W zależności od źródła, w 1928 lub 1929 roku, Sir Alexander Fleming odkrył, że "pleśniowy sok" może zabijać bakterie na szalkach Petriego. Fleming i inni na Uniwersytecie w Oksfordzie wyizolowali penicylinę z tego pleśniowego soku. Jednak z powodu II Wojny Światowej Brytyjczycy nie mogli produkować penicyliny w wystarczających ilościach, dlatego Stany Zjednoczone przejęły produkcję i szeroko rozpuściły penicylinę.
Przed powszechnym wprowadzeniem antybiotyków w latach czterdziestych, ludzie rutynowo umierają na zapalenie płuc, posocznicę (infekcje krwi), rzeżączkę i wiele innych. Wprowadzenie penicyliny zapowiadało wiek antybiotyków.
Czym są penicyliny?
Penicyliny są związkami naturalnymi lub półsyntetycznymi, które składają się z pierścienia β-laktamowego (beta-laktamowego) połączonego z pierścieniem tiazolidynowym. Penicyliny mają również łańcuchy boczne o różnym składzie. Te łańcuchy boczne określają aktywność przeciwbakteryjną każdej pojedynczej penicyliny.
Istnieje pięć klas penicylin:
- Naturalne penicyliny (Penicylina G)
- Aminopenicyliny (ampicylina)
- Penicyliny oporne na penicylinazę (należy pomyśleć o kloksacylinie i nafcynie)
- Antypseudomonalne penicyliny (pomyśl ticarcillin)
- Penicyliny o rozszerzonym spektrum działania (myślę, że piperacylina)
Mechanizm akcji
W większości penicyliny są bakteriobójcze (w przeciwieństwie do bakteriostatycznych ) i zabijają bakterie bezpośrednio, nie zakłócając reprodukcji.
W ten sposób penicyliny mogą szybko zabijać podatne bakterie.
Konkretnie, penicyliny wiążą się z białkami wiążącymi penicylinę (PBP), które są peptydazami (enzymami) w ścianach bakterii. Kiedy penicylina ma wysokie powinowactwo do swoistego PBP bakterii, działa lepiej.
Wiązanie z PBP penicylinami hamuje montaż peptydoglikanu i sieciowanie, a tym samym zaburza strukturę ściany komórkowej.
Te załamania w ścianie komórkowej bakterii powodują samozniszczenie bakterii (autoliza).
Większość zabójstw bakteryjnych zachodzi podczas fazy wzrostu wykładniczego bakterii.
W większości penicyliny są aktywne tylko przeciwko bakteriom Gram-dodatnim. Bakterie Gram-ujemne mają warstwę lipopolisacharydową lub zewnętrzną, co utrudnia penicylinom przebicie ściany komórkowej i dostęp do PBP.
Aby w ogóle pracować, pierścień beta-laktamowy penicyliny musi pozostać nienaruszony. Jako główny środek oporności, wiele bakterii wyewoluowało, wytwarzając beta-laktamazy, enzym, który rozrywa pierścień beta-laktamowy penicyliny i czyni go bezużytecznym.
Leczenie
Penicyliny są dostępne w postaci tabletek, kapsułek i roztworów do wstrzykiwań. Penicyliny są na ogół dobrze wchłaniane z przewodu pokarmowego i szeroko rozprowadzane w całym organizmie. W większości penicyliny są wydalane z moczem.
Chociaż wzorce oporności bakterii poważnie hamują skuteczność penicylin, w wielu przypadkach penicyliny można stosować w leczeniu różnych zakażeń, w tym:
- Infekcje górnych dróg oddechowych, takie jak zapalenie płuc
- Infekcje dróg moczowych
- Posocznica
- Infekcje kości i stawów
- Zapalenie opon mózgowych
- Infekcje w obrębie jamy brzusznej
- Infekcje przenoszone drogą płciową, takie jak rzeżączka i kiła
Warto zauważyć, że penicyliny były stosowane poza wskazaniami do leczenia durów brzusznych i choroby z Lyme.
Niekorzystne skutki
Typowe działania niepożądane penicylin obejmują łagodną biegunkę, nudności, wymioty, ból głowy i drożdże pochwowe. Czasami penicyliny mogą powodować uogólnioną wysypkę, pokrzywkę i bardziej poważną nadwrażliwość lub reakcje alergiczne, takie jak anafilaksja i ostre śródmiąższowe zapalenie nerek.
Najlepszym sposobem leczenia alergii na penicyliny jest unikanie penicyliny. W przypadku wystąpienia działań niepożądanych związanych ze stosowaniem penicyliny, należy poinformować o tym lekarza, zanim przepisze takie leki.
Chociaż prawdziwa alergia na penicylinę powodująca anafilaksję występuje rzadko w 1 do 5 przypadków na 10 000 przypadków leczenia penicyliną - ponieważ cefalosporyny mają podobną strukturę chemiczną z penicylinami, osoby uczulone na penicyliny zazwyczaj nie są przepisywane cefalosporynom i odwrotnie.
W 1940 roku - niewiele ponad 10 lat po odkryciu - zespół penicylin, który pomógł w odkryciu narkotyku, zauważył, że bakterie w ich laboratorium uległy mikroewoluacji, aby stać się odpornymi na penicyliny i już produkowały penicylinazę (beta-laktamazę). Należy pamiętać, że oporność bakterii jest starożytna i długo poprzedzała odkrycie antybiotyków.
Dziś oporność na antybiotyki stanowi główny problem służby zdrowia i jest to coś, na co wszyscy możemy zapobiec. Na przykład dla nas wszystkich ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że antybiotyki są świetne, ale nie zwalczają wszystkich infekcji - szczególnie infekcji wirusowych. Ponadto, jeśli lekarz przepisał antybiotyk, należy zakończyć cały cykl leczenia.
Źródła:
Aoki FY. Rozdział 45. Zasady terapii przeciwbakteryjnej i klinicznej farmakologii leków przeciwbakteryjnych. W: Hall JB, Schmidt GA, Wood LH. eds. Zasady opieki krytycznej, 3e . Nowy Jork, NY: McGraw-Hill; 2005.
Mosby's Drug Reference for Health Professionals, wydanie drugie opublikowane przez Elsevier w 2010 roku.