W zależności od źródła, w 1928 lub 1929 r., 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 nafcylinę)
- penicyliny przeciw pseudomonalne (należy pomyśleć o tikarcynie)
- penicyliny o rozszerzonym spektrum działania (należy pomyśleć o piperacylinie)
mechanizmy Działanie
W większości penicyliny są bakteriobójcze (w przeciwieństwie do bakteriostatycznego) i bezpośrednio zabijają bakterie, nie zakłócając reprodukcji.
Dzięki temu penicyliny mogą szybko zabijać podatne bakterie.
W szczególności penicyliny wiążą się z białkami wiążącymi penicyliny (PBP), które są peptydazami (enzymami) w ścianach bakterii. Kiedy penicylina ma wysokie powinowactwo do swoistego PBP bakterii, działa lepiej.
Poprzez wiązanie z PBP penicyliny hamują montaż peptydoglikanu i sieciowanie, a przez to zaburzają strukturę ściany komórkowej.
Te załamania w ścianie komórkowej bakterii powodują autodestrukcję bakterii (autoliza).
Większość zabójstw bakteryjnych występuje podczas fazy wzrostu wykładniczego bakterii.
W większości penicyliny działają 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 zadziałać, 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:
- infekcji górnych dróg oddechowych, takich jak zapalenie płuc
- infekcji dróg moczowych
- posocznicy
- zakażeń kości i stawów
- zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych
- infekcje jamy brzusznej
- Zakażenia przenoszone drogą płciową, takie jak rzeżączka i kiła
Uwaga, penicyliny były stosowane poza wskazaniami do leczenia durów brzusznych i choroby z Lyme.
Działania niepożądane
Powszechne 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 penicyliny prowadząca do anafilaksji występuje rzadko w 1 do 5 przypadków na 10 000 przypadków leczenia penicyliną – ponieważ cefalosporyny mają podobną budowę 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, do czego 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.
