрептомици­на соответствует активности равной 1 ЕД).

 

Фармакокинетика

После в/м введения стрептомицин быстро и полностью  всасывается из места инъекции. Распределяется во всех тканях организма. Связывание с белками плазмы низкое (0—10 %). Не метаболизируется. T1/2 — 2-4 ч. Выводится в неизмененном виде с мочой.

Показания

Первичный туберкулёз лёгких и  других органов. Венерическая гранулема. Туляремия. Чума. Бруцеллёз.

Противопоказания

Облитерирующий эндартериит, миастения, заболевания, связанные с воспалением VIII пары ЧМН, тяжелые формы сердечно-сосудистой и почечной недостаточности, нарушения мозгового кровообращения, повышенная чувствительность к стрептомицину, беременность, лактация (грудное вскармливание).

 

Побочное действие

Со  стороны мочевыделительной системы: нефротоксическое действие (альбуминурия, гематурия).

Со  стороны ЦНС и периферической нервной системы: токсическое действие на VIII пару ЧМН (потеря слуха, вплоть до развития глухоты, звон, ощущение закладывания в ушах; головокружение, тошнота, рвота, неустойчивость), периферический неврит, неврит зрительного нерва, редко — нервно-мышечная блокада (затруднение дыхания, апноэ, слабость, сонливость).

Со  стороны пищеварительной системы: диарея.

Аллергические реакции: крапивница, зуд, кожная сыпь, головная боль, гипертермия от 38,0 до 39,2 °С.

 

Ототоксичность

Как и другие аминогликозиды, стрептомицин проявляет ототоксические свойства, к которым предрасполагает повреждение почек.

Беременность  и лактация

Противопоказано применение при беременности и в  период лактации. Стрептомицин проникает  через плацентарный барьер и может  оказывать нефротоксическое действие на плод человека. У грудных детей, матери которых получали стрептомицин при беременности, возможно развитие глухоты. Выделяется с грудным молоком.

 

Лекарственное взаимодействие

При одновременном  применении с аминогликозидами, полимиксинами, капреомицином увеличивается риск развития ото- и нефротоксического действия. При одновременном применении стрептомицина с препаратами, блокирующими нервно-мышечную передачу (в том числе средства для ингаляционного наркоза, опиоидные анальгетики), возможно усиление нервно-мышечной блокады.

Особые указания

В период лечения  стрептомицином необходимо контролировать функции вестибулярного и слухового  аппаратов, функции почек. Больным  с нарушениями выделительной  функции почек, а также пациентам  с поражениями печени суточную дозу следует уменьшать. Внутрикавернозное введение стрептомицина не рекомендуется при незаращении плевральной полости в месте введения катетера и в случае прикорневой локализации каверн.

Стрептомицин  в форме порошка для инъекций включен в Перечень ЖНВЛС.