Kuinka penisilliinit toimivat?

Penisilliinit ovat ryhmä antibakteerisia lääkkeitä, jotka hyökkäävät monenlaisiin bakteereihin. Ne olivat ensimmäisiä tämän tyyppisiä lääkkeitä, joita lääkärit käyttivät. Penisilliinien löytäminen ja valmistus ovat muuttaneet lääketieteen kasvoja, koska nämä lääkkeet ovat pelastaneet miljoonia ihmishenkiä.

Penicillium sienet ovat penisilliinin lähde, jota ihmiset voivat ottaa suun kautta tai injektiona.

Ihmiset ympäri maailmaa käyttävät nyt laajasti penisilliinejä infektioiden ja sairauksien hoitoon.

Nopeat faktat penisilliinistä

• Penisilliinit olivat ensimmäiset antibiootit, joita lääkärit käyttivät.
• Penisilliiniluokassa on useita antibiootteja.
• Asiantuntijat luottavat Alexander Flemingiin penisilliinien löytämisestä.
• Penisilliini toimii häiritsemällä bakteerisoluseinämiä.
• Alle prosentti ihmisistä on vaarallisesti allerginen penisilliinille.

Toiminto

Penisilliinit toimivat murtamalla bakteerien soluseinän.

Penisilliiniluokan lääkkeet toimivat murtamalla epäsuorasti bakteerisoluseinät. He tekevät tämän toimimalla suoraan peptidoglykaaneihin, joilla on tärkeä rakenteellinen rooli bakteerisoluissa.

Peptidoglykaanit luovat verkkomaisen rakenteen bakteerisolujen plasmamembraanin ympärille, mikä lisää soluseinien lujuutta ja estää ulkoisten nesteiden ja hiukkasten pääsyn soluun.

Kun bakteeri lisääntyy, sen soluseiniin avautuvat pienet reiät, kun solut jakautuvat. Vastavalmistetut peptidoglykaanit täyttävät sitten nämä reiät seinien rekonstruoimiseksi.

Penisilliinit estävät proteiinitukia, jotka yhdistävät peptidoglykaanit yhteen. Tämä estää bakteeria sulkemasta reikiä soluseinämissään.

Koska ympäröivän nesteen vesipitoisuus on korkeampi kuin bakteerin sisällä, vesi tunkeutuu reikien läpi soluun ja bakteeri puhkeaa.

Historia

Ihmiset pitävät penisilliinien löytämistä yleensä Alexander Flemingin kanssa. Tarina kertoo, että hän palasi laboratorioonsa eräänä päivänä syyskuussa 1928 löytääkseen Petri-astian, joka sisälsi Staphylococcus bakteerit, joiden kansi ei ole enää paikallaan.

Astia oli saastunut sinivihreällä muotilla, jota kutsuttiin Penicillium notatum. Fleming totesi, että muotin ympärillä oli kirkas rengas, jossa bakteerit eivät olleet voineet kasvaa.

Löytämällä tämän muotin ja tunnistamalla sen käytön Fleming pani pyörät liikkeelle luodakseen yhden lääketieteellisen historian hyödyllisimmistä lääkkeistä.

Maaliskuussa 1942 Anne Milleristä tuli ensimmäinen siviili, joka sai onnistuneen penisilliinihoidon. Hän vältteli kapeasti keskenmenon jälkeisen vakavan infektion aiheuttamaa kuolemaa.

Vaikka Fleming löysi teknisesti ensimmäisen antibiootin, tutkijoiden oli tehtävä paljon työtä, ennen kuin penisilliinit voisivat tulla saataville yleiseen käyttöön.

Tutkijat, joilla on ylivoimainen laboratorio ja syvempi kemian tuntemus kuin Flemingillä, tekivät suurimman osan työstä. Howard Florey, Norman Heatley ja Ernst Chain tekivät ensimmäiset syvälliset ja kohdennetut tutkimukset lääkkeestä.

Flemingin Nobel-palkinnon hyväksymispuheessa hän varoitti, että penisilliinien liiallinen käyttö saattaa jonain päivänä johtaa bakteeriresistenssiin. Tästä on sittemmin tullut ongelma.

Vastus

Toisin kuin yleisesti katsotaan, penisilliiniresistenssi ei ole henkilölle, vaan itse bakteereille.

Bakteerit ovat olleet noin miljardeja vuosia. Tänä aikana he ovat kärsineet äärimmäisistä ympäristöistä ja ovat sen vuoksi erittäin sopeutuvia. Ne myös uudistuvat hyvin nopeasti, mikä tekee suhteellisen nopeista geneettisistä muutoksista mahdollisen koko väestössä.

