Polymyxiner er antibiotika som hovedsakelig bekjemper gram-negativ bakterie. Imidlertid virker de aktive stoffene bare på bakterie plassert utenfor kroppens celler. Grunnlaget for deres effektivitet er deres reaksjon med fosfolipider av bakteriecellemembraner.
Hva er polymyxiner?
Polymyxiner er antibiotika som kjemper hovedsakelig gramnegativt bakterie. Polymyxiner representerer intrikat forgrenede polypeptider, som vanligvis består av ti aminosyrer. De har hydrofobe fettsyrer på slutten. Den molekylære strukturen muliggjør dannelse av en polaritet som tilsvarer den fosfolipider av cellemembranene. Som et resultat, disse molekyler er i stand til å samhandle med fosfolipider og ødelegge strukturen deres. Som et resultat bakterien cellemembran oppløses. Når den er fullstendig ødelagt, oppstår celledød av bakterien. Imidlertid når polymyxiner bare bakterier plassert utenfor cellen. Hvis bakteriene allerede har passert gjennom kroppens cellemembran, kan de ikke lenger ødelegges av disse midlene. To aktive ingredienser i polymyxiner brukes hovedsakelig. Den ene er polymyxin B og den andre er colistin. Virkningsmåten til begge stoffene er lik. Polymyxinene kan imidlertid ikke absorberes parenteralt (utenom tarmen) fordi de da har en nevrotoksisk og skadelig effekt på nyrene. I nyere applikasjoner påføres derfor colistin i form av et prodrug som kolistimetat natrium (CMS).
Farmakologisk virkning
Polymyxiner brukes til å kontrollere hovedsakelig patogene gramnegative bakterier. Gramnegative og grampositive bakterier er forskjellige i strukturen til cellemembranene. I følge fargemetoden utviklet av den danske bakteriologen Gram, kan de to gruppene av bakterier lett skilles fra hverandre. Et grunnleggende fargestoff brukes til å plette cellemembran ved å danne et kompleks. Grampositive bakterier viser flekker, mens gramnegative bakterier ikke kan farges. Grampositive bakterier har en tykk mureinkappe av peptidoglykaner i seg cellemembran, mens gramnegative bakterier bare har et tynt mureinlag. Disse forskjellene påvirker følsomheten til bakteriene for forskjellige antibiotika. Dermed kan en beslutning for eller mot visse antibiotika allerede tas ved en rask bestemmelse av Gram-flekken. På grunn av deres polaritet reagerer polymyxiner hovedsakelig med fosfolipider bundet til polysakkarider. Dermed dannes kjemiske bindinger mellom polymyxiner og lipopolysakkarider (LPS). På grunn av det tynne mureinlaget i gramnegative bakterier, nås LPS bedre av polymyxinene i disse bakteriene. Som et resultat blir cellemembranen i utgangspunktet ødelagt til hele det cytoplasmatiske innholdet frigjøres, og forårsaker at bakteriecellen dør. Følsomheten til bakteriene overfor polymyxinene øker med innholdet av fosfolipider i cellemembranen. Dermed ble cellemembranene til meget følsomme bakterier funnet å binde flere polymyxiner enn mindre følsomme. Kjemisk modifisering av de aktive ingrediensene, slik som fjerning av den terminale fettsyren, kan også redusere effekten. Det er også funnet at jo høyere konsentrasjon av antibiotika, jo bedre bekjempes bakteriene. I studier ble det observert blemmer av bakteriemembranen, noe som førte til fullstendig ødeleggelse. Hvis den konsentrasjon var for lav, membranen kunne ikke oppløses fullstendig og bakterien overlevde. I behandlingen spiller det ingen rolle om bakteriene er sovende eller bare deler seg. Like god kontroll er mulig i begge faser.
Medisinsk anvendelse og bruk
Både polymyxin B og colistin har samme aktivitetsspekter. Blant annet kontrollerer de spesielt gode gramnegative bakterier som Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp, Pasteurella spp, Haemophilus spp, Vibrio spp, Bordetella spp eller Aerobacter. Spesielt følsomme bakterier som reagerer godt på behandlingen inkluderer Acinetobacter spp, Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida eller Pseudomonas aeruginosa. Motstand mot polymyxiner kan også forekomme. Imidlertid forekommer disse sjelden. Motstand kan skyldes endringer i de aktive ingrediensene på bakterieoverflaten, fra inhibering av innføring i cellemembranen eller fra endringer i bakterieoverflaten. For eksempel danner noen bakterier fordøyelsessystemet enzymer som bryter ned polypeptidene til polymyxinene som allerede er på celleoverflaten. Videre inneholder noen bakterier visse pumper som transporterer antibiotika som har trengt inn i cellen ut av cellen igjen. En endring i bakterieoverflaten, som for eksempel kan sees i en nedre tetthet av fosfolipider, kan også bidra til motstand. De viktigste polymyxinene som brukes er polymyxin B eller colistin. Virkningsmåten til begge stoffene er den samme. Imidlertid kan colistin bare brukes direkte i salver, i aerosoler for innånding terapi, eller oralt for tarmbehandling. Det absorberes neppe i tarmen, så det kan bare administreres parenteralt (for eksempel intravenøst) for systemisk bruk. Imidlertid har ren kolistin nevrotoksiske og toksiske effekter mot nyrene når de absorberes parenteralt. Imidlertid kan det som prodrug absorberes uten komplikasjoner som kolistimetat natrium (CMS).
Risiko og bivirkninger
Som nevnt tidligere, bør ikke colistin tas parenteralt, dvs. omgå tarmen, fordi nevrotoksiske og nefrotoksiske effekter da kan oppstå. Dette gjelder også andre polymyxiner. Oralt inntak av colistin er imidlertid ikke egnet for systemisk bruk fordi det knapt absorberes gjennom tarmen. Imidlertid som et prodrug i form av kolistimetat natrium (CMS), kan den brukes systemisk.
