Антибиотики группы пенициллина и их применение

Классификация пенициллинов.

I. Природные
(биосинтетические) пенициллины. Получены
при культивировании плесневых грибов.

1.1 Непродолжительного
действия — бензилпенициллина натриевая
соль, бензилпенициллина калиевая соль).

1.2 Продолжительного
действия — бензилпенициллина новокаиновая
соль, бициллин -1, бициллин – 5).

II. Полусинтетические
пенициллины.
Получены на основе 6-аминопенициллановой
кислоты.

Спектр действия:

Препараты группы
пенициллина эффективны при инфекциях,
вызванных в основном Гр
бактериями (стрептококками, стафилококками,
пневмококками и др.), а также спирохетами,
сибироязвенной палочкой, возбудителем
газовой гангрены, Гр- гонококками,
менингококками.

К пенициллину
устойчивы бактерии кишечно-тифозной
группы, бруцеллы, микобактерии, простейшие,
вирусы и почти все грибы и риккетсии.

Полусинтетические
препараты имеют более широкий спектр
действия. Так ампициллин активен в
отношении не только Гр,
но и большинства Гр- микроорганизмов
(за исключением Pseudomonas aeruginosa).

К препаратам с
преимущественным действием на Гр-
микроорганизмы (протей, синегнойную
палочку) относится карбенициллин.

Механизм действия:

Все пенициллины
обладают приблизительно одинаковым
механизмом действия, связанным с
нарушением синтеза компонентов клеточной
стенки.

В результате их
действия тормозится биосинтез мукопептида
муреина (его компонента — ацетилмурамовой
кислоты).

Считают, что
пенициллины нарушают поздние этапы
синтеза клеточной стенки, препятствуя
образованию пептидных связей за счет
ингибирования фермента транспептидазы.

Действуя лишь на
растущие и размножающиеся клетки, они
эффективны в острых случаях.

Побочное и
токсическое действие пенициллинов.

1. Аллергические
реакции (кожные поражения, анафилактический
шок)

2. Раздражающее
действие (тошнота, рвота)

3. Дисбактериоз
(ампициллин).

Рекомендуется
сочетать со стрептомицином, канамицином
и др.

Получение

Биосинтез

Биосинтез пенициллина. На первой стадии происходит конденсация трех аминокислот, на второй — окисление трипептида и образование двуциклического интермедиата — пенициллина N, на третьей — трансаминирование и образование пенициллина G

Биосинтез пенициллина осуществляется в три стадии:

• На первой стадии происходит конденсация трех аминокислот: L-α-аминоадиповой кислоты, L-цистеина, L-валина в трипептид. Перед конденсацией в трипептид аминокислота L-валин превращается D-валин. Указанный трипептид называется δ-(L-α-аминоадипил)-L-цистеин-D-валином (англ. ACV). Реакции конденсации и эпимеризации катализируются ферментами δ-(L-α-аминоадипил)-L-цистеин-L-валинсинтетазой (англ. ACVS) и синтетазой нерибосомных пептидов (англ. NRPS).
• Вторая стадия биосинтеза пенициллина — это окисление линейной молекулы ACV в двуциклический интермедиат изопенициллин N ферментом изопенициилин N синтетазой (англ. IPNS), продуктом гена pcbC. Изопенициллин N — очень слабый интермедиат, так как он не обладает противомикробной активностью.
• На заключительной стадии происходит трансаминирование ферментом изопенициллин N N-ацилтрансферазой, при этом α-аминоадипиловая боковая цепь изопенициллина N удаляется и заменяется на фенилуксусную кислоту. Фермент, катализирующий эту реакцию является продуктом гена penDE.

Полный синтез

Химик Джон Шиэн (англ. Sheehan) в Массачусетском технологическом институте (англ. MIT) в 1957 году осуществил полный химический синтез пенициллина. Шиэн приступил к изучению синтеза пенициллинов в 1948 году и в ходе исследований разработал новые методы синтеза пептидов, а также новые защитные группы. Хотя метод синтеза, разработанный Шиэном не был пригоден для массового производства пенициллинов, один из интермедиатов в синтезе (6-аминопенициллановая кислота, англ. 6-APA) является ядром молекулы пенициллина. Присоединение разных групп к ядру 6-APA позволило получить новые формы пенициллинов.

