Penicilina

1. Notiuni introductive

Antibioticile sunt substante chimice organice produse de microorganisme sau obtinute prin sinteza sau semisinteza care in doze foarte mici, inhiba dezvoltarea microorganismelor patogene.

Dupa descoperirea microbilor de Pasteur, s-a observat ca unele specii microbiene se apara de alte specii prin elaborarea unor substante chimice nocive. Acest fenomen este numit antibioza, iar substantele chimice rezultate din metabolismul celular vii poarta numele de antibiotic. Primul care a semnalat, in 1885, actiunea inhibanta a substantelor elaborate de microorganisme a fost savantul roman Victor Babes; tot el a sugerat ca aceste substante ar putea fi utilizate in scop terapeutic pentru distrugerea agentilor patogeni. Aceste fapte constituie o anticipatie geniala a savantului roman care, cu 50 de ani inaintea descoperiri epocale a lui Fleming (obtinerea penicilinei), a intuit efectele practice ce le-ar putea avea pentru terapeutica antagonismul microbian.

Introducerea, in 1941, in practica medicala a antibioticelor de biosinteza caracterizate prin aspectul larg de actiune, eficacitate ridicata si tocsicitate redusa, constituie cea de-a doua etapa extrem de importanta in dezvoltarea chimioterapiei. Succesele exceptionale obtinute in tratarea maladiilor infectioase cu ajutorul penicilinei G au declansat cercetari foarte minutioase pentru a gasi noi antibiotice de biosinteza. Asa se explica faptul ca intr-un interval extreme de scurt sant descoperite si introduse in terapeutica penicilina V, tetraciclinele, streptomicina, grizeofulvina, eritromicina,oleandomicina, iar mai tarziu cefalosporinele si rifampicina.

Utilizarea excesiva a penicilinei G a generat insa fenomenul de penicilino-rezistenta, fenomen manifestat prin pierderea eficacitati terapeutice.

Acest fapt, cuplat cu slaba stabilitate a penicilinei in mediul acid si la actiunea penicilinei, a determinat extinderea cercetarilor privind obtinerea de noi antibiotice prin semisinteza si sinteza.

2. Structura generala a penicilinelor

Penicilinile de biosinteza fac parte din categoria antibioticelor β-lactamice.

Penicilinele de biosinteza sunt substante chimice produse de diferite specii de micoorganisme din clasa Penicillium si Aspergillus printre care: P. cryragenum, P. notatum, A. niger.

Penicilinile contin in structura lor un sistem biciclic tiazolidin-β-lactamic si corespund urmatoarei structuri generale:

S

CH3

R-CO-NH-CH CH C

NH3

O=C N C COOH

Structura generala a penicilinei

Din lichidul de cultura a microorganismelor producatoare de penicilina s-au separate si identificat mai multe tipuri de peniciline care difera prin natura radicalului R.

In practica terapeutica a fost introdusa Penicilina G sub forma de sare de Na, K, saruri cu amine, si Penicilina V sub forma de acid liber sau sare de Na si K.

Denumirea penicilinei Structura radicalului Denumirea

radicalului Activitate

[UI/mg]

1 2 3 4

Penicilina F CH3-CH2-CH=CH-CH2 2-pentenil 1500

Penicilina dihidro F CH3-(CH2)4 2-pentil 1670

Penicilina G C6H5-CH2- benzil 1667

Penicilina X HO-C6H4-CH2 p-hidroxi-benzil 900

Penicilina K CH3-(CH2)5-CH2 n-heptil 2300

Penicilina V C6H5-O-CH2- fenoximetil 1630

Penicilina O CH2=CH-CH2-S-CH2 alilmercoptometil -

Penicilina S CH3-C=CH-CH2-S-CH2

Cl 3-clor-2-butenil-tiometil -

Studiile privind stabilirea structurii penicilinelor prin sinteza si de sinteza au stabilit ca ciclul β-lactamic asigura activitatea antibacteriana, iar restul acil (R), din catena laterala poate avea diverse structuri, fara a influenta hotarator activitatea produsului.

3. Utilizari

Penicilinele isi exercita actiunea asupra bacteriilor prin inhibarea sintezei peptidoglicanilor specifici structurii peretelui celular. Este cunoscut faptul ca peretele celular bacterian are o structura spatiala rigida. Aceasta se datoreaza macromoleculelor complexe formate din fibre de glican, legate intre ele prin punti peptidice. Aceste punti se formeaza in urma unei reactii de transpeptidare, catalizata de enzime care sunt inactivate ireversibil de antibioticele β-lactamice. Datorita faptului ca aceasta reactie este specifica numai bacteriilor, antibioticele β-lactamice au o specificitate ridicata si o toxicitate relativ scazuta.

Penicilinele sunt indicate in tratamentul infectiilor cu germeni sensibili, ca: faringita, bronsita, pneumonia, amigdalita, endocardita bacteriana (infectia uneia dintre tunicile inimii, endocardul), sifilisul, blenoragia si angina lui Vincent, si in prevenirea crizelor de reumatism articular acut, faringita streptococica. Se utilizeaza per os, parental sau local. In general e bine tolerata, totusi uneori provoaca sensibilizari, cateodata foarte grave. Numeroase microorganisme, initial sensibile la penicilina pot dezvolta rezistenta fata de aceasta prin sinteza unei β-lactamaze, devenind penicilorezistente.

Ele sunt active asupra bacteriilor G+ (Staphylococcus, Streptococcus), asupra catorva bacteria G-, Neisseria si Treponema, care este agentul sifilisului.

Una dintre cele mai importante utilizari a acestei biosinteze o constituie obtinerea antibioticelor de semisinteza, pornind de la penicilina.