Jak fungují peniciliny?

Peniciliny jsou skupina antibakteriálních léků, které napadají širokou škálu bakterií. Byli to první léky tohoto typu, které lékaři používali. Objev a výroba penicilinů změnily tvář medicíny, protože tyto léky zachránily miliony životů.

plísně Penicillium houby jsou zdrojem penicilinu, který mohou lidé užívat perorálně nebo injekčně.

Lidé na celém světě nyní široce používají peniciliny k léčbě infekcí a nemocí.

Rychlá fakta o penicilinu

• Peniciliny byly prvním antibiotikem, které lékaři používali.
• Ve třídě penicilinů je několik antibiotik.
• Odborníci připisují Alexander Fleming objevení penicilinů.
• Penicilin působí interferencí s buněčnými stěnami bakterií.
• Méně než 1 procento lidí je nebezpečně alergických na penicilin.

Funkce

Peniciliny působí roztržením buněčné stěny bakterií.

Léky ve třídě penicilinů fungují nepřímým praskáním buněčných stěn bakterií. Dělají to přímým působením na peptidoglykany, které hrají zásadní strukturální roli v bakteriálních buňkách.

Peptidoglykany vytvářejí síťovitou strukturu kolem plazmatické membrány bakteriálních buněk, což zvyšuje pevnost buněčných stěn a brání vstupu externích tekutin a částic do buňky.

Když se bakterie množí, v buněčných stěnách se při dělení buněk otevírají malé otvory. Nově vyrobené peptidoglykany pak vyplňují tyto otvory, aby rekonstruovaly stěny.

Peniciliny blokují proteinové vzpěry, které spojují peptidoglykany dohromady. To zabrání bakterii v uzavření otvorů v buněčných stěnách.

Jelikož je koncentrace vody v okolní tekutině vyšší než v bakterii, proudí voda skrz otvory do buňky a bakterie praskne.

Dějiny

Lidé obecně připisují objev penicilinů Alexandru Flemingovi. Říká se, že se jednoho dne v září 1928 vrátil do své laboratoře, aby našel Petriho misku obsahující Staphylococcus bakterie s víkem již nejsou na svém místě.

Miska byla kontaminována modrozelenou plísní Penicillium notatum. Fleming poznamenal, že kolem formy byl jasný kruh, kde bakterie nemohly růst.

Objevením této formy a rozpoznáním jejího použití Fleming uvedl kola do pohybu a vytvořil jeden z nejužitečnějších léků v anamnéze.

V březnu 1942 se Anne Miller stala první civilistkou, která byla úspěšně léčena penicilinem. Úzce se vyhýbala smrti po těžké infekci po potratu.

Ačkoli Fleming technicky objevil první antibiotikum, vědci museli udělat hodně práce, než mohly být peniciliny k dispozici pro všeobecné použití.

Většinu práce provedli vědci s vynikající laboratoří a hlubším porozuměním chemii než Fleming. Howard Florey, Norman Heatley a Ernst Chain provedli první hloubkové a zaměřené studie týkající se této drogy.

Ve Flemingově projevu o přijetí Nobelovy ceny varoval, že nadužívání penicilinů může jednoho dne vést k bakteriální rezistenci. To se od té doby stalo problémem.

Odpor

Na rozdíl od všeobecného názoru není rezistence na peniciliny vyvolána samotnou osobou, ale samotnými bakteriemi.

Bakterie existují už miliardy let. Během této doby prošli extrémním prostředím a ve výsledku jsou vysoce přizpůsobiví. Také se velmi rychle regenerují, což umožňuje relativně rychlé genetické změny v celé populaci.

