Beta-lattame
# Beta-lattame

Il β-lattame è un anello a 4 atomi che forma un'ammide ciclica (lattame), che costituisce il nucleo funzionale principale della classe di antibiotici detti β-lattamici. Questo anello può trovasi come unico costituente della molecola nei monolattamici, oppure associato ad un anello a 5 atomi (gruppo penam) o a 6 atomi monoinsaturo (cefem) in presenza o meno di un eteroatomo (carbapenemici, oxapenem etc). Le due strutture principali usate nei farmaci sono l'acido 6-amminopenicillanico e 7-amminocefalosporanico a cui poi si aggiungono gruppi funzionali caratteristici.

## Principali sostanze antibiotiche della classe dei β-lattamici

Gli antibiotici β-lattamici possono essere raggruppati in quattro categorie, a seconda di come l'anello lattamico si lega al resto della molecola e a seconda dell'origine della molecola:

* Penicilline (es. penicillina, amoxicillina, ampicillina, oxacillina...)
* Cefalosporine (es. cefepime, ceftriaxone, cefixima)
* Monobattami (es. aztreonam)
* Carbapenemi (es. meropenem)

## Significato clinico

L'anello β-lattamico fa parte della struttura di base di diverse famiglie di antibiotici, come ad esempio le penicilline, le cefalosporine, i carbapenemi e i monobattami, che sono, quindi, chiamati anche gli antibiotici β-lattamici. Quasi tutti questi antibiotici funzionano inibendo la biosintesi della parete cellulare. Questo ha un effetto letale sui batteri. I batteri, tuttavia, contengono nelle loro popolazioni, in quantità inferiori, batteri resistenti agli antibiotici β-lattamici grazie all'espressione di uno dei molti geni β-lattamasi. Più di 1.000 differenti enzimi β-lattamasi sono stati documentati in varie specie di batteri. Questi enzimi variano ampiamente nella loro struttura chimica e nell'efficienza catalitica. Quando le popolazioni batteriche possiedono questi sottogruppi resistenti, il trattamento con β-lattame può selezionare il ceppo resistente che diventa più prevalente e quindi più virulento.

## Reattività

A causa della tensione dell'anello, i β-lattamici sono più reattivi alle condizioni di idrolisi rispetto alle ammidi lineari o ai lattamici più grandi. Questo ceppo è ulteriormente aumentato dalla fusione di un secondo anello, come si trova nella maggior parte degli antibiotici β-lattamici. Tale andamento è dovuto al carattere ammide del β-lattamici riducendo l'aplanarietà del sistema. L'atomo di azoto di un'ammide ideale è ibridato $sp^2$ a causa della risonanza, e gli atomi ibridati $sp^2$ hanno una geometria molecolare trigonale planare. Il Premio Nobel Robert Burns Woodward descrisse un parametro h come misura dell'altezza della piramide trigonale definita dall'azoto (come l'apice) e i suoi tre atomi adiacenti. h corrisponde alla forza del legame β-lattame con numeri più bassi (più planare; più come ammidi ideali) essendo più forte e meno reattivo. I monolattamici hanno valori compresi tra 0,05 h e 0,10 ångström (A).

