Eigenschaften
Die Clavulansäure entsteht als Fermentationsprodukt in der Kultur von Streptomyces clavuligerus (O'Grady 1982a; Wise 1978b; Finlay 2003a) und gehört zusammen mit Sulbactam und Tazobactam zu den β-Laktamase-Inhibitoren (Wright 1999a). Sie gehört zur Gruppe der β-Laktame, zeigt aber nur eine geringe antibakterielle Aktvität und wird deshalb nur in Kombination mit anderen Penicillinen verwendet (Martin 2004a; Neu 1978a); dies führt zu einer starken Verminderung der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC) des betreffenden Penicillins (O'Grady 1982a). Der Einsatz eines β-Laktamase-Inhibitors ist deshalb nur dann sinnvoll, wenn die bakterielle Resistenz primär durch eine erhöhte Produktion von β-Laktamasen hervorgerufen wird. Die Clavulansäure kann die Wand von grampositiven und gramnegativen Bakterien penetrieren (Wüst 1978a; Maddison 2002a) und kann deshalb sowohl extrazelluläre als auch intrazelluläre β-Laktamasen hemmen (Sanchez Navarro 2005a; Cole 1982a). Weitere Informationen betreffend β-Laktamasen befinden sich unter Cephalosporine.Wirkungsmechanismus
Die Clavulansäure weist per se nur eine geringe antibakterielle Aktivität auf und wird deshalb nur in Kombination mit einem anderen Penicillinen angewendet. Sie bindet mit hoher Affinität kovalent an die katalytische Seite der β-Laktamase (Reed 1996a). Durch eine Acylierung des Enzyms wird die β-Laktamase irreversibel inaktiviert, was wiederum die Hydrolyse des Penicillins und seine Inaktivierung verhindert (Wilson 2001a; Fu 1979a; Wright 1999a). Dies führt zu einer starken Senkung der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC) des betreffenden Penicillins (O'Grady 1982a). Aufgrund von in-vitro-Studien wird vermutet, dass die Clavulansäure zudem die Aktivität eines β-Laktams durch eine komplementäre Bindung verschiedener PbP erhöht und die nachfolgende Autolyse der Bakterienzelle beeinflusst (Finlay 2003a). Severin et al. fanden heraus, dass Clavulansäure selektiv an PbP3 von Str. pneumoniae bindet und eine frühzeitige Lyse der Bakterienzelle verursacht. Zudem wird die Empfindlichkeit gegenüber Lysozym gesteigert. Des Weiteren beobachteten sie Veränderungen in der Struktur des Peptidoglykans der Zellwand (Severub 1997a).Weitere Effekte
Immunmodulatorische Effekte
Pascual et al. untersuchten in-vitro den Einfluss von Clavulansäure und Amoxicillin auf die Interaktion zwischen humanen polymorphkernigen Leukozyten und Staph. aureus. Die Exposition von nicht-Penicillinase-produzierenden Staph. aureus mit Clavulansäure führte zu einer signifikant erhöhten Aufnahme von opsonierten und nicht-opsonierten Bakterien durch die polymorphkernigen Leukozyten. Auch bei Penicillinase-produzierenden Staph. aureus wurde die Aufnahme von nicht-opsonierten Bakterien signifikant erhöht (Pascual 1989a).In Versuchen mit verschiedenen Penicillinen und Clavulansäure wurde ein inhibitorischer Effekt gegenüber der Aktivität des humanen Interferons (IFN-γ) festgestellt. Dabei zeigte die Clavulansäure die stärkste Wirkung, gefolgt von Penicillin V und Ampicillin. Die Konjugation des IFN-γ durch die Penicilline, sowie die anschliessende Verminderung der Aktivität, waren konzentrations-, zeit- und temperaturabhängig und liefen im Serum ab. Bei den anderern getesteten Interferonen war kein Effekt sichtbar (Brooks 2005a).
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