Производные

Выделение ядра молекулы пенициллина 6-APA, позволило получить новые полусинтетические антибиотики, обладающие лучшими свойствами, чем бензилпенициллин (биодоступность, спектр антимикробного действия, стабильность).

Первым важным полученным производным был ампициллин, который обладал более широким спектром антибактериальной активности, чем исходные препараты антибиотиков. Дальнейшие исследования позволили получить устойчивые к β-лактамазе антибиотики, в том числе, флуклоксациллин, диклоксациллин и метициллин. Эти антибиотики были эффективны против бактерий, синтезирующих бета-лактамазу, однако, неэффективны против устойчивого к метициллину золотистого стафиллококка (англ. MRSA), возникшего немного позднее.

Особые указания к применению

Для того, чтобы лечение было максимально эффективным и безопасным, необходимо учесть следующие проблемы терапии:

Перед началом применения лекарства необходимо провести тестирование на возможную непереносимость антибиотиков.
Замену медикамента необходимо провести в случае, если спустя трое-пять суток после, если терапия показывает недостаточную эффективность.
Для предотвращения возникновения микозной суперинфекции, необходимо принимать противогрибковые медикаменты в процессе лечения
Важно также обратить внимание на вероятность заселения организма резистентными штаммами бактерий.
Разводить лекарство для инъекций возможно только водой для инъекций, строго следуя предложенным пропорциям.
Пропускать уколы не рекомендуется. В случае пропуска необходимо как можно скорее ввести препарат и восстановить режим применения.
По истечению срока годности медикамент становится токсичным и опасным для использования.

Антибиотики пенициллинового ряда список препаратов, краткое описание и аналоги

В этом разделе представлен полный перечень актуальных на сегодняшний день противомикробных лекарственных средств. Помимо характеристики основных соединений, приводятся все торговые названия и аналоги.

Представленная информация носит ознакомительный характер и не является руководством к действию. Все назначения делаются исключительно врачом, а терапия проходит под его контролем.

Несмотря на невысокую токсичность пенициллинов, их бесконтрольное употребление приводит к тяжёлым последствиям: формирование резистентности у возбудителя и переход болезни в хроническую форму, трудно поддающуюся лечению. Именно по этой причине к АБП первого поколения большинство штаммов патогенных бактерий сегодня устойчиво.

Использовать для антибактериальной терапии следует именно тот медикамент, который был назначен специалистом. Самостоятельные попытки подыскать дешёвый аналог и сэкономить могут привести к ухудшению состояния.

Например, дозировка действующего вещества в дженерике может отличаться в большую или меньшую сторону, что негативно скажется на ходе лечения.

При необходимости заменить назначенный препарат на другое лекарственное средство следует проконсультироваться с врачом.

Особенности терапии

Лечение антибактериальными медпрепаратами вообще и пенициллинами в частности должно осуществляться только по назначению врача.

Несмотря на минимальную токсичность самого лекарства, его неправильное употребление серьёзно вредит организму. Чтобы антибиотикотерапия привела к выздоровлению, следует соблюдать врачебные рекомендации и знать особенности лекарственного средства.

Показания

Сфера применения пенициллина и различных препаратов на его основе в медицине обусловлена активностью вещества относительно конкретных возбудителей. Бактериостатический и бактерицидный эффекты проявляются по отношению к:

• Грамположительным бактериям – гонококкам и менингококкам;
• Грамотрицательным – различным стафилококкам, стрептококкам и пневмококкам, дифтерийной, синегнойной и сибироязвенной палочкам, протею;
• Актиномицетам и спирохетам.

