Войти
Фармакология · Антибактериальные химиотерапевтические средства

Бета-лактамные антибиотики

Бета-лактамные антибиотики — это обширная группа антибактериальных препаратов, молекулы которых содержат специфическое β-лактамное кольцо. Они обладают выраженным бактерицидным действием, необратимо нарушая процесс образования клеточной стенки у активно делящихся микроорганизмов.

Главная мишеньБактериальные транспептидазы в периплазматическом пространстве.
Тип действияБактерицидный. Препараты вызывают аутоцитолиз бактериальной клетки.
УязвимостьРазрушаются специфическими ферментами бактерий — β-лактамазами.
Основные группыПенициллины, цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы.
5 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 24.09.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыПроверил врач-редактор: Аулов А. А., врач-терапевт · 24.09.2026

Механизм действия: молекулярная мимикрия и лизис

Логика работы этих препаратов строится на структурной мимикрии. Молекула антибиотика является структурным аналогом концевого участка пептидной цепи пептидогликана — дипептида D-Аланил-D-Аланин (D-Ala-D-Ala).

Процесс уничтожения бактерии проходит в два этапа:

  1. Угнетение синтеза (первичная мишень). Препарат ковалентно связывается с активным центром фермента транспептидазы. Это блокирует реакцию транспептидации, которая жизненно необходима для сшивки цепей пептидогликана. В результате бактерия не может построить полноценную клеточную стенку.
  2. Активация лизиса (вторичный эффект). Параллельно антибиотик угнетает эндогенный ингибитор аутолизинов. Из-за этого резко возрастает активность самих аутолизинов — ферментов, которые в норме аккуратно расщепляют пептидогликан только для деления клетки.

Итог такого двойного удара — остановка синтеза стенки на фоне бесконтрольной работы разрушающих ферментов, что неминуемо ведет к аутоцитолизу (гибели клетки). Важно помнить, что препараты работают только против активно делящихся (растущих) бактерий, так как именно в этой фазе идет интенсивный синтез пептидогликана.

Место в классификации и структура

Бета-лактамы относятся к большой группе ингибиторов синтеза клеточной стенки. Помимо них, в эту категорию входят гликопептиды, циклосерин, бацитрацин и производные фосфоновой кислоты.

Сами бета-лактамные антибиотики делятся на четыре основные подгруппы:

  • Пенициллины;
  • Цефалоспорины;
  • Карбапенемы;
  • Монобактамы.

Все они имеют схожее химическое строение, определяющее единый механизм действия. Ключевой элемент молекулы — β-лактамное кольцо. Существует строгая структурно-функциональная связь: это кольцо критически важно для проявления противомикробной активности. Если оно расщепляется, препарат полностью теряет свой фармакологический эффект. Главная уязвимость структуры заключается в том, что кольцо могут разрушать специфические бактериальные ферменты — β-лактамазы.

Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Фармакология» — ответ и разбор сразу.

Преодоление барьеров и спектр активности

Чтобы добраться до своей мишени (бактериальных транспептидаз), антибиотику нужно проникнуть в периплазматическое пространство, которое находится между цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой.

Для этого препарату необходимо преодолеть саму клеточную стенку, а в случае с грамотрицательными бактериями — еще и дополнительную преграду в виде наружной мембраны.

Спектр активности любого β-лактама зависит от двух ключевых параметров:

  1. Степень проникновения через защитные оболочки микроорганизма.
  2. Сродство (аффинитет) молекулы к транспептидазам конкретной бактерии.

Механизмы бактериальной резистентности

Бактерии активно вырабатывают устойчивость к β-лактамам, что имеет огромную клиническую значимость. Например, из-за высокой резистентности гонококков бензилпенициллин больше не применяют для эмпирической терапии гонореи.

Генетически резистентность может быть обусловлена хромосомными (внутренними) или приобретенными (внешними) генами. На примере грамположительных бактерий основной биохимический механизм защиты — это изменение мишени действия (транспептидазы). Это реализуется двумя путями:

  • Хромосомный путь: происходит мутация собственного гена транспептидазы, что приводит к снижению сродства фермента к антибиотику.
  • Приобретенный путь: бактерия получает извне новый ген, который кодирует транспептидазу с изначально низким аффинитетом к препарату.

Классические примеры такой защиты — устойчивость S. aureus к метициллину и приобретенная резистентность пневмококков к пенициллину.