Existují tři běžné způsoby, jak si mohou bakterie vytvořit imunitu vůči penicilinu:

• Penicilináza: Bakterie jsou někdy schopné produkovat penicilinázu, enzym, který degraduje peniciliny. Tato schopnost se může šířit po celé bakteriální populaci prostřednictvím malého kruhu DNA v procesu zvaném konjugace. Jedná se o bakteriální ekvivalent sexuální reprodukce, kdy jednotlivé organismy mezi sebou sdílejí nové genetické informace.
• Změněná bakteriální struktura: Některé bakterie mohou nenápadně změnit formát proteinů vázajících penicilin v jejich stěně peptidoglykanu, takže peniciliny se na něj již nemohou vázat.
• Odstranění penicilinu: Jiné bakterie vyvíjejí systémy pro export penicilinů. Bakterie mají efluxní pumpy, které používají k uvolňování látek z buňky. Opětovné použití některých z těchto pump může umožnit buňce zbavit se penicilinů.

Vedlejší efekty

Nevolnost je častým nežádoucím účinkem užívání penicilinů.

Mezi nejčastější vedlejší účinky užívání penicilinů patří:

• průjem
• nevolnost
• bolest hlavy
• kožní vyrážky a kopřivka

Méně časté nežádoucí účinky zahrnují:

• dušnost nebo nepravidelné dýchání
• bolest kloubů
• náhlá závratě a mdloby
• otoky a zarudnutí obličeje
• šupinatá, červená kůže
• vaginální svědění a výtok z důvodu kvasinkové infekce nebo bakteriální vaginózy
• bolavá ústa a jazyk, někdy s bílými skvrnami
• břišní křeče, křeče, citlivost nebo bolest

Mezi vzácné nežádoucí účinky patří:

• úzkost, strach nebo zmatek
• pocit hrozící zkázy
• halucinace
• zežloutnutí očí a kůže
• bolavý krk
• neobvyklé krvácení
• průjem a snížené močení
• křeče

Rizika

Ačkoli je užívání penicilinů velmi rozšířené, mohou se vyskytnout určité problémy nebo kontraindikace, jako u jiných léků:

• Kojení: Kojící osoby mohou dítěti vylučovat malé množství penicilinu. To může mít za následek alergické reakce dítěte, průjem, plísňové infekce a kožní vyrážku.
• Interakce: Některé jiné léky mohou interagovat s peniciliny. Kontrola před použitím více léků u lékaře je nezbytná.
• Problémy s krvácením: Některé peniciliny, jako je karbenicilin, piperacilin a tikarcilin, mohou stávající problémy s krvácením ještě zhoršit.
• Perorální antikoncepce: Peniciliny mohou interferovat s antikoncepčními pilulkami, což zvyšuje riziko nežádoucího těhotenství.
• Cystická fibróza: Lidé s cystickou fibrózou jsou při užívání piperacilinu náchylnější k horečce a kožním vyrážkám.
• Onemocnění ledvin: Jedinci s onemocněním ledvin mají zvýšené riziko nežádoucích účinků.
• Methotrexát: Methotrexát narušuje růst buněk a může léčit několik stavů, včetně leukémie a některých autoimunitních onemocnění. Peniciliny zabraňují tělu v likvidaci tohoto léku, což může vést k závažným komplikacím.
• Fenylketonurie: Některé silnější žvýkací tablety amoxicilinu obsahují vysoké hladiny aspartamu, které tělo přeměňuje na fenylalanin. To je nebezpečné pro kohokoli s fenylketonurií.
• Gastrointestinální problémy: U pacientů s anamnézou žaludečních vředů nebo jiných střevních onemocnění může být při užívání penicilinů pravděpodobnější výskyt kolitidy.

Alergie na penicilin

Někteří lidé mají alergii na peniciliny.

Alergické reakce na penicilin obvykle vedou k kopřivce, sípání a otokům, zejména obličeje.

Přibližně 10 procent lidí uvádí alergii na peniciliny, ale skutečné číslo se blíží 1 procentu a pouze asi 0,03 procenta vykazuje život ohrožující alergické reakce.

Alkohol a penicilin

Některá antibiotika, jako je metronidazol a tinidazol, mají závažné reakce s alkoholem. To však není případ penicilinů.

Odnést

Peniciliny zachránily během své historie použití v medicíně nespočet životů. Lékaři se však nyní obávají zvýšení odolnosti vůči antibiotikům. Pouze čas ukáže, jak antibiotika budoucnosti překonají tuto překážku.