Gramicidin

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Tên danh pháp theo IUPAC

(2R)-2-[[(2S)-2-[[2-[[(2S)-2-formamido-3-methylbutanoyl]amino]acetyl]amino]propanoyl]amino]-N-[(2S)-1-[[(2R)-1-[[(2S)-1-[[(2S)-1-[[(2S)-1-[[(2R)-1-[[(2S)-1-[[(2R)-1-[[(2S)-1-[[(2R)-1-[[(2S)-1-(2-hydroxyethylamino)-3-(1H-indol-3-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-(1H-indol-3-yl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-3-methyl-1-oxobutan-2-yl]amino]-3-methyl-1-oxobutan-2-yl]amino]-3-methyl-1-oxobutan-2-yl]amino]-1-oxopropan-2-yl]-4-methylpentanamide

Nhóm thuốc

Kháng sinh

Mã ATC

R – Hệ hô hấp

R02 – Chế phẩm họng

R02A – Chế phẩm họng

R02AB – Thuốc kháng sinh

R02AB30 – Gramicidin

Mã UNII

5IE62321P4

Mã CAS

1405-97-6

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C99H140N20O17

Phân tử lượng

1882,3 g/mol

Cấu trúc phân tử

Gramicidin là một loại peptide tự nhiên có cấu trúc phân tử khá độc đáo. Cấu trúc phân tử của gramicidin chủ yếu bao gồm hai dạng peptit beta (beta-sheet) xoắn đôi đối xứng với nhau. Gramicidin được tạo thành bởi hai chuỗi peptit gắn kết với nhau bởi các liên kết hydro trong một môi trường lipid.

Cấu trúc chính của gramicidin bao gồm các phần sau:

Chuỗi Peptit: Mỗi chuỗi peptit của gramicidin bao gồm khoảng 15 hoặc 16 các amino acid. Hai chuỗi peptit này chạy song song theo hướng đối xứng.

Liên kết Hydro: Hai chuỗi peptit được liên kết với nhau thông qua các liên kết hydro giữa các nhóm amide của các amino acid tương ứng trên các chuỗi peptit khác nhau. Liên kết này tạo nên một lỗ thông qua chuỗi peptit.

Môi trường Lipid: Gramicidin tồn tại trong môi trường lipid, thường là trong lớp lipid kép của màng tế bào. Cấu trúc peptide này có khả năng tương tác với môi trường lipid và tự tổng hợp thành các cấu trúc tạo kênh ion trong màng.

Cấu trúc xoắn đôi: Các chuỗi peptit của gramicidin tự xoắn đôi và tạo nên các cấu trúc beta-sheet. Sự xoắn đôi và đối xứng giữa hai chuỗi peptit tạo nên một cấu trúc khá ổn định và cho phép gramicidin tạo kênh ion.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 21

Số liên kết hydro nhận: 17

Số liên kết có thể xoay: 52

Diện tích bề mặt tôpô: 549 Å²

Số lượng nguyên tử nặng: 136

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 229 đến 230 °C

Độ hòa tan trong nước: 0,006 mg/L

Cảm quan

Gramicidin có tính chất hydrophobic và có khả năng tương tác với môi trường lipid.

Do đó Gramicidin thường ít tan trong nước và nhiều khả năng tan trong các dung môi hữu cơ phù hợp.

Gramicidin thường được sử dụng dưới dạng dạng bột hoặc dạng dung dịch.

Dạng bào chế

Thuốc nhỏ mắt hàm lượng 5ml

Viên nén ngậm 1.5mg

Thành phần trong kem bôi

Độ ổn định và điều kiện bảo quản của Gramicidin

Gramicidin thường được bảo quản ở nhiệt độ lạnh (từ -20°C đến -80°C) để đảm bảo tính ổn định của nó trong thời gian dài. Điều này giúp ngăn chặn sự phân hủy và giảm nguy cơ mất đi tính chất sinh học.

Để tránh tác động của độ ẩm, Gramicidin nên được bảo quản trong môi trường khô ráo. Các ẩm ướt có thể làm suy giảm tính chất của peptit.

Ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng mạnh có thể gây tác động đến tính chất của Gramicidin. Do đó, nên lưu trữ trong môi trường tối và tránh tiếp xúc với ánh sáng mạnh.

Nguồn gốc

Gramicidin được phát hiện lần đầu bởi nhà khoa học người Mỹ René Dubos vào năm 1939.

Ông phát hiện ra rằng vi khuẩn Bacillus brevis, một loại vi khuẩn được tìm thấy trong đất, tạo ra một chất kháng khuẩn mạnh mẽ có khả năng tiêu diệt vi khuẩn khác. Ông gọi chất này là “gramicidin” để thể hiện khả năng tiêu diệt các vi khuẩn Gram-âm tính.

