Hur fungerar penicilliner?

Penicilliner är en grupp antibakteriella läkemedel som angriper ett brett spektrum av bakterier. De var de första drogerna av denna typ som läkare använde. Upptäckten och tillverkningen av penicilliner har förändrat läkemedlets ansikte, eftersom dessa läkemedel har räddat miljontals liv.

Penicillium svampar är källan till penicillin, som människor kan ta oralt eller via injektion.

Människor över hela världen använder nu allmänt penicilliner för att behandla infektioner och sjukdomar.

Snabba fakta om penicillin

• Penicilliner var det första antibiotikum som läkare använde.
• Det finns flera antibiotika i penicillinklassen.
• Experter berömmer Alexander Fleming för att ha upptäckt penicilliner.
• Penicillin fungerar genom att störa bakteriecellväggar.
• Mindre än 1 procent av människorna är farligt allergiska mot penicillin.

Fungera

Penicilliner fungerar genom att spränga cellväggen av bakterier.

Läkemedel i penicillinklassen fungerar genom indirekt sprängning av bakteriecellväggar. De gör detta genom att verka direkt på peptidoglykaner, som spelar en viktig strukturell roll i bakterieceller.

Peptidoglykaner skapar en maskliknande struktur runt plasmamembranet i bakterieceller, vilket ökar styrkan hos cellväggarna och förhindrar att yttre vätskor och partiklar kommer in i cellen.

När en bakterie multiplicerar öppnas små hål i dess cellväggar när cellerna delar sig. Nyproducerade peptidoglykaner fyller sedan dessa hål för att rekonstruera väggarna.

Penicilliner blockerar proteinstöd som kopplar ihop peptidoglykanerna. Detta förhindrar att bakterien stänger hålen i cellväggarna.

Eftersom vattenkoncentrationen i den omgivande vätskan är högre än inuti bakterien, rusar vatten genom hålen in i cellen och bakterien spricker.

Historia

Människor tillskriver i allmänhet upptäckten av penicilliner till Alexander Fleming. Berättelsen säger att han återvände till sitt laboratorium en dag i september 1928 för att hitta en petriskål med Stafylokock bakterier med locket inte längre på plats.

Skålen hade blivit förorenad med en blågrön form kallad Penicillium notatum. Fleming noterade att det fanns en tydlig ring som omgav formen där bakterierna inte hade kunnat växa.

Genom att upptäcka denna form och känna igen dess användning satte Fleming hjulen i rörelse för att skapa ett av de mest användbara läkemedlen i medicinsk historia.

I mars 1942 blev Anne Miller den första civila som fick framgångsrik behandling med penicillin. Hon undvek snävt döden efter svår infektion efter ett missfall.

Även om Fleming tekniskt upptäckte det första antibiotikumet, var forskarna tvungna att göra mycket arbete innan penicilliner kunde bli tillgängliga för allmän användning.

Forskare med ett överlägset laboratorium och en djupare förståelse för kemi än Fleming utförde huvuddelen av arbetet. Howard Florey, Norman Heatley och Ernst Chain utförde de första djupgående och fokuserade studierna på läkemedlet.

I Flemings godtagande tal varnade han för att överanvändning av penicilliner en dag kan leda till bakterieresistens. Detta har sedan dess blivit ett problem.

Motstånd

I motsats till vad som ofta uppfattas är det inte personen som utvecklar resistens mot penicilliner utan själva bakterierna.

Bakterier har funnits i miljarder år. Under denna tid har de genomgått extrema miljöer och är därför mycket anpassningsbara. De regenererar också mycket snabbt, vilket möjliggör relativt snabba genetiska förändringar över en befolkning.

