【分享】知识 | 常见兽药的酸碱性与规范使用
在兽药各种品类里,兽用抗菌药物绝对可以称之为“第1大品类”,这一类物质具有杀菌或抑菌活性,在这类抗菌药物中,又可以分为十几大细分品类;按照给药途径,还可以分为口服剂、肌内注射、静脉注射、静脉滴注等品类。按照功能,又能分为呼吸道药、消化道药、胃肠道药等各种抗生素。在这些药物里,通常把那些直接来源于微生物的次级代谢产物及其化学修饰衍生物,称之为抗生素类药物;而把那些全化学合成的抗菌药物,称之为化学合成抗菌药物。其实不管怎么区分,现在专业最流行的分法是药学标准的分法。它把所有抗菌药,按照药学分子结构特点,共分为13大类常见抗菌药。
首先,让我们来从抗菌机制上看一下不同类别抗菌药的抗菌机制差异吧。
☆抗菌作用机制:
(1)抗细菌:
阻断细胞壁合成:β-内酰胺类、万古霉素、杆菌肽;
损伤细胞膜影响通透性:多粘菌素、两性霉素、制霉菌素、达托霉素;
阻断核糖体蛋白质合成:氨基糖苷类、四环素类、红霉素、氯霉素、利奈唑胺;
影响叶酸代谢:磺胺类、异烟肼、乙胺丁醇;
阻断RNA、DNA合成:喹诺酮类、利福平、新生霉素、乙胺丁醇、甲硝唑。
抗结核分岐杆菌药:异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇
(2)抗真菌药:多烯类、吡咯类、嘧啶类、棘白菌素类
抗菌药分类:分为抑菌药和杀菌药,二者概念是相对的。
抑菌药:大环内酯类、四环素类、酰胺醇类等
杀菌药:青霉素类、头孢菌素类、氨基糖苷类、多黏菌素类等
☆根据PK/PD特点分类:
抗菌药物药代动力学/药效学(PK/PD)是将药物浓度与时间和抗菌活性结合起来,阐明抗菌药物在特定剂量或给药方案下血液或组织浓度抑菌或杀菌效果的时间过程。
(1)浓度依赖性:该类药物对致病菌的杀菌效应和临床疗效取决于Cmax,Cmax越高,清除病菌作用越迅速、越强。
浓度依赖性抗菌药物:氨基糖苷类、氟喹诺酮类、达托霉素、多黏菌素、硝基咪唑类
评估参数:Cmax/MIC;AUC0-24/MIC
注意:提高此类抗菌药物疗效的策略主要是提高血浆峰浓度,一般推荐日剂量单次给药方案,但对于治疗窗较窄的药物需注意不能使药物浓度超过最低毒性剂量。
(2)时间依赖性:该类药物的抗菌效应与临床疗效主要与药物和细菌接触时间密切相关,当血药浓度高于致病菌MIC的4~5倍以上时,其杀菌效能几乎达到饱和状态,继续增加血药浓度,其杀菌效应不再增加。
类别:β-内酰胺类、林可霉素、部分大环内酯类药物等
评估参数:%T>MIC
注意:一般推荐日剂量分多次给药和(或)延长滴注时间的给药方案。
(3)时间依赖型且抗菌作用时间较长
该类药物虽然为时间依赖型,但由于PAE或t1/2较长,使其抗菌作用持续时间延长,替加环素、利奈唑胺、阿奇霉素、四环素类、糖肽类等属于此类。
注意:四环素和土霉素不宜与抗酸药合用。
☆根据结构分类:
(1)β-内酰胺类:青霉素类、头孢菌素类、头霉素类、碳青酶烯类、β内酰胺酶抑制剂及其与β-内酰胺类抗生素组成的复方制剂、单环β-内酰胺类等
β-内酰胺类的杀菌特点:
1、抑制胞壁粘肽合成酶,即青霉素结合蛋白,从而阻碍细胞壁粘肽合成,使细菌胞壁缺损,菌体膨胀裂解。
2、触发细菌的自溶酶活性。
3、对细菌的选择性杀菌作用,对宿主毒性小。
(2)氨基糖苷类:新霉素、庆大霉素、阿米卡星、妥布霉素、异帕米星、小诺米星、链霉素等
氨基糖苷类药物的杀菌特点:
1、杀菌作用呈浓度依赖性。
2、仅对需氧菌有效,尤其对需氧革兰阴性杆菌的抗菌作用强。
3、具有明显的抗生素后效应。
4、具有首次接触效应。
5、在碱性环境中抗菌活性增强。
代表药物:链霉素、新霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、阿米卡星、安普霉素、小诺米星等。
