DECAY OF BETA-LACTAM ANTIBIOTICS UNDER THE IMPACT OF NATIVE BLOOD SERUM AND HUMAN SERUM ALBUMIN

The present work is dedicated to the important problem of the impact which the factors of human blood serum exert on beta-lactams. It has been shown that human serum albumin (HSA) accelerates hydrolysis of four beta-lactams (namely, benzylpenicillin (BP), cefalexin, aztreonam and imipenem). This acceleration becomes more statistically intensive and stipulates the additional decay of 7,5 per cent BP, 10,8 per cent cefalexin, 2,3 per cent aztreonam and 11,9 per cent imipenem by the sixth hour of incubation at a temperature of 37 °С. Meanwhile, the state of the kinetic curves of BP, cefalexin and imipenem after their decay caused by human blood serum is typical for the first-order enzymatic reactions, and aztreonam - for zero order. The increase of the incubation temperature from 37 to 39 °С leads to the fourteen-percent accelerated decay of albumin-catalyzed imipenem, and that of cefalexin - by 15,7 %. The beta-lactam antibiotics that are not destroyed by HSA cannot be degraded by the whole blood serum. If a beta-lactam antibiotic is capable of being hydrolyzed by HSA, native blood serum may show much higher beta-lactamase activity (above 30 % of additional decay for BP) than any purified HSA preparations of any origin in concentrations that are normal for human blood serum. Thus, human blood serum can destroy some beta-lactam antibiotics that are widely used in health care, which presents a definite clinical importance.

бета-лактамные антибиотики, человеческий сывороточный альбумин, сыворотка крови, бета-лактамазная активность, высокоэффективная жидкостная хроматография, beta-lactam antibiotics, human serum albumin, native blood serum, beta-lactamase activity, HPLC

1. An investigation of the destruction of the beta-lactam ring of penems by the albumin drug-binding site / H. Bruderlein [et al.] // Can. J. Biochem. - 1981. - Vol. 59, № 10. - P. 857-866.

2. Novel method for detection of b-lactamases by using a chromogenic cephalosporin substrate / H. C. Callaghan [et al.] // Antimicrobial agents and chemotherapy. - 1972. - Vol. 1, № 4. - P. 283-288.

3. Nerli, B. An unknown hydrolase activity of human serum albumin: beta-lactamase activity / B. Nerli, F.García, G. Picó // Biochem. Mol. Biol. Int. - 1995. - Vol. 37, № 5. - P. 909-915.

4. Nerli, B. Evidence of human serum albumin beta-lactamase activity / B. Nerli, G. Picó // Biochem. Mol. Biol. Int. - 1994. - Vol. 32, № 4. - P. 789-795.

5. Необычно высокий уровень распада антибиотиков бета-лактамной группы в человеческой плазме и сыворотке крови / И. В. Жильцов [и др.] // Материалы Евро-Азиатского Конгресса по инфекционным болезням. - Витебск, 2008. - Т. 1. - C. 85-86.

6. Исследование природы бета-лактамазной активности сыворотки крови человека / И. В. Жильцов [и др.] // Сб. матер. конф. «Достижения фундаментальной, клинической медицины и фармации» (65-я научная сессия сотрудников ВГМУ, 24-25 марта 2010 г.). - Витебск, 2010. - С. 189-192.

7. Природа бета-лактамазной активности сыворотки крови / И. В. Жильцов [и др.] // Материалы Первого конгресса Евро-Азиатского общества по инфекционным болезням // Журнал инфектол. - 2010. - Т. 2, № 4. - С. 67-68.

8. Способы получения иммуноглобулинов для внутривенного введения и их клиническое применение / Н. П. Сивакова [и др.] // Трансфузиология. - 2008. - Т. 9, № 1. - С. 4-12.

9. Moffat, A. C. Clarke's Analysis of Drugs and Poisons. Third edition / А. С. Moffat, D. Osselton, B. Widdop // Pharmaceutical Press. - 2005. - 1248 p.

10. De Abreu, L.R.P. HPLC determination of amoxicillin comparative bioavailability in healthy volunteers after a single dose administration / L.R.P. de Abreu, R.A.M. Ortiz // J. Pharm. Pharmaceut. Sci. - 2003. - Vol. 6, № 2. - P. 223-230.