Cơ chế tác dụng của kháng sinh Kanamycin

Ức chế sự thành lập vách tế bào

Bao gồm các kháng sinh như: Bacitracin, Cephalosporin, Cycloserine, Penicillin, Rostocetin, Vancomycin.

Khác với tế bào động vật, vi khuẩn có một lớp vỏ cứng bên ngoài gọi là vách tế bào có nhiệm vụ giữ hình dạng tế bào được nguyên vẹn trước áp lực thẩm thấu cao ở bên trong tế bào, vách chiếm 20% trọng lượng khô của tế bào vi khuẩn Gram dương lớn hơn Gram âm từ 3 đến 5 lần. Khi sự tổng hợp vách tế bào bị ức chế do tác dụng của thuốc kháng sinh, các vi khuẩn Gram dương biến thành dạng hình cầu không có vách (Protoplast) và các vi khuẩn Gram âm có vách không hoàn chỉnh (spheroplast). Những hình thức này làm cho tế bào dễ vỡ ở môi trường có trường lực bình thường.

Giai đoạn đầu tiên của thuốc là gắn vào các thụ thể PBPs (penicilin – binding protein) của tế bào. Có khoảng 3 – 6 thụ thể PBP (lượng phân tử 40000 – 120000) trong đó có một số thụ thể là những men tranpeptidase. Những thụ thể khác nhau có những áp lực khác nhau đối với một loại thuốc.
Sau khi gắn vào một hay nhiều thụ thể thuốc sẽ phong bế men tranpeptidase, làm ngăn chặn việc tổng hợp peptidoglycan, một thành phần quan trọng của các tế bào. Cơ chế của việc phong bế men tranpeptidase tương tự với acyl – alanyl – D – alanyl, một phân tử mà men vẫn thường tác động của men bị phân bế.
Giai đoạn tiếp theo có liên quan đến việc hoạt hóa men tự tiêu (autolytic enzyme) gây ra sự ly giải của tế bào ở môi trường đẳng trương (isotonic). Trong môi trường ưu trương, những tế bào bị biến đổi thành protoplast hay sphherolast chỉ được bao bọc bởi một màng tế bào nên dễ vỡ.

Ức chế nhiệm vụ của màng tế bào

Gồm các thuốc như: Amphotericin B, Colistin, Imidazole, Nystatin, Polymycins.

Tế bào chất của tất cả các tế bào sống đều được bao bọc bởi một màng tế bào chất. Màng này được xem như một hàng rào có khả năng thẩm thấu chọn lọc, thực hiện chức năng vận chuyển chủ động và như vậy kiểm soát các thành phần bên trong tế bào. Nếu sự toàn vẹn chức năng của màng tế bào chất bị phá vỡ thì những đại phân tử và ions sẽ thoát khỏi tế bào làm tế bào chất. Màng tế bào chất của vi khuẩn và vi nấm có cấu trúc khác với tế bào của động vật và dễ dàng bị phá vỡ bởi một số tác nhân.

Ức chế sự tổng hợp acid nucleic

Bao gồm các kháng sinh như: Actinomycin, Mitomycin, Nalidixic acid, Novobiocin, Pyrimethamine, Rifampin, Sulfonamides, Trimethoprim.

Phần lớn những thuốc này ức chế hiệu quả sự tổng hợp DNA của vi khuẩn, một số còn ngăn chặn việc tổng hợp RNA của vi khuẩn.

Actinomycin: ức chế hiệu quả sự tổng hợp DNA. Thuốc gắn vào DNA tạo nên một phức hợp, các phức hợp này ức chế các RNA tương ứng đặc biệt là mRNA. Actynomycin cũng ức chế việc sao chép DNA của virus Mitomycin gắn vào 2 chuỗi DNA ngăn cản chuỗi tách rời và như vậy DNA không được chép. Cả Actinomycin và Mitomycin đều ức chế vách tế bào vi khuẩn lẫn tế bào động vật nên ít được dùng trong điều trị.
Rifampin: Rifamin ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn bằng cách gắn chặt vào các polymerase tổng hợp các ARN nên ngăn chặn sự tổng hợp RNA của vi khuẩn.
Các quinolon: các quinolon và cacboxy flouroquinolon kết hợp vào DNA gyrase ức chế tổng hợp DNA.
Các sulfonamide và trimethoprim: đối với nhiều vi sinh vật, acid para-aminobenzoic (viết tắt là PABA) là một chất chuyển hoá cần thiết trong quá trình tổng hợp acid folic cần thiết để tổng hợp purin và DNA. Sulfonamide do có cấu trúc tương tự PABA, hậu quả là một chất tương tự acid folic nhưng không có hoạt tính được tạo thành và ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn.
Trimethoprin ức chế enzym hydro folic reductase enzym này biến đổi acid hydro folic thành acid tetrahydrofolic, một giai đoạn trong chuỗi phản ứng tổng hợp purin và DNA.

Sự phối hợp một trong các sulfonamide và trimethoprin, hai chất tác động ở hai khâu khác nhau của một quá trình tổng hợp làm tăng rõ hoạt tính của thuốc. Cotrimoxazol (sulfamehtoxazol và trimethoprim) là chế phẩm phối hợp hiệu quả trong điều trị các bệnh nhiễm trùng.

Ức chế sự tổng hợp Protein

Là những kháng sinh như: Chloramphenical, Erythromycins, Lincomycins, Tetracylines, Aminoglycoside,...

Cloramphenicol có tác dụng ức chế tạo cầu peptide.
Erythromycin giúp ngăn cản chuyển động chuyển đoạn của ribosome theo mRNA
Tetracyclin làm ngăn cản sự gắn kết của ARNt vào phức hợp ribosome ARNm
Streptomycin làm thay đổi hình dạng 30S mã hóa trên ARNm nên đọc nhầm.

Vi khuẩn có những ribosome 70S, còn tế bào hữu nhủ lại có ribosome 80S. Những tiểu đơn vị của mỗi loại ribosome khác nhau về chức năng và thành phần hóa học nên kháng sinh có thể ức chế sự tổng hợp Protein ở ribosome của vi khuẩn mà không có ảnh hưởng lớn lên ribosome của tế bào hữu nhủ.