(3)大环内酯类:红霉素、罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素等。
(4)四环素类:多西环素(强力环素)、米诺环素(美满霉素)、替甲环素(新药)等。
(5)林可霉素类:林克霉素、克林霉素。
(6)糖肽类:万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁(壁霉素)
(7)酰氨醇类:氟苯尼考、氯霉素、甲砜霉素等。
(8)喹诺酮类:恩诺沙星、环丙沙星、莫西沙星等。
(9)硝基呋喃类:呋喃妥因、呋喃唑酮、呋喃西林。
(10)硝基咪唑类:甲硝唑、替硝唑、奥硝唑
(11)磺胺类:磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺多辛等
(12)其他抗菌药:多黏菌素、磷霉素、利奈唑胺
(13)抗结核分岐杆菌药:异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇
(14)抗真菌药:多烯类、吡咯类、嘧啶类、棘白菌素类
☆抗菌素后效应(PAE):是指抗菌药物与细菌短暂接触后,细菌受到非致死性损伤,当药物清除后,细菌恢复生长仍然持续受到抑制的效应。
最低抑菌浓度(MIC)或最低杀菌浓度(MBC):测定任意病原微生物对抗菌药物的敏感性,通常应用最低抑菌浓度(MIC)或最低杀菌浓度(MBC)进行评估,单位(mg/L)。测定方法:稀释法、扩散法。
特点:抗菌活性、耐药性。
☆耐药发生的机制
(1)钝化酶或灭活酶;
(2)细菌细胞壁通透性改变,使抗生素无法进入细胞内,从而难以作用于靶位;
(3)细菌细胞膜上存在的抗感染药物外排系统,使菌体内药物减少导致耐药;
(4)靶位组成部位的改变,使抗生素不能与靶位结合而发生抗菌效能;
(5)代谢拮抗药的增加或者细菌酶系统的改变。
再来了解一下抗菌药的另一种分类吧。按药效学可把所有抗菌药给分为以下 4四大类:
第 I 类:繁殖期杀菌剂:如青霉类、头孢菌素类、喹诺酮类、硝基咪唑类
第 II 类:静止期杀菌剂:如氨基糖苷类、多粘菌素类
第 III 类:速效抑菌药:如四环素类、林可胺类、酰胺醇类与大环内酯类
第Ⅳ类:慢效抑菌药:如磺胺类
以上 4 类药的联用效果为:
I+II = 协同(增强);I+III = 拮抗(可能);II+III = 协同(增强或相加);I+Ⅳ= 协同
各类类抗菌药物、作用机理与代表品种
青霉素类
细菌细胞壁的主要成分是黏肽,也是细菌细胞壁最坚固的部分。青霉素的结构同黏肽的末端结构——丙氨酰丙氨酸相似,其可以取代丙氨酰丙氨酸与酶的活性中心结合,从而使组成黏肽的多肽不能交联形成网状的黏肽,导致细菌细胞壁的形成中断,最终使细菌细胞壁因缺损丢失重要生命物质,及吸水膨胀“菌体裂解”而死亡。临床常用的是口服青霉素,比如复方阿莫西林粉、阿莫西林硫酸粘菌素可溶性粉和高含量的阿莫西林可溶性粉等。
头孢类
头孢类抗菌药,主要通过干扰细菌细胞壁的主要成分——肽聚糖的合成而发挥强大的杀菌作用。这主要是因为头孢类抗菌药里的B-内酰胺环里的酰胺基,与细菌细胞壁里的肽聚糖五肽相似,可与青霉素结合蛋白(PBP)共价结合使其灭活,这样便影响了肽聚糖的合成而导致细菌细胞壁通透性增加,最终导致细菌因不能合成细胞壁而死亡。兽医常见和常用的是头孢喹肟和头孢噻呋制剂。
硝基咪唑类
硝基咪唑类药物具有独特抗菌作用,尤其是在广谱抗厌氧菌方面的作用比较强。它的抗菌机制是导致细菌螺旋链损伤、断裂、解旋,从而导致细菌不可逆的死亡。因此,从这个抗菌作用机制来看,硝基咪唑类药物属于杀菌药。目前在兽医诊疗临床上,该类药物已经被禁用于食品动物的养殖使用。它只能使用那些非食用为目的动物养殖,比如说种鸡、种畜和伴侣动物等的养殖。
四环素类
