Цефалоспорините са бета-лактамни полусинтетични производни на 7-аминоцефалоспорановата киселина, които в естествени условия се продуцират от гъбичката Acremonium chrysogenum и са изолирани през 1948 г. от италианския фармаколог Джузепе Броцу. Те са изключително близки както структурно, така и по механизъм и спектър на действие на пеницилините, но са по-устойчиви на бета-лакатамза продуциращи бактерии. Те проявяват бактерицидно действие срещу екстрацелуларни бактерии и не се прилагат в съчетание с бактериостатични антибиотици (тетрациклини, макролиди, сулфонамиди, хлорамфеникол, линкозамиди), поради антагонизъм. При комбинирана употреба с аминогликозиди се разширява значително спектърът им.


Механизмът им на действие е свързан с инхибиране синтеза на клетъчната стена посредством свързване с т.нар. PBPs (Penicillin Bindind Proteins) – „пеницилин свързващи места“ и блокиране образуването на напречни връзки между линейните вериги на пептидогликан. В този смисъл те са по-ефективни спрямо Грам-положителни микроорганизми. Резистентността към тях е свързана с промяна именно в пеницилин свързващите места, бета-лактамаза (в някои случаи дори те самите могат да индуцират синтеза ѝ) или намаляване пермеабилитета на бактериалната мембрана.


Класификацията им става традиционно в четири поколения, но вече има и пето поколение цефалоспорини:


 

  • I-поколение: Cefazolin, Cefalexin, Cefadroxil;
  • II-поколение: Cefaclor, Cefprozil, Cefuroxime;
  • III-поколение: Cefixime, Cefprodoxime, Ceftibuten, Ceftriaxone, Ceftaxime, Ceftazidime, Cefoperazone;
  • IV-поколение: Cefepime;
  • V-поколение: Ceftaroline.


Класификацията им в поколения е свързана с техния спектър на действие, който от първо поколение надолу нараства от грам (+) към грам (-) бактерии. Първо поколение цефалоспорини са активни основно срещу грам положителни бактерии и са общо взето заместители на Benzylpenicillin. Тяхната употреба в съвременната клинична практика е ограничена. Имат по-слаба активност и ниска орална бионаличност. Освен към MSSA, проявяват активност към Proteus, E.coli, K.pneumoniae.

 

Второ поколение проявяват по-широк спректър срещу грам (-) бактерии (освен горе изброение още H.influenzae, Enterobacter aerogenes, и Neisseria) но по-тесен срещу грам положителни. Трето поколение са силно потентни срещу грам отрицателни микроорганизми (горе изброените + Serratia marcescens, a Ceftazidime и срещу Ps. Aeruginosa) – те са основно средство на избор при менингити. Четвърто поколениеCefepime е много широко-спектърен антибиотик срещу активност както срещу грам-положителни (стрептококи, стафилококи), така и срещу голям брой грам-отрицателни бактерии. Пето поколение е ефективно срещу MRSA и VRSA резистентни стафилококи.


Фармакокинетично, от първо поколение Ceftazolin е за парентерално приложение, а останалите два представителя за перорално; от второ поколение всички са за перорално приложение; от трето първите три представителя.  Имат много добро тъканно разпределение, а от трето поколение Ceftriaxone и Cefotaxime проникват много добре в ЦНС и се ползват венозно основно при менингити. Cefoperazone се екскретира с жлъчката и фецеса и затова се прилага при пациенти с ренална инсуфициенция. Cefazolin има кратък полу-живот и е активен срещу пеницилаза-продуциращи стафилококи, затова се прилага предоперативно профилактично. Без Cefoperazone, останалите представители се екскретират с гломерулна филтрация и тубулна секреция с бъбреците, заради което дозата им се регулира при пациенти с бъбречна недостатъчност. Прилагат се основно интравенозно и перорално, при мускулно приложение има силна болезненост.


Основните странични ефекти са свързани с проява на реакции на свръхчувствителност – не бива да се прилагат при пациенти с анамнеза за алергии към пеницилини, поради установени крос-алергични реакции (3-5%). Цефалоспорините проявяват т.нар. дисулфирам подобна реакция и не се употребяват с алкохол – предизвикват гадене, повръщане, тахикардия, хипотензия и флъш синдром. Някои от тях (напр. Cefoperazone) има анти-витамин К свойства и може да предизвика кървене, поради което се избягва едновременната употреба с антикоагуланти и антиагреганти. Цефалоспорините трябва да бъдат прилагани предпазливо при пациенти с бъбречна недостатъчност и бъбречни заболявания. Като всички антибиотици, цефалоспорините могат да доведат до дисбиоза и гастро-интестинални смущения (гадене, повръщане, диария, колити и др.), затова се приемат с пробиотик с интервал от 3-4 часа.

 

Цефалоспорините са рискова категория B за бременни и са безопасни за приложение в тази група пациенти, а също и пеницилини, макролиди и линкозамиди.


Цефалоспорините са широкоспектърни антибиотици с увеличена устойчивост спрямо пеницилините към някои резистентни и грам (-) бактерии. Намират широко приложение при лечение на менингити, пневмония и други инфекции на дихателните пътища, уро-генитални инфекции, отити, кожни инфекции и др.