Sau khi được phát hiện, Gramicidin đã trở thành một đối tượng quan tâm trong nghiên cứu sinh học và y học.

Khả năng tạo kênh ion trong màng tế bào và tác động đến môi trường lipid đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trong việc hiểu cơ chế hoạt động của nó.

Sự khám phá về cấu trúc peptit của Gramicidin và cách nó tạo kênh ion đã góp phần quan trọng trong việc hiểu về hoạt động ion trong màng tế bào và cơ chế tác động của nó đối với vi khuẩn và tế bào thực vật.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Gramicidin đặc biệt hiệu quả đối với vi khuẩn gram dương. Vì thuốc có khả năng tán huyết cao nên không thể sử dụng trực tiếp theo đường tiêm và do đó chỉ được sử dụng trên da dưới dạng kem dưỡng da hoặc thuốc mỡ.

Gramicidin được sử dụng chủ yếu trong điều trị các vết thương bề mặt bị nhiễm trùng và nhiễm trùng mắt, mũi và cổ họng.

Gramicidin thường được dùng cùng với hai loại kháng sinh khác (neomycin và polymixin B) dưới dạng dung dịch nhỏ mắt.

Gramicidin liên kết và tự chèn vào màng vi khuẩn (đặc biệt ưa thích màng tế bào gram dương). Điều này dẫn đến sự phá vỡ và thẩm thấu màng (nó hoạt động như một kênh). Điều này dẫn đến:

Mất các chất hòa tan trong tế bào (ví dụ: K+ và axit amin)

Tiêu tán điện thế xuyên màng.

Ức chế hô hấp

Giảm các nhóm ATP

Ức chế tổng hợp ADN, ARN và protein, từ đó gây phá hủy tế bào.

Ứng dụng trong y học của Gramicidin

Gramicidin là một loại kháng vi khuẩn tự nhiên được tách ra từ vi khuẩn Bacillus brevis.

Gramicidin có khả năng ngăn chặn vi khuẩn phát triển bằng cách tạo ra lỗ hổng trong màng tế bào vi khuẩn, gây ra sự rò rỉ các ion và dẫn đến phá hủy tế bào của vi khuẩn.

Thuốc chống viêm nhiễm đường tiết niệu: Gramicidin có thể được sử dụng trong các loại thuốc chống nhiễm trùng đường tiết niệu. Gramicidin có thể được sử dụng để điều trị các bệnh như nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm bàng quang và các vấn đề liên quan đến đường tiết niệu.

Thuốc chống viêm nhiễm đường miệng và họng: Gramicidin cũng có thể được sử dụng trong các sản phẩm chống nhiễm trùng miệng và họng, bao gồm kem đánh răng, nước súc miệng và thuốc ho.

Sản phẩm kháng khuẩn da: Các sản phẩm dùng cho việc điều trị các vấn đề da như mụn trứng cá, nhiễm trùng da và các bệnh ngoài da khác có thể chứa gramicidin để giúp kiểm soát vi khuẩn trên bề mặt da.

Sản phẩm làm sạch vết thương: Gramicidin có khả năng ngăn chặn nhiễm trùng trong các vết thương nhỏ, cắt, trầy xước. Do đó, nó có thể được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc vết thương như kem, sáp hoặc băng keo.

Nghiên cứu và phân tích khoa học: Gramicidin cũng được sử dụng trong nghiên cứu và phân tích khoa học để tìm hiểu cơ chế hoạt động của nó trong việc tiêu diệt vi khuẩn và tác động lên màng tế bào.

Dược động học

Hấp thu

Gramicidin thường được sử dụng trong các sản phẩm dùng ngoài da hoặc đường miệng, vì nó thường không được hấp thụ qua đường tiêu hóa. Điều này có nghĩa là gramicidin không có khả năng vào hệ tuần hoàn chính của cơ thể sau khi được dùng.

Phân phối

Với các sản phẩm ngoại da, gramicidin thường tác động tại chỗ, tại vị trí mà nó được áp dụng. Với sản phẩm sử dụng đường miệng, Gramicidin thường tác động tại vùng miệng và họng.

Do không thể thẩm thấu qua đường tiêu hóa và hệ tuần hoàn, gramicidin không thường được phân phối rộng rãi trong cơ thể.

Chuyển hóa và bài tiết

Do gramicidin không thường xâm nhập vào hệ tuần hoàn chính của cơ thể, việc chuyển hóa và bài tiết của thuốc thường ít được đề cập.

Phương pháp sản xuất

Gramicidin là một loại kháng vi khuẩn tự nhiên được sản xuất bởi vi khuẩn Bacillus brevis. Quá trình sản xuất gramicidin thường dựa trên việc tạo ra điều kiện thuận lợi để vi khuẩn Bacillus brevis sản xuất và tiết ra gramicidin.