Низкая токсичность и обширный спектр действия делают антибиотики пенициллиновой группы оптимальным средством лечения ангин,  (как очаговой, так и крупозной), скарлатины, дифтерии, менингита, заражения крови, септицемии, плевритов, пиемии, остеомиелита в острой и хронической формах, септического эндокардита, различных гнойных инфекций кожных покровов, слизистых оболочек и мягких тканей, рожи, сибирской язвы, , актиномикоза, , бленнореи, а также болезней глаз и лор-заболеваний.

Противопоказания

К числу строгих противопоказаний относится только индивидуальная непереносимость бензилпенициллина и прочих препаратов данной группы. Также не разрешается эндолюмбальное (инъекция в спинной мозг) введение лекарств пациентам с диагностированной эпилепсией.

В период беременности к антибиотикотерапии препаратами пенициллинового ряда следует относиться предельно осторожно. Несмотря на то, что они обладают минимальным тератогенным воздействием, назначать таблетки и уколы стоит только в случае острой необходимости, оценивая степень риска для плода и самой беременной

Поскольку пенициллин и его производные свободно проникают из кровотока в грудное молоко, на время терапии желательно отказаться кормления грудью. Лекарство способно спровоцировать у грудничка аллергическую реакцию даже при первом употреблении. Чтобы лактация не прекратилась, молоко нужно регулярно сцеживать.

Побочное действие

К нежелательным последствиям употребления относятся:

• Аллергические реакции. Чаще всего проявляются кожной сыпью, зудом, крапивницей, повышением температуры и отёками. Крайне редко в тяжёлых случаях возможен анафилактический шок, требующий немедленного введения антидота (адреналина).
• Дисбактериоз. Нарушение баланса естественной микрофлоры приводит к расстройствам пищеварения (метеоризм, вздутие, запор, диарея, боли в животе) и развитию кандидоза. В последнем случае поражаются слизистые оболочки ротовой полости (у детей) или влагалища.
• Нейротоксические реакции. Негативное влияние пенициллина на центральную нервную систему проявляется повышенной рефлекторной возбудимостью, тошнотой и рвотными позывами, судорогами, иногда – комой.

Предотвратить развитие дисбактериоза поможет своевременная медикаментозная поддержка организма. Антибиотикотерапию желательно совмещать с приёмом пре- и пробиотиков.

Антибиотики пенициллинового ряда для детей: особенности применения

В первые годы жизни  бензилпенициллин применяется в случае сепсиса, воспаления лёгких, менингита, отита. Для лечения респираторных инфекций, ангины, бронхитов и синуситов подбираются самые безопасные антибиотики из списка: Амоксициллин, Аугментин, Амоксиклав.

Организм ребёнка в гораздо большей степени чувствителен к лекарствам, чем у взрослого. Поэтому следует внимательно следить за состоянием малыша, а также принимать профилактические меры. К последним относятся употребление пре- и пробиотиков для защиты кишечной микрофлоры, соблюдение диеты и всестороннее укрепление иммунитета.

Немного теории:

https://youtube.com/watch?v=ELc-whW9N8U

Исторические сведения

Почтовая марка Фарерских островов, посвящённая А. Флемингу,

Памятная доска, посвящённая Ермольевой З. В., на улице им. Ермольевой города Фролово

Многие древние культуры, в том числе древние египтяне и греки, использовали плесень и некоторые растения для лечения инфекций, так как те содержали антибиотики. Например, в Древнем Египте, Китае и Индии плесневелый хлеб использовали для дезинфекции, прикладывая его к ранам и гнойникам. Упоминания об использовании плесени в лечебных целях встречаются в трудах древних учёных и философов.  В 1963 году специалист по этноботанике Энрике Облитас Поблете дал описание применению плесени индейскими знахарями в XV-XVI веках.

Пенициллин — первый антибиотик — был получен на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

В начале 1870-х годов исследованием плесени одновременно занимались медики Алексей Герасимович Полотебнов и Вячеслав Авксентьевич Манассеин, который изучив грибок Penicillium glaucum, подробно описал основные, в частности бактериостатические, свойства зеленой плесени. Полотебнов, выяснив лечебное действие плесени на гнойные раны и язвы, рекомендовал использовать плесень для лечения кожных заболеваний. Его работа «Патологическое значение зелёной плесени» вышла в 1873 году. Но идея на тот момент не получила дальнейшего практического применения.