兽医临床上常用的有多西环素、四霉素、土霉素和金霉素等。本类药物属快效抑菌剂。进入菌体后,可逆性地与细菌核糖体30S亚基上的受体结合,干扰tRNA与mRNA-核糖体复合体上的受体结合,阻止肽链延长而抑制蛋白质合成,从而使细菌的生长繁殖迅速受到抑制。
大环内酯类
动物专用的品种有酒石酸泰乐菌素、磷酸替米考星等。主要对多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性球菌、厌氧菌及军团杆菌、支原体有良好作用。本类药物与细菌核糖体的50S亚单位可逆性结合,阻断转肽作用和mRNA位移而抑制细菌蛋白质合成。属生长期速效抑菌剂。
酰胺醇类
酰胺醇类又称氯霉素类抗生素,氟苯尼考为动物专用抗生素本类药物,不可逆地结合于细菌核糖体50S亚基的受体部位,阻断肽酰基转移,抑制肽链延伸,干扰蛋白质合成,而产生抗菌作用。兽医临床上常用的制剂是30%氟苯尼考可溶性粉、20%氟苯尼考粉、10%氟苯尼考可溶性粉和10%氟苯尼考粉等。
林可胺类
对细胞屏障穿透力强,他们的作用部位都是细菌核糖体上的50S亚基。本类抗生素对革兰氏阳性菌和支?原体有强抗菌活性,对厌氧菌也有一定作用,对大多数需氧革兰氏阴性菌耐药。动物临床常用药物有盐酸林可霉素可溶性粉、盐酸大观霉素盐酸林可霉素可溶性粉。
喹诺酮类
具有抗菌活性强,其作用机理是作用于细菌的DNA螺旋酶,使细菌DNA不能形成超螺旋,染色体受损,从而产生杀菌作用。动物临床常用的有恩诺沙星、盐酸环丙沙星,而盐酸二氟沙星、沙拉沙星、氟甲喹等不常用。其它的如氧氟沙星、诺氟沙星、培氟沙星和洛美沙星等都已被禁用。
氨基糖苷类
氨基糖苷类的主要作用是抑制细菌蛋白质的合成过程,可使细菌细胞膜的通透性增强,使胞内物质外渗导致细菌死亡。本类药物对静止期细菌杀灭作用强,为静止期杀菌药。兽医临床常用药物有硫酸新霉素、硫酸安普霉素、硫酸庆大霉素、硫酸阿米卡星等。
磺胺类
磺胺类药物的抗菌机制是:进入机体内的药物通过与对氨苯甲酸竞争,影响细菌的二氢叶酸合成酶,进而影响二氢叶酸的合成,从而达到影响细菌生长和繁殖的目的。该类药物属于慢速抑菌剂,临床常用复方磺胺间甲氧嘧啶嘧啶钠、复方磺胺喹恶啉、复方磺胺氯吡嗪钠等品种。
截短侧耳素类
主要抗革兰氏阳性菌,对金色葡萄球菌、链球菌、支原体、猪胸膜肺炎放线杆菌均有较强的抑制作用,对支原体的作用强于大环内酯类。抗菌机制也是与细菌核糖体50S亚基集合而抑制蛋白质合成。主要用于防治鸡的慢性呼吸道病、猪支原体肺炎、放线菌性胸膜肺炎等。本类产品临床常用药物为延胡索酸泰妙菌素、沃尼妙林。
磷霉素类
该类抗菌药在兽医临床上使用比较少,所以这么多年来的停止使用或很少使用,这种长时间的休药,就使得本品对有些临床菌的敏感度比较高。该类药物发挥高效抗菌作用,其作用机制主要是作用于细菌细胞壁的早期合成,从而造成敏感菌细菌细胞壁的完整性受到破坏,致使细菌因细胞壁屏障缺失而死亡。从这个方面来说,磷霉素类药物与头孢类药物类似。现在兽医临床敏感的有两种,一个是磷霉素钠、另一个是磷霉素钙。
常见兽药的酸碱性
1、酸碱配伍禁忌核心逻辑:pH 值
当酸性药物与碱性药物直接混合时,会发生 酸碱中和反应,导致:
? 药物游离析出(如磺胺类、青霉素类)
? 分子结构破坏(如维生素 B12、头孢菌素类)
? 效价快速衰减(pH 值超出稳定范围的临界值)
黄金准则:酸性药物(pH<7)宜与酸性 / 中性溶剂配伍,碱性药物(pH>7)宜与碱性 / 中性溶剂配伍。
2、典型酸碱禁忌药物对解析
1. 强碱性药物:磺胺嘧啶钠注射液(pH9.0-10.5)
?禁忌搭档 1:5%/10% 葡萄糖注射液(pH3.2-5.5)
混合后 15-30 分钟出现雪花状结晶(磺胺嘧啶游离析出)。结晶随血液流经肾脏时,堵塞肾小管引发 急性肾损伤。
正确操作:用 0.9% 生理盐水(pH4.5-7.0)稀释。
?禁忌搭档 2:维生素 C 注射液(pH2.4-3.0)
双重打击:① 酸性环境加速磺胺结晶析出 ② 维生素 C 的烯二醇结构与磺胺嘧啶钠发生氧化还原反应
