Penicillin

Obwohl er im Singular verwendet wird, bezieht sich der Begriff Penicillin nicht auf ein einzelnes Arzneimittel, sondern auf eine große Gruppe von Molekülen, die bei der Behandlung zahlreicher bakterieller Infektionen verwendet werden.


Penicillin

Die Entdeckung von Penicillin

Die Entdeckung von Penicillin wird dem Arzt und Biologen Alexander Fleming zugeschrieben.
1928 forschte Fleming an einigen pathogenen Bakterien und kultivierte sie in geeigneten Kulturplatten. Eine dieser Platten wurde durch einen Pilz, das Penicillium notatum (heute Penicillium chrysogenum), kontaminiert. Was mich an Fleming am meisten beeindruckte, war nicht so sehr die Tatsache, dass der Pilz in der Mitte der Pflanze gewachsen war, sondern die Tatsache, dass er alle Bakterien um ihn herum töten konnte und einen hemmenden Geruch von Bakterienwachstum um ihn herum erzeugte. zu ihren Kolonien.
Fleming verstand sofort, dass die antimikrobielle Aktivität einer Substanz zugeschrieben werden konnte, die von demselben Pilz produziert wurde, und isolierte sie, um diese bestimmte Substanz zu identifizieren.
Nach mehreren Versuchen gelang es Fleming schließlich, eine Art "Saft" aus diesem Pilz zu isolieren und nannte es Penicillin.
Fleming gab infizierten Tieren sein Penicillin mit den gleichen Bakterien, die für diese Substanz in vitro empfindlich waren, und erzielte positive Ergebnisse. Der Erfolg, der bei den Tieren erzielt wurde, veranlasste Fleming, die Verabreichung von Penicillin auch an Patienten zu versuchen, die an Infektionen erkrankt waren.
Im Jahr 1929 beschloss Fleming, seine Forschung und die Ergebnisse seiner klinischen Studien zu veröffentlichen. Aufgrund einer Reihe ungünstiger Umstände und aufgrund der Unfähigkeit, Penicillin so zu reinigen, dass es selbst bei Männern sicher und in großem Maßstab verwendet werden kann, wurde dieses vielversprechende antimikrobielle Mittel leider eingestellt.
Zehn Jahre später gelang es einer Gruppe britischer Chemiker (ua Abraham, Chain, Florey und Heatley) - nach zahlreichen Recherchen und Versuchen , das wertvolle Antibiotikum zu isolieren. Im Jahr 1941 begannen klinische Studien, die Wirksamkeit und Sicherheit der Verwendung von Penicillin bei menschlichen Infektionen zu etablieren und im Jahr 1943 begann die Produktion in großem Maßstab.

Penicilline - Chemische Struktur

Allgemeine Struktur von Penicillinen.

Das Penicillin, das aus P. notatum-Kulturen erhalten wurde, war tatsächlich kein einzelnes Molekül, sondern eine Mischung verschiedener Verbindungen, die sich für einige Variationen ihrer chemischen Struktur unterschieden. Die später durchgeführten Forschungen haben diese Tatsache hervorgehoben; Darüber hinaus wurde entdeckt, dass durch Veränderungen der Zusammensetzung des Kulturmediums verschiedene Moleküle erhalten werden können.
Genauer gesagt wurde entdeckt, dass durch Zugabe von Phenylessigsäure zu dem Kulturmedium Penicillin G erhalten wurde (heute bekannt als Benzylpenicillin). Wenn große Mengen von Phenoxyessigsäure in dem Kulturmedium vorhanden waren, wurde auch Penicillin V erhalten (heute bekannt als Phenoxymethylpenicillin und als der Vorläufer von säureresistenten Penicillinen angesehen).
Darüber hinaus wurde entdeckt, dass durch Eliminierung bestimmter Elemente aus dem Kulturmedium des Pilzes der Hauptkern aller Penicilline erhalten werden konnte: 6-Aminopenicillansäure (oder 6-APA).
Der 6-APA enthält darin den Pharmakophor von Penicillinen, dh jenen Teil des Moleküls, der dieser Art von Arzneimitteln antibiotische Aktivität verleiht. Dieser Pharmakophor ist der β-Lactamring.
Dank der Entdeckung des 6-APA konnten auf synthetischem Weg zahlreiche neue Arten von Penicillinen erhalten werden, von denen einige noch in der Therapie verwendet werden.
Was die vollkommen natürlichen Penicilline betrifft, sind Benzylpenicillin und Phenoxymethylpenicillin die einzigen, die heute noch in der Therapie verwendet werden.