В 1896 году итальянский врач и микробиолог Бартомелео Гозио выделил из Penicillium микофеноловую кислоту, которая была активна против возбудителя сибирской язвы. Пенициллин был обнаружен в 1897 году французским военным врачом Эрнестом Дюшеном. Он заметил, что арабские конюхи использовали плесень с сёдел, чтобы обработать раны на спинах лошадей. Работая с грибами рода Penicillium, Дюшен опробовал плесень на морских свинках и обнаружил её разрушающее действие на палочку брюшного тифа. Но его работа не привлекла внимания научного сообщества.

В 1904 году русский учёный М. Г. Тартаковский сообщил, что вещество, выделяемое зеленой плесенью, подавляет развитие возбудителя куриной холеры.

В 1913 году американские учёные Карл Альсберг и Отис Фишер Блек получили из Penicillium puberulum токсичную субстанцию, обладающую противомикробными свойствами (в 1936 году, когда установили ее химическую структуру, выяснилось, что это была пеницилловая кислота).

Пенициллин был выделен в 1928 году Александром Флемингом из штамма гриба вида Penicillium notatum на основе случайного открытия: попадание в культуру бактерий спор плесневого гриба из внешней среды оказало на бактериальную культуру бактерицидное действие.

В 1940—1941 годах австралийский бактериолог Хоуард У. Флори и биохимики Эрнст Чейн и Норман У. Хитли работали над выделением пенициллина и разрабатывали технологию его промышленного производства сначала в Англии и, затем, в США. Они же впервые применили пенициллин для лечения бактериальных инфекций в 1941 году. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

В СССР первые образцы пенициллина получили в 1942 году микробиологи З. В. Ермольева и Т. И. Балезина. Зинаида Виссарионовна Ермольева активно участвовала в организации промышленного производства пенициллина. Созданный ею препарат пенициллин-крустозин ВИЭМ был получен из штамма гриба вида Penicillium crustosum.

Пенициллины длительное время были основными антибиотиками, широко применявшимися в клинической практике во всех технологически развитых странах. Затем, по мере развития фармакологии, были выделены и синтезированы антибиотики других групп (тетрациклины, аминогликозиды, макролиды, цефалоспорины, фторхинолоны, грамицидины и другие). Однако несмотря на большое разнообразие групп антибиотиков на современном фармацевтическом рынке и развитие резистентности к пенициллинам у многих бактерий-патогенов, пенициллины по-прежнему занимают достойное место в терапии инфекционных заболеваний, ибо основным показанием к назначению того или иного антибиотика в настоящее время является чувствительность к его действию патогенной микрофлоры (определяемая в лабораторных условиях), а также минимальное количество побочных эффектов от применения антибиотика.

Пенициллин группы и виды, определение и свойства препарата

Фармакологическая группа пенициллинов – это грибки плесени Penicllium, который вырабатывают вещество. Губительно влияющее на большинство отрицательных микроорганизмов, бактерий инфекций. Но также и на положительные бактерии.

Пенициллин, открытие которого сделал Флеминг, буквально случайно оставив в своей лаборатории образцы бактерий без присмотра. Когда он вернулся туда, он обнаружил, что емкости с бактериями были атакованы плесенью. При ближайшем рассмотрении Флеминг обнаружил, что плесень выделяла вещество, которое убило на своем пути всех бактерии. Данное вещество он назвал пенициллином. Впоследствии другие ученые продолжили его исследование и развили его открытие, научившись извлекать в чистом виде пенициллин и изготавливать из него антибиотик.

Под воздействием пенициллина, клетки бактерий разрушаются из-за того, что блокируется синтез белка. Следовательно, ткани больше не регенерируются и микроорганизм умирает. 

Стоит уделить особое внимание тому, где содержится пенициллин, ведь его вырабатывают не только грибки плесени. В небольших количествах его вырабатывает и человек собственными почками, то есть вещество содержится в моче

Кроме того, он есть в желчи и в ничтожных количествах в крови. Это помогает организму самостоятельно дезинфицировать едва появившиеся заражения и оставаться здоровым.