Det finns tre vanliga sätt på vilka bakterier kan utveckla en immunitet mot penicillin:

• Penicillinas: Bakterier kan ibland producera penicillinas, ett enzym som bryter ner penicilliner. Denna förmåga kan spridas över bakteriepopulationen via en liten ring av DNA i en process som kallas konjugering. Detta är bakterieekvivalenten för sexuell reproduktion, där enskilda organismer delar ny genetisk information mellan sig.
• Förändrad bakteriestruktur: Vissa bakterier kan subtilt ändra formatet på de penicillinbindande proteinerna i deras peptidoglykanvägg så att penicilliner inte längre kan binda till den.
• Avlägsnande av penicillin: Andra bakterier utvecklar system för att exportera penicilliner. Bakterier har utflödespumpar som de använder för att frigöra ämnen från cellen. Återanvändningen av vissa av dessa pumpar kan göra det möjligt för cellen att kasta penicilliner.

Bieffekter

Illamående är en vanlig bieffekt av att ta penicilliner.

De vanligaste biverkningarna av att ta penicilliner inkluderar:

• diarre
• illamående
• huvudvärk
• hudutslag och nässelfeber

Mindre vanliga biverkningar inkluderar:

• andfåddhet eller oregelbunden andning
• ledvärk
• plötslig yrsel och svimning
• svullnad och rodnad i ansiktet
• fjällig, röd hud
• vaginal klåda och urladdning, på grund av antingen en svampinfektion eller bakteriell vaginos
• ont i mun och tunga, ibland med vita fläckar
• magkramper, spasmer, ömhet eller smärta

Sällsynta biverkningar inkluderar:

• ångest, rädsla eller förvirring
• en känsla av överhängande undergång
• hallucinationer
• gulning av ögon och hud
• ont i halsen
• ovanlig blödning
• diarré och minskad urinering
• kramper

Risker

Även om användningen av penicilliner är utbredd kan vissa problem eller kontraindikationer uppstå, som med alla läkemedel:

• Amning: Människor som ammar kan överföra små mängder penicillin till barnet. Detta kan leda till att barnet får allergiska reaktioner, diarré, svampinfektioner och hudutslag.
• Interaktioner: Vissa andra läkemedel kan interagera med penicilliner. Det är viktigt att du kontaktar en läkare innan du tar flera mediciner.
• Blödningsproblem: Vissa penicilliner, såsom karbenicillin, piperacillin och ticarcillin, kan förvärra blödningsproblem.
• Orala preventivmedel: Penicilliner kan störa p-piller, vilket ökar risken för oönskad graviditet.
• Cystisk fibros: Människor med cystisk fibros är mer benägna att få feber och hudutslag när de tar piperacillin.
• Njursjukdom: Personer med njursjukdom har en ökad risk för biverkningar.
• Metotrexat: Metotrexat stör celltillväxt och kan behandla flera tillstånd, inklusive leukemi och vissa autoimmuna sjukdomar. Penicilliner hindrar kroppen från att bortskaffa detta läkemedel, vilket kan leda till allvarliga komplikationer.
• Fenylketonuri: Några starkare, tuggbara amoxicillintabletter innehåller höga halter av aspartam som kroppen omvandlar till fenylalanin. Detta är farligt för alla med fenylketonuri.
• Gastrointestinala problem: Patienter som tidigare haft magsår eller andra tarmsjukdomar kan vara mer benägna att utveckla kolit när de tar penicilliner.

Penicillinallergi

Vissa människor har en allergi mot penicilliner.

Allergiska reaktioner mot penicillin leder vanligtvis till nässelfeber, väsande andning och svullnad, särskilt i ansiktet.

Cirka 10 procent av människorna rapporterar en allergi mot penicilliner men den verkliga siffran är närmare 1 procent och endast cirka 0,03 procent uppvisar livshotande allergiska reaktioner.

Alkohol och penicillin

Vissa antibiotika, såsom metronidazol och tinidazol, har svåra reaktioner med alkohol. Detta är dock inte fallet med penicilliner.

Hämtmat

Penicilliner har räddat otaliga liv genom sin historia av medicin. Men läkare är nu oroliga över ökningen av antibiotikaresistens. Det är bara tiden som visar hur framtidens antibiotika kommer att övervinna detta hinder.