混合后会导致磺胺有效成分下降。
2.强酸性药物:维生素 C 溶液(pH2.4-3.0)
?禁忌搭档 :维生素 B12 注射液(pH4.0-6.0,对酸敏感)
分子破坏:维生素 C 的 H + 离子攻击 B12 的钴氨键(Co-N 键),导致钴离子脱落
隐性风险:外观无变化,但 B12 的钴胺素活性下降。
3.弱酸性药物:头孢噻呋钠(pH4.5-6.5)
?禁忌搭档 :碳酸氢钠注射液(pH8.5-9.5,强碱性)
即时反应:混合后 5 分钟出现乳光浑浊,10 分钟形成胶状沉淀
反应本质:β- 内酰胺环在碱性环境中开环,生成无抗菌活性的头孢烯酸
配伍红线:禁止与任何 pH>7.5 的溶液直接混合
3、常见药物pH
1、头孢噻呋钠
2020 年版兽药典明确要求,头孢噻呋钠水溶液(50mg/ml)的 pH 值必须控制在 4.5~6.5 之间,超出此范围可能导致药物稳定性下降。因此,禁止使用碱性溶媒(如碳酸氢钠注射液)或与碱性药物(如磺胺嘧啶钠)直接混合。
头孢噻呋钠冻干剂型仅能使用注射用水或生理盐水(pH4.5~7.0)溶解,若误用 5% 葡萄糖(pH3.2~5.5)或林格氏液(含 Ca??),可能引发醛基加成反应或螯合作用,导致药物失效。
2、磺胺嘧啶钠
pH 值范围:注射液为 9.5~11.0,原料药为 9.6~10.5。强碱性环境下磺胺嘧啶钠以离子形式稳定存在,但与酸性溶液混合时,H?会中和 Na?,导致磺胺嘧啶游离析出(溶解度仅 0.12g/100ml)。
3、维生素C
pH 值范围:注射液为 5.0~7.0,5% 水溶液 pH2.0。注射液通过添加碳酸氢钠等缓冲剂将 pH 调整至弱酸性,既避免强酸性对血管的刺激,又维持维生素 C 的稳定性。但与碱性药物混合时,烯二醇结构易被氧化,导致效价下降。
4、硫酸庆大霉素
pH 值范围:注射液为 3.5~6.0,0.1% 水溶液 pH3.5-5.5。酸性环境中庆大霉素以游离碱基形式存在,与碱性药物(如磺胺嘧啶钠)混合时,OH?会中和氨基(-NH?),导致分子构象改变,抗菌活性丧失。
5、青霉素
pH 值范围:青霉素钠粉剂为 5.0~7.5(3% 水溶液),青霉素钾粉剂为 6.0~8.0(3% 水溶液)
酸性(pH<4.0)或碱性(pH>8.0)环境会导致 β- 内酰胺环水解失效。
6、盐酸林可霉素
pH 值范围:注射液为 3.0~5.5(0.1g/ml 溶液)。酸性环境中以游离碱基形式稳定存在,与碱性药物(如碳酸氢钠,pH8.5~9.5)混合时,氨基(-NH?)被中和,抗菌活性丧失。
7、地塞米松注射液(磷酸钠剂型)
pH 值范围:注射液为 7.0~8.5(灭菌水溶液)。弱碱性环境中以离子形式稳定存在,与酸性药物混合可能引发酸碱中和反应。例如,与氟苯尼考注射液(pH4.5~6.5)混合后可能因 pH 波动导致药物析出。
8、泰地罗新注射液
pH 值范围:注射液为 5.0~6.0。弱酸性环境中通过磷酸盐缓冲体系维持稳定,与碱性药物(如磺胺嘧啶钠)混合可能引发 pH 波动,导致分子构象改变。
9、恩诺沙星注射液
pH 值范围:注射液为 9.5~10.5。强碱性环境中以离子形式稳定存在,与酸性药物(如氟苯尼考注射液)混合时可能因酸碱中和析出沉淀。实验表明,pH<8.0 时恩诺沙星溶解度显著下降。
10、阿莫西林钠
注射用阿莫西林钠,10% 水溶液的 pH 为 6.0~8.0。冻干粉需临用前以注射用水或 0.9% 生理盐水溶解,溶解后溶液呈弱碱性,稳定性依赖 pH 环境。酸性环境(pH<4.0):β- 内酰胺环易水解开环。碱性环境(pH>8.5):酰胺键断裂,抗菌活性快速丧失。
10 种兽药 pH 值核心数据对照表
来源:兽药药理与处方技术
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