Indikationen

Für was Sie verwenden

Dank der Verfügbarkeit von vielen verschiedenen Arten von Molekülen sind Penicilline für die Behandlung einer Vielzahl von Infektionen angezeigt, die durch mehrere Bakterien verursacht werden, sowohl grampositive als auch gramnegative.

Aktionsmechanismus

Penicilline üben ihre antibiotische Wirkung aus, indem sie die Synthese von Peptidoglykan (die Bakterielle Zellwand) inhibieren.
Peptidoglycan ist ein Polymer, das aus zwei parallelen Ketten stickstoffhaltiger Kohlenhydrate besteht, die durch transversale Bindungen zwischen Aminosäureresten miteinander verbunden sind. Diese transversalen Bindungen werden dank eines speziellen Enzyms, der Transammidase, gebildet.
Die Penicilline binden an die Transammidase, was die Bildung der oben erwähnten transversalen Bindungen verhindert, wodurch schwache Bereiche innerhalb der Peptidoglycanstruktur erzeugt werden, die zur Zelllyse und dem daraus folgenden Tod der Bakterienzelle selbst führen.

Resistenz gegen Penicilline

Einige Arten von Bakterien sind resistent gegen Penicilline dank der Produktion eines bestimmten Enzyms, β-Lactamase. Dieses Enzym ist in der Lage, den β-Lactamring von Penicillinen zu hydrolysieren und diese zu inaktivieren.
Um dieses Phänomen zu überwinden, können Penicilline in Kombination mit anderen bestimmten Arten von Molekülen, β-Lactamase-Inhibitoren, verabreicht werden. Diese Verbindungen sind in der Lage, die Wirkung von bakteriellen Enzymen zu behindern, wodurch Penicilline ihre therapeutische Wirkung entfalten können.
Antibiotikaresistenz wird jedoch nicht nur durch die Produktion dieser Enzyme durch Bakterien verursacht, sondern kann auch durch andere Mechanismen verursacht werden.
Diese Mechanismen umfassen:

  • Veränderungen in der Struktur von Antibiotika-Targets;
  • Schaffung und Verwendung eines Stoffwechselweges, der sich von dem durch das Arzneimittel gehemmten unterscheidet;
  • Veränderungen der zellulären Permeabilität gegenüber dem Arzneimittel behindern auf diese Weise die Passage oder Adhäsion des Antibiotikums an die bakterielle Zellmembran.

Die Entwicklung der Antibiotikaresistenz hat in den letzten Jahren vor allem aufgrund des Missbrauchs und Missbrauchs erheblich zugenommen.
Daher kann selbst eine Klasse von Molekülen so groß und mächtig wie die Penicilline, Risiken, jeden Tag, aufgrund der kontinuierlichen Entwicklung von vielen resistenten Bakterienstämmen nutzlos und unwirksam zu werden.

Klassifizierung von Penicillinen

Penicilline werden im Allgemeinen nach ihrem Verabreichungsweg, ihrem Wirkungsspektrum und ihren chemisch-physikalischen Eigenschaften klassifiziert.

Penicilline verzögern sich

Diese Penicilline werden in Form von Salzen gefunden und werden parenteral verwendet.
Die in Salzform vorliegende Form des Arzneimittels ermöglicht eine langsame Freisetzung innerhalb des Organismus, nachdem es einmal verabreicht wurde.
Diese Art der Penicilline verwendet, wenn Sie eine verzögerte Freisetzung des Arzneimittels benötigen eine konstante Plasmakonzentration von Antibiotika im Laufe der Zeit zu halten.
Benzylbenzylpenicillin und procainisches Benzylpenicillin gehören zu dieser Kategorie.