Lựa chọn vi khuẩn Bacillus brevis: Việc chọn và duy trì dòng vi khuẩn Bacillus brevis có khả năng sản xuất gramicidin là bước quan trọng đầu tiên. Vi khuẩn này thường được chọn vì khả năng sản xuất kháng vi khuẩn gramicidin.

Tạo môi trường: Để tạo ra điều kiện tốt nhất cho vi khuẩn sản xuất gramicidin, môi trường phải cung cấp các dưỡng chất cần thiết. Quá trình này thường bao gồm điều chỉnh pH, nhiệt độ, các thành phần dinh dưỡng như đường, muối và nguồn carbon.

Lên men: Việc sản xuất gramicidin thường diễn ra trong quá trình lên men (fermentation). Các vi khuẩn Bacillus brevis được nuôi cấy trong môi trường lên men có điều kiện tối ưu. Trong quá trình lên men, chúng sẽ tiết ra gramicidin vào môi trường xung quanh.

Thu lấy gramicidin: Sau khi quá trình lên men hoàn thành và vi khuẩn đã sản xuất đủ lượng gramicidin, gramicidin được thu thập từ môi trường lên men. Quá trình này thường bao gồm các bước như lọc, tách rời các thành phần khác và làm sạch gramicidin.

Tách và tinh chế: Sau khi thu thập, gramicidin thường cần được tách ra khỏi các hợp chất khác và tinh chế để đảm bảo độ tinh khiết cao. Các phương pháp tách và tinh chế có thể bao gồm sử dụng các phương pháp hóa học hoặc vật lý như cromatography hoặc kỹ thuật trao đổi ion.

Độc tính của Gramicidin

Gramicidin có thể gây ra kích ứng cho da, mắt và niêm mạc nếu tiếp xúc trực tiếp. Khi được sử dụng trong các sản phẩm y tế, như kem, sáp hoặc nước súc miệng, gramicidin thường được pha loãng để giảm thiểu tác động kích ứng.

Một số người có thể phản ứng dị ứng đối với gramicidin hoặc các thành phần khác trong các sản phẩm chứa gramicidin. Dị ứng có thể gây ra các triệu chứng như ngứa, đỏ, sưng và vẩy da.

Mặc dù gramicidin có khả năng ngăn chặn vi khuẩn phát triển, nhưng nó không phân biệt giữa các loại vi khuẩn và không đặc hiệu trong việc tiêu diệt chúng. Điều này có thể gây ra tác động tiêu cực đối với hệ vi khuẩn tự nhiên của cơ thể, gây ra sự mất cân bằng.

Gramicidin có tác động không đặc hiệu đối với nhiều loại vi khuẩn, có thể xảy ra sự phát triển kháng thuốc khi vi khuẩn tiếp xúc liên tục với gramicidin. Điều này có thể gây ra sự giảm hiệu quả của gramicidin trong việc kiểm soát nhiễm trùng.

Gramicidin tác động lên vi khuẩn bằng cách tạo lỗ trên màng tế bào vi khuẩn, nó cũng có thể có tác động lên màng tế bào người trong trường hợp tiếp xúc trực tiếp. Tuy nhiên, thông tin về sự ảnh hưởng này vẫn còn rất hạn chế.

Tương tác của Gramicidin với thuốc khác

Acenocoumarol: Sử dụng Acenocoumarol cùng với Gramicidin có thể tạo ra một tương tác có mức độ nghiêm trọng, đồng nghĩa với việc nguy cơ chảy máu gia tăng.

Dicoumarol: Khi Dicoumarol kết hợp với Gramicidin, tương tác này có khả năng tăng nguy cơ chảy máu lên mức nghiêm trọng.

Fluindione: Tương tác giữa Fluindione và Gramicidin được xem xét với mức độ nghiêm trọng, có tiềm năng làm tăng nguy cơ chảy máu.

Phenindione: Kết quả của việc sử dụng Phenindione và Gramicidin có thể dẫn đến tương tác nghiêm trọng và gia tăng nguy cơ chảy máu.

Phenprocoumon: Việc kết hợp Phenprocoumon và Gramicidin có thể tạo ra một tương tác đáng lo ngại, gây tăng nguy cơ chảy máu.

Warfarin: Sự kết hợp giữa Warfarin và Gramicidin có thể gây ra tương tác độc hại, làm tăng nguy cơ chảy máu.

BCG vaccine: Hiệu quả điều trị của BCG vaccine có thể bị ảnh hưởng khi sử dụng cùng với Gramicidin, gây giảm sự hiệu quả của vaccine.

Estetrol: Sự tương tác giữa estetrol và Gramicidin có thể dẫn đến việc giảm hiệu quả điều trị của estetrol.

