Mehanizam djelovanja, biosinteza i identifikacija beta-laktamskih antimikrobnih lijekova

Antimikrobni lijekovi su kemoterapeutici koji imaju široku primjenu u humanoj, veterinarskoj i stočarskoj praksi. Beta-laktamski su najraširenija skupina antimikrobnih lijekova koja se zbog vrlo snažnog antimikrobnog djelovanja i vrlo niske toksičnosti najčešće koristi u humanoj i veterinarskoj medicini u liječenju bakterijskih infekcija. Dijele se u skupine penicilina, cefalosporina i monobaktama. Penicilini se dobivaju iz filtrata kulture plijesni Penicillium notatum i Penicillium chrysogenum, a cefalosporini iz filtrata kulture aktinomiceta (Cephalosporium acremonium). Istraživanja su omogućila otkrića aktivne skupine, 6-amino-penicilanske kiseline čijim je izdvajanjem omogućena proizvodnja polusintetskih penicilina koji su nadišli ograničenja prirodnog penicilina G. Fizikalno-kemijska svojstva beta-laktama mogu se mijenjati supstitucijom vodika u karboksilnoj skupini penicilina, odnosno modifikacijom bočnog lanca cefalosporina. Time se povećala otpornost na djelovanje β-laktamaza i proširen spektar djelovanja. Beta-laktami u terapijskim koncentracijama djeluju baktericidno inhibirajući sintezu stanične stijenke bakterija. Penicilini su važni za antibakterijsku kemoterapiju, često u kombinaciji s drugim antimikrobnim lijekovima. Cefalosporini se primjenjuju kao zamjena za peniciline u liječenju infekcija uzrokovanih gram-negativnim bakterijama te u profilaksi pri kirurškim zahvatima. Primjena beta-laktama u životinja koje se koriste kao hrana može dovesti do ostataka tih lijekova u mesu i mesnim prerađevinama, te mlijeku i jajima. Unošenje antimikrobnih lijekova u ljudski organizam hranom, osobito je opasno zbog njihove direktne toksičnosti odnosno kancerogenosti, utjecaja na sastav crijevne mikroflore, mogućih alergijskih reakcija, te pojave otpornosti pojedinih patogenih mikroorganizama, te je njihovo određivanje nužno. Obzirom da se puno koriste u tretmanu mastitisa najčešće su utvrđeni antimikrobni lijekovi u mlijeku. U svrhu određivanja ostataka beta-laktama u hrani životinjskog podrijetla primijenjuju se screening mikrobiološke metode, a identifikacija i kvanifikacija danas se provodi najčešće tekućinskom kromatografijiom tandemskom spektrometrijom masa