Polimiksin

Polimiksin adalah antibiotik yang terutama melawan bakteri gram negatif. Namun, bahan aktifnya hanya bekerja pada bakteri yang berada di luar sel tubuh. Efektivitasnya didasarkan pada reaksinya dengan fosfolipid dalam membran sel bakteri.

Apa itu polimiksin?

Polimiksin adalah polipeptida bercabang kompleks, yang biasanya terdiri dari sepuluh asam amino. Pada akhirnya mereka memiliki asam lemak hidrofobik. Struktur molekul memungkinkan pembentukan polaritas yang sesuai dengan fosfolipid dalam membran sel. Ini memungkinkan molekul-molekul ini berinteraksi dengan fosfolipid dan menghancurkan strukturnya. Akibatnya, membran sel bakteri larut. Jika hancur total, kematian sel bakteri terjadi.

Namun, polimiksin hanya mencapai bakteri yang berada di luar sel. Jika bakteri telah melewati membran sel tubuh, mereka tidak dapat lagi dihancurkan oleh bahan aktif tersebut.

Terutama digunakan dua bahan aktif polimiksin. Ini di satu sisi polimiksin B dan di sisi lain bahan aktif colistin. Cara kerja kedua zat serupa. Namun, polimiksin tidak dapat diserap secara parenteral (melewati usus) karena memiliki efek neurotoksik dan merusak pada ginjal. Oleh karena itu, dalam aplikasi yang lebih baru, colistin diberikan dalam bentuk prodrug sebagai colistimethate sodium (CMS).

Efek farmakologis

Polimiksin digunakan untuk mengendalikan terutama bakteri gram negatif patogen. Bakteri gram negatif dan gram positif berbeda dalam struktur membran selnya. Dengan menggunakan metode pewarnaan yang dikembangkan oleh ahli bakteriologi Denmark Gram, kedua kelompok bakteri tersebut dapat dengan mudah dibedakan satu sama lain. Pewarna dasar digunakan untuk mewarnai membran sel melalui pembentukan kompleks. Bakteri gram positif menunjukkan warna, sedangkan bakteri gram negatif tidak ternoda.

Bakteri gram positif memiliki cangkang murein tebal yang terbuat dari peptidoglikan di dalam membran selnya, sedangkan bakteri gram negatif hanya memiliki lapisan murein yang tipis. Perbedaan ini mempengaruhi sensitivitas bakteri terhadap antibiotik yang berbeda. Keputusan untuk atau melawan antibiotik tertentu dapat dibuat dengan menentukan pewarnaan Gram dengan cepat.

Karena polaritasnya, polimiksin bereaksi terutama dengan fosfolipid, yang terikat pada polisakarida. Ikatan kimiawi antara polimiksin dan lipopolisakarida (LPS) dengan demikian terbentuk. Karena lapisan murein tipis pada bakteri gram negatif, LPS lebih baik dicapai oleh polimiksin. Akibatnya, membran sel mula-mula hancur hingga seluruh kandungan sitoplasma terlepas dan sel bakteri mati.

Sensitivitas bakteri terhadap polimiksin meningkat dengan kandungan fosfolipid dalam membran sel. Ditemukan bahwa membran sel dari bakteri yang sangat sensitif mengikat lebih banyak polimiksin daripada bakteri yang kurang sensitif. Perubahan kimiawi bahan aktif, misalnya dengan menghilangkan asam lemak terminal, dapat mengurangi keefektifan.

Ditemukan juga bahwa semakin tinggi konsentrasi antibiotik, semakin baik bakteri tersebut melawan. Dalam penelitian, dimungkinkan untuk mengamati pembentukan gelembung pada membran bakteri, yang menyebabkan kehancuran total. Jika konsentrasinya terlalu rendah, membran tidak dapat larut sempurna dan bakteri dapat bertahan hidup. Dalam hal pengobatan, tidak masalah apakah bakteri sedang istirahat atau membelah. Kontrol yang sama efektifnya dimungkinkan di kedua fase.

Aplikasi & penggunaan medis

Baik polymyxin B dan colistin memiliki spektrum aktivitas yang sama. Antara lain, mereka sangat pandai memerangi bakteri gram negatif seperti Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. atau Aerobacter. Bakteri yang sangat sensitif yang merespon pengobatan dengan baik adalah Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida atau Pseudomonas aeruginosa.

Resistensi terhadap polimiksin juga bisa terjadi. Namun, hal ini jarang terjadi. Hambatan tersebut dapat terjadi akibat perubahan bahan aktif pada permukaan bakteri, dari penghambatan masuknya ke dalam membran sel atau dari perubahan pada permukaan bakteri. Beberapa bakteri membentuk enzim pencernaan yang memecah polipeptida dari polimiksin di permukaan sel. Selain itu, beberapa bakteri mengandung pompa tertentu yang mendorong antibiotik keluar dari sel. Perubahan permukaan bakteri, yang terlihat misalnya melalui kepadatan fosfolipid yang lebih rendah, juga dapat menyebabkan resistensi.

Polimiksin utama yang digunakan adalah polimiksin B atau kolistin. Cara kerja kedua zat itu sama. Namun, colistin hanya dapat digunakan langsung dalam salep, dalam aerosol untuk terapi inhalasi atau secara oral untuk pengobatan usus. Ini hampir tidak diserap di usus, sehingga hanya dapat diberikan secara parenteral (misalnya secara intravena) untuk penggunaan sistemik. Kolistin murni, bagaimanapun, memiliki efek neurotoksik dan toksik pada ginjal jika dikonsumsi secara parenteral. Namun, sebagai obat penghasil, ia dapat dianggap sebagai colistimethate sodium (CMS) tanpa komplikasi.

Resiko & efek samping

Seperti yang telah disebutkan, colistin tidak boleh diserap secara parenteral, yaitu melewati usus, karena hal ini dapat menyebabkan efek neurotoksik dan nefrotoksik. Ini juga berlaku untuk polimiksin lainnya. Namun, konsumsi oral colistin tidak cocok untuk penggunaan sistemik, karena hampir tidak diserap melalui usus. Namun sebagai prodrug berupa colistimethate sodium (CMS), dapat juga digunakan secara sistemik.