Kháng nguyên sống của chủng vi khuẩn Vibrio cholerae CVD 103-HgR: Việc kết hợp giữa kháng nguyên sống của chủng vi khuẩn Vibrio cholerae CVD 103-HgR và Gramicidin có thể ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị của kháng nguyên sống này.

Lưu ý khi dùng Gramicidin

Lưu ý và thận trọng chung

Các loại thuốc kháng sinh dùng tại chỗ có thể gây ra tình trạng mẫn cảm như ngứa, đỏ và sưng phù kết mạc và mi mắt.

Việc sử dụng Gramicidin trong thời gian dài có thể dẫn đến sự phát triển kháng của vi khuẩn cũng như nấm. Trong tình trạng nhiễm trùng nặng hơn, việc thực hiện các biện pháp xử lý phù hợp là cần thiết.

Nếu bạn gặp tình trạng chảy mủ, viêm nhiễm hoặc cơn đau trở nên nghiêm trọng hơn, hãy ngừng sử dụng thuốc và đến gặp bác sĩ.

Khi hiệu quả lâm sàng không cải thiện, không nên kết hợp sử dụng kháng sinh và corticoid để tiếp tục điều trị, mà cần tham khảo ý kiến từ người chuyên gia y tế.

Hiệu quả và tính an toàn của Gramicidin đối với trẻ em vẫn chưa được xác định rõ ràng.

Lưu ý cho người đang mang thai

Trước khi sử dụng sản phẩm chứa Gramicidin, phụ nữ mang thai nên thảo luận với bác sĩ để đảm bảo rằng việc sử dụng không có tác động tiêu cực đối với thai nhi.

Tránh sử dụng sản phẩm chứa Gramicidin trong giai đoạn mang thai đầu tiên mà không có sự chỉ định cụ thể từ bác sĩ.

Lưu ý cho người đang cho con bú

Trước khi sử dụng sản phẩm chứa Gramicidin, phụ nữ đang cho con bú nên tham khảo ý kiến bác sĩ để đảm bảo rằng việc sử dụng không gây tác động tiêu cực đối với sức khỏe của bé.

Lưu ý cho người vận hành máy móc hay lái xe

Sản phẩm chứa Gramicidin có thể gây kích ứng hoặc làm mờ tầm nhìn nếu tiếp xúc với mắt. Cẩn thận khi dùng Gramicidin cho nhóm đối tượng này.

Một vài nghiên cứu về Gramicidin trong Y học

Ciprofloxin tại chỗ so với framycetin-gramicidin-dexamethasone tại chỗ ở trẻ em thổ dân Úc bị viêm tai giữa mãn tính có mủ được điều trị gần đây: một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng

Topical ciprofloxin versus topical framycetin-gramicidin-dexamethasone in Australian aboriginal children with recently treated chronic suppurative otitis media: a randomized controlled trial

Đặt vấn đề: Viêm tai giữa mủ mãn tính (CSOM) ảnh hưởng đến nhiều trẻ em ở các nhóm dân cư có hoàn cảnh khó khăn. Phương pháp điều trị kháng sinh tại chỗ thích hợp nhất ở trẻ em mắc bệnh dai dẳng là không rõ ràng.

Phương pháp: Trẻ em bị CSOM mặc dù điều trị tại chỗ tiêu chuẩn được chọn ngẫu nhiên để dùng ciprofloxacin tại chỗ (CIP) trong 6-8 tuần so với framycetin-gramicidin-dexamethasone (FGD) tại chỗ. Kết quả soi tai, thính học và vi sinh được đo lường bằng cách sử dụng các đánh giá tiêu chuẩn hóa và làm mù.

Kết quả: 97 trẻ được chọn ngẫu nhiên. Chảy mủ tai không giải quyết được khi kết thúc điều trị ở 70% trẻ em bất kể phân bổ [chênh lệch rủi ro = -2%; (KTC 95%: -20 đến 16)]. Sự lành thương của màng nhĩ xảy ra ở một trong số 50 trẻ trong nhóm CIP và không có trẻ nào trong số 47 trẻ trong nhóm FGD. Mức độ nghiêm trọng của hiện tượng phóng điện không cải thiện ở hơn 50% trẻ em trong mỗi nhóm và ngưỡng nghe trung bình (38 dB và 35 dB) và tỷ lệ trẻ bị mất thính lực trên 25 dB (98% và 88%) không khác biệt đáng kể giữa các nhóm. nhóm CIP và FGD. Tác dụng phụ rất hiếm.

Kết luận: Nghiên cứu này cho thấy tỷ lệ cải thiện hoặc chữa khỏi thấp tương tự ở trẻ em mắc CSOM dai dẳng đối với cả liệu pháp điều trị tại chỗ CIP và FGD. Các biến chứng và tác dụng phụ không đủ để ngừng điều trị hoặc thông báo cho việc kê đơn một trong hai liệu pháp.