Классификация пенициллинов

Все препараты данного вида антибиотиков были подразделены на группы для упорядочивания знаний о свойствах и действии каждого из них, а значит и для более эффективного лечения больных пациентов. На сегодняшний день ученые разделили 4 основные группы все пенициллины. Классификация по поколениям является тем же, что и по группам.

В свою очередь группы тоже можно разделить – на виды:

• первая группа:
  1. Естественно произведенные антибиотики, вырабатываемые грибками. Данная группа обладает узким кругом воздействия, но являются эффективным средством в борьбе с вредными микроорганизмами.
  2. Полусинтетические. Они обладают высокой устойчивостью, поэтому могут воздействовать на большее число бактерий. Также здесь выделяют синтетический пенициллин. Препараты: метициллин, оксациллин, нафциллин.
  3. Аминопенициллины: амоксициллин и др.
  4. Биосинтетические пенициллины (классификация относит их в первую группу препаратов пенициллиновых).
• тикарциллины;
• карбенициллины;
• гиперсильные антибиотики: уреидопенициллин, амидинопенициллин.

Смотрите видео о международной гонке по изобретению пенициллина как лекарства.

https://youtube.com/watch?v=urTFF1h6qmI

Форма выпуска препарата

Лекарственная форма пенициллина бывает самой разнообразной на любой вкус. Все делается для удобства и комфортного приема лекарства пациентами.

Антибиотик выпускается:

• в стеклянных баночках, которые запечатаны резиновой или металлической крышкой очень герметично. В таком виде хранить необходимо при t не теплее 20 градусов. Если вы приготовили инъекционный раствор, то его нужно применять немедленно – хранить запрещается более двух дней. В течении двух дней раствор должен оставаться в холодном месте (например, холодильнике) и по правилам гигиены, он должен содержаться в антисептических условиях;
• пенициллин с экмолином, таблетки для рассасывания. Назначаются при заболеваниях горла и дыхательных путей: ангине, пневмонии, скарлатине и прочих;
• таблетки с цитратом натрия. Веществом, которое спасает пенициллин от разрушительного воздействия желудочного сока и придает силы и эффективности в борьбе с инфекцией пенициллину. Его применение происходит в тех же дозах, что и предыдущие.

Показания к применению и вероятные побочные реакции

Пенициллин следует принимать только по назначению врача. Специалист должен диагностировать наличие именно те микроорганизмов, вызывающих инфекцию, на которых губительно подействует пенициллин. Если употреблять антибиотик без консультации с врачом, то можно серьезно навредить организму, уничтожив полезные бактерии.

Очень часто у пациентов возникает аллергия на пенициллин, и в большинстве случаев в виде дерматита, какой-либо кожной сыпи и зуда. Также аллергия проявляется в виде иных побочных явлений, которые в ряде случаев могут быть опасны для жизни.

Чаще всего неприятные побочные реакции проходят сразу после отмены медикамента. Однако, случаются серьезные аллергические проявления, требующие экстренной медицинской помощи: тогда врачи вводят больному адреналин, иногда димедролом. Но такое проводится только в самых крайних случаях.

Противопоказания к применению:

глазные заболевания типа конъюнктивит;
болезни легких, астма, бронхит, пневмония;
осторожное применение при беременности и лактации, необходимо проконсультироваться с врачом, так как антибиотик может проникать через ткани в организм плода и разрушать его иммунитет.

Таким образом, зная о препарате все от свойств, до возможных опасных побочных реакций, можно сделать лечение наиболее эффективным и не навредив при этом здоровью других частей организма.

Как вы считаете, в медицине есть ли более значимое событие, чем открытие пенициллина? Быть может вы знаете еще интересные факты из медицинской сферы? Делитесь своим опытом и знаниями в ! А также смотрите видео об использовании средства пенициллин.

Список источников

• privivkainfo.ru
• wiki2.org
• lifetab.ru
• www.rutvet.ru
• StudFiles.net
• wikiredia.ru