On kolme yleistä tapaa, joilla bakteerit voivat kehittää immuniteetin penisilliinille:

• Penisillinaasi: Bakteerit voivat joskus tuottaa penisillinaasia, entsyymiä, joka hajottaa penisilliinit. Tämä kyky voi levitä koko bakteeripopulaatiossa pienen DNA-renkaan kautta prosessissa, jota kutsutaan konjugaatioksi. Tämä on sukupuolisen lisääntymisen bakteeriekvivalentti, jossa yksittäiset organismit jakavat uutta geneettistä tietoa keskenään.
• Muutettu bakteerirakenne: Jotkut bakteerit voivat hienovaraisesti muuttaa penisilliiniä sitovien proteiinien muotoa peptidoglykaaniseinässään niin, että penisilliinit eivät enää voi sitoutua siihen.
• Penisilliinin poisto: Muut bakteerit kehittävät järjestelmiä penisilliinien viemiseksi. Bakteereilla on ulosvirtauspumppuja, joita ne käyttävät aineiden vapauttamiseen solusta. Joidenkin näiden pumppujen uudelleenasetus voi antaa solulle mahdollisuuden hävittää penisilliinit.

Sivuvaikutukset

Pahoinvointi on yleinen sivuvaikutus penisilliinien käytössä.

Penisilliinien käytön yleisimmät sivuvaikutukset ovat:

• ripuli
• pahoinvointi
• päänsärky
• ihottumat ja nokkosihottuma

Harvinaisempia haittavaikutuksia ovat:

• hengenahdistus tai epäsäännöllinen hengitys
• nivelkipu
• äkillinen pyörrytys ja pyörtyminen
• kasvojen turvotus ja punoitus
• hilseilevä, punainen iho
• emättimen kutina ja vuoto joko hiiva-infektion tai bakteerien vaginoosin vuoksi
• kipeä suu ja kieli, joskus valkoisilla laikkuilla
• vatsakrampit, kouristukset, arkuus tai kipu

Harvinaisia ​​haittavaikutuksia ovat:

• ahdistus, pelko tai sekavuus
• tunne lähestyvästä tuomiosta
• aistiharhat
• silmien ja ihon keltaisuus
• kipeä kurkku
• epätavallinen verenvuoto
• ripuli ja vähentynyt virtsaaminen
• kouristukset

Riskit

Vaikka penisilliinien käyttö on yleistä, voi esiintyä joitain ongelmia tai vasta-aiheita, kuten minkä tahansa lääkkeen kohdalla:

• Imetys: Imetävät ihmiset voivat siirtää pieniä määriä penisilliiniä lapselle. Tämä voi johtaa siihen, että lapsella on allergisia reaktioita, ripulia, sieni-infektioita ja ihottumaa.
• Yhteisvaikutukset: Jotkut muut lääkkeet voivat olla vuorovaikutuksessa penisilliinien kanssa. On tärkeää tarkistaa lääkäriltä ennen useiden lääkkeiden ottamista.
• Verenvuoto-ongelmat: Jotkut penisilliinit, kuten karbenisilliini, piperasilliini ja tikarsilliini, voivat pahentaa olemassa olevia verenvuoto-ongelmia.
• Suun kautta otettavat ehkäisyvalmisteet: Penisilliinit voivat häiritä ehkäisypillereitä, mikä lisää ei-toivotun raskauden riskiä.
• Kystinen fibroosi: Kystistä fibroosia sairastavat ihmiset ovat alttiimpia kuumolle ja ihottumille piperasilliinia otettaessa.
• Munuaissairaus: Henkilöillä, joilla on munuaissairaus, on lisääntynyt haittavaikutusten riski.
• Metotreksaatti: Metotreksaatti häiritsee solujen kasvua ja voi hoitaa useita sairauksia, kuten leukemiaa ja joitain autoimmuunisairauksia. Penisilliinit estävät kehoa hävittämästä tätä lääkettä, mikä voi johtaa vakaviin komplikaatioihin.
• Fenyyliketonuria: Jotkut vahvemmat pureskeltavat amoksisilliinitabletit sisältävät suuria määriä aspartaamia, jonka keho muuntaa fenyylialaniiniksi. Tämä on vaarallista kenelle tahansa fenyyliketonurialle.
• Ruoansulatuskanavan ongelmat: Potilaat, joilla on ollut mahahaava tai muita suolistosairauksia, saattavat todennäköisemmin kehittää koliittia penisilliinien käytön aikana.

Penisilliiniallergia

Joillakin ihmisillä on allergia penisilliinille.

Allergiset reaktiot penisilliinille johtavat tyypillisesti nokkosihottumiin, hengityksen vinkumiseen ja turvotukseen, etenkin kasvoissa.

Noin 10 prosenttia ihmisistä ilmoittaa allergian penisilliinille, mutta todellinen luku on lähempänä 1 prosenttia, ja vain noin 0,03 prosentilla on hengenvaarallisia allergisia reaktioita.

Alkoholi ja penisilliini

Tietyillä antibiooteilla, kuten metronidatsolilla ja tinidatsolilla, on vakavia reaktioita alkoholin kanssa. Näin ei kuitenkaan ole penisilliinien kohdalla.

Ottaa mukaan

Penisilliinit ovat pelastaneet lukemattomia ihmishenkiä lääketieteellisen käytön historiansa aikana. Lääkärit ovat kuitenkin huolissaan antibioottiresistenssin lisääntymisestä. Ainoa aika näyttää, kuinka tulevaisuuden antibiootit voittavat tämän esteen.