Säurestabile Penicilline

Penicilline zersetzen sich leicht in einer sauren Umgebung, daher können sie auch im Magen abgebaut werden. Tatsächlich müssen einige Arten von Penicillinen parenteral verabreicht werden, um einen Abbau zu vermeiden.
Indem einige kleine Änderungen in der chemischen Struktur der Penicilline, ist es in der Lage stabile Moleküle auch in einer sauren Umgebung zu erhalten, so dass daher die orale Verabreichung.
Die säurestabilen Penicilline sind alle vom Phenoxymethylpenicillin (Penicillin V) abgeleitet. Dazu gehören Phenetillin, Propicillin, Fenbenicillin und Clometocillin.

Resistente β-Lactamase-Penicilline

Wie derselbe Name sagt, sind die Penicilline, die zu dieser Kategorie gehören, gegen die Wirkung von β-Lactamasen resistent.
Diese Art von Penicillin wird üblicherweise parenteral verabreicht.
Diese Kategorie wie Methicillin, nafcillin, oxacillin, Cloxacillin, dicloxacillin und flucloxacillin.

Breitspektrum-Penicilline

Diese Penicilline haben ein breites Wirkungsspektrum; Daher sind sie nützlich im Umgang mit zahlreichen Arten von Infektionen.
Einige der Penicilline in dieser Kategorie werden oral verabreicht, während andere parenteral verabreicht werden, aber alle sind anfällig für bakterielle β-Laktamasen. Daher werden diese Penicilline sehr oft in Kombination mit β-Lactamase-Inhibitoren verabreicht.
Diese Kategorie Ampicillin, Pivampicillin, die bacampicillin, die metampicillin, Amoxicillin, Carbenicillin, die carindacillin, die carfecillina, die Mezlocillin, piperacillin, die Azlocillin, die Sulbenicillin, die Temocillin und Ticarcillin.

Inhibitoren von β-Lactamasen

Diese Verbindungen sind keine Penicilline, besitzen aber eine chemische Struktur, die der von 6-APA sehr ähnlich ist. Sie sind in der Lage, die bakterielle β-Laktamase zu hemmen, wodurch der Abbau von Penicillinen und verhindert so dass sie ihre therapeutische Wirkung durchzuführen. Darüber hinaus sind sie auch mit einer schwachen antibakteriellen Wirkung ausgestattet.
Clavulansäure, sulbactam und tazobactam sind Inhibitoren der β-Lactamase.

Allergie gegen Penicilline

Penicilline sind eine Klasse von Medikamenten, die leicht allergische Reaktionen auslösen können. Im Allgemeinen sind diese Reaktionen mild und verzögert und können in Form von Hautausschlägen und Juckreiz auftreten.
Sehr selten, Intoleranz ist in einer akuten und schweren manifestiert, aber - wenn das passiert - der Einnahme des Medikaments sollte sofort gestoppt werden.
Bei Patienten mit einer Vorgeschichte von akuten Ausbrüchen und schwerer Unverträglichkeit gegen Penicilline, sie sind auch Behandlungen mit anderen Arten von β-Lactam-Antibiotika (wie zum Beispiel der Behandlung mit Cephalosporinen) kontraindiziert.
Es kann jedoch Fälle geben, in denen sich Personen für Penicilline sensibilisieren, ohne sich dessen bewusst zu sein; Dies kann mit der Einnahme von Lebensmitteln oder Drogen passieren, die mit diesen Antibiotika kontaminiert sind.
Die Penicilline sollten in getrennten Systemen und unterscheiden sich von denen für die Herstellung von anderen Arzneimitteln verwendet wird, hergestellt werden, um eine zufällige Verunreinigung und mögliche Sensibilisierung von Personen zu vermeiden, die dann gehen die verunreinigte Medikamente einzunehmen.
Für das, was Essen betrifft, die Tiere jedoch, die Antibiotika verabreicht wurden, sollten für einen langen Zeitraum der Einnahme des Medikaments stoppen, bevor sie für den menschlichen Verzehr bestimmt sind.
Im Fall einer Allergie gegen Penicillin, können alternative Antibiotika wie Erythromycin (die Vorläufer von Makrolid-Antibiotika) oder Clindamycin verabreicht werden, wie z (ein Antibiotikum zur Klasse der Lincosamiden gehört).