Коротко: ответы на вопросы по теме

Какие побочные эффекты возникают при применении пенициллинов?

При применении пенициллинов основным риском являются аллергические реакции, а также возможна органотоксичность.

  • Аллергические реакции — проявляются в виде анафилактического шока, крапивницы, ангионевротического отека и различных сыпей.
  • Нефротоксичность — редко возможно развитие острого интерстициального нефрита.
  • Нейротоксичность — при использовании высоких доз бензилпенициллина возможно развитие судорог.

В целом препараты этой группы, как правило, хорошо переносятся пациентами.

Какие существуют поколения цефалоспоринов?

Цефалоспорины делят на 4 поколения, внутри которых препараты различаются на парентеральные и пероральные.

ПоколениеПарентеральные препаратыПероральные препараты
I поколениеЦефазолинЦефалексин, Цефадроксил
II поколениеЦефуроксим, Цефокситин, Цефотетан, ЦефамандолЦефуроксима аксетил, Цефаклор
III поколениеЦефотаксим, Цефтриаксон, Цефтазидим, ЦефоперазонЦефиксим, Цефтибутен
IV поколениеЦефепим, ЦефпиромОтсутствуют

Препараты разных поколений отличаются спектром антибактериальной активности и устойчивостью к действию бактериальных ферментов.

Какие представители относятся к группе карбапенемов?

К группе карбапенемов относятся антибиотики с нарушающим синтез клеточной стенки механизмом действия.

  • Имипенем — быстро разрушается в почечных канальцах под действием дегидропептидазы I, поэтому применяется исключительно в фиксированной комбинации с ингибитором этого фермента (циластатином).
  • Меропенем — применяется при позднем неонатальном сепсисе и в качестве дополнительного препарата при лечении туберкулеза.

Данные препараты не всасываются в желудочно-кишечном тракте и вводятся только парентерально.

Какие ингибиторы бета-лактамаз используются в клинической практике?

В клинической практике для защиты антибиотиков от разрушения бактериальными ферментами используются несколько ингибиторов $\beta$-лактамаз.

  • Клавулановая кислота — обладает слабой собственной антибактериальной активностью, используется в комбинации с пенициллинами (амоксициллином, тикарциллином) и карбапенемами.
  • Сульбактам — применяется в составе комбинированных препаратов, например, с ампициллином.
  • Тазобактам — содержит $\beta$-лактамное кольцо и необратимо инактивирует ферменты бактерий.
  • Авибактам — используется как добавка для блокирования $\beta$-лактамаз.

Эти вещества связываются с ферментами и предотвращают гидролиз основного антибиотика.

Как запомнить

Чтобы запомнить механизм действия, представьте троянского коня: антибиотик притворяется строительным блоком (D-Ala-D-Ala), связывается с ферментом-строителем (транспептидазой) и блокирует его. Одновременно бактерия теряет контроль над ферментами разрушения (аутолизинами) и сама себя уничтожает.

Вопросы с занятий и экзамена

Почему бета-лактамы не действуют на «спящие» бактерии?

Препараты эффективны только в отношении активно растущих микроорганизмов. Именно в фазу деления происходит интенсивный синтез пептидогликана клеточной стенки, процесс которого и нарушают антибиотики.

Что произойдет, если разрушить бета-лактамное кольцо?

Это кольцо критически важно для противомикробной активности. Его расщепление (например, под действием бактериальных β-лактамаз) приводит к полной потере фармакологического эффекта.

Как формируется устойчивость к бета-лактамам у грамположительных бактерий?

Главная причина — изменение мишени. Бактерия мутирует или приобретает новый ген, из-за чего ее транспептидазы теряют сродство (аффинитет) к антибиотику.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Бета-лактамные антибиотики» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Особенности строения клеточной стенки и наружной мембраны бактерий.
  • Роль β-лактамаз в развитии антибиотикорезистентности.
  • Отличия пенициллинов, цефалоспоринов, карбапенемов и монобактамов.
  • Механизмы действия других ингибиторов синтеза клеточной стенки (гликопептиды, циклосерин, бацитрацин).

Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Бета-лактамные антибиотики» и ещё 5 262 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 116 видеоуроков по предмету

Другие темы раздела «Антибактериальные химиотерапевтические средства»

Весь раздел «Антибактериальные химиотерапевтические средства»

Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.

Смотреть уроки

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.