ยาปฏิชีวนะ

แม้ว่าจะใช้ในเอกพจน์คำว่าเพนิซิลลินไม่ได้หมายถึงยาเดี่ยว แต่หมายถึงโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ใช้ในการรักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียจำนวนมาก

การค้นพบเพนิซิลลิน

การค้นพบของเพนิซิลลินนั้นมีสาเหตุมาจากแพทย์และนักชีววิทยาอเล็กซานเดอร์เฟลมมิ่ง

ในปี 1928 เฟลมมิ่งได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับเชื้อแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคบางอย่างเลี้ยงในแผ่นเพาะเชื้อที่เหมาะสม หนึ่งในจานเหล่านี้ถูกปนเปื้อนจากเชื้อรา Penicillium notatum (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Penicillium chrysogenum ) สิ่งที่เฟลมิงหลงมากที่สุดไม่ใช่ความจริงที่ว่าเชื้อราเติบโตขึ้นกลางพืช แต่ความจริงที่ว่ามันสามารถฆ่าแบคทีเรียทั้งหมดที่อยู่รอบ ๆ มันสร้างรัศมียับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียรอบ ๆ ไปยังอาณานิคมของพวกเขา

เฟลมมิ่งเข้าใจทันทีว่าฤทธิ์ต้านจุลชีพนั้นอาจมาจากสารที่ผลิตโดยเชื้อราตัวเดียวกันและแยกมันออกมาเพื่อพยายามระบุสารชนิดนี้

หลังจากพยายามหลายครั้งในที่สุดเฟลมมิ่งก็สามารถแยก "น้ำผลไม้" ออกจากเห็ดได้ในที่สุดและเรียกมันว่า เพนิซิลลิน

เฟลมมิ่งให้เพนิซิลินของเขาแก่สัตว์ที่ติดเชื้อซึ่งมีแบคทีเรียชนิดเดียวกันที่ไวต่อสารนี้ในหลอดทดลองและได้รับผลบวก ความสำเร็จที่ได้รับจากสัตว์ผลักดันเฟลมิงเพื่อลองยาเพนิซิลลินให้กับผู้ป่วยที่ติดเชื้อ

ในปี 1929 เฟลมมิ่งตัดสินใจเผยแพร่งานวิจัยของเขาและผลการทดลองทางคลินิกของเขา โชคไม่ดีเนื่องจากมีสถานการณ์ที่ไม่เอื้ออำนวยและเนื่องมาจากการไม่สามารถชำระเพนนิซิลินในลักษณะที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยและมีขนาดใหญ่แม้กระทั่งในผู้ชายยาต้านจุลชีพที่มีแนวโน้มนี้ก็ถูกแยกออก

สิบปีต่อมากลุ่มนักเคมีชาวอังกฤษ (รวมถึง Abraham, Chain, Florey และ Heatley) - หลังจากการวิจัยจำนวนมากและความพยายามหลายครั้ง - ในที่สุดก็สามารถแยกยาปฏิชีวนะที่มีค่าได้ ในปี 1941 การทดลองทางคลินิกเริ่มสร้างประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการใช้ยาเพนิซิลลินในการติดเชื้อในมนุษย์และในปี 1943 เริ่มผลิตในปริมาณมาก

โครงสร้างทั่วไปของเพนิซิลลิน

เพนนิซิลินที่ได้จากวัฒนธรรม P. notatum นั้นในความเป็นจริงไม่ใช่โมเลกุลเดียว แต่เป็นส่วนผสมของสารประกอบต่าง ๆ ที่แตกต่างกันไปตามโครงสร้างทางเคมี การวิจัยดำเนินการในภายหลังเน้นความจริงข้อนี้; นอกจากนี้ยังค้นพบว่า - โดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสื่อวัฒนธรรม - สามารถรับโมเลกุลที่แตกต่างกันได้

อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นพบว่าการเติมกรดฟีนิลอะซิติกลงในอาหารเลี้ยงเชื้อนั้นส่วนใหญ่ได้รับ เพนิซิลลินจี (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ เบนซิล เพนิซิ ลลิน ) หากมีกรดฟีโนซีอะซิติกจำนวนมากในอาหารเลี้ยงเชื้อพบว่า ยาเพนิซิลลิน V (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ ฟีนอกซีเมธิลเพนิซิลลิน และพิจารณาว่าเป็นเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อต่อกรด)

ยิ่งไปกว่านั้นมันถูกค้นพบว่าโดยการกำจัดองค์ประกอบบางอย่างจากสื่อการเพาะเลี้ยงของเชื้อรานิวเคลียสหลักของเพนิซิลลินทั้งหมดสามารถได้รับ: กรด 6-aminopenicillanic (หรือ 6-APA )

6-APA มีอยู่ในนั้น pharmacophore ของ penicillins นั่นคือส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่ confers กิจกรรมยาปฏิชีวนะกับยาประเภทนี้ เภสัชกรนี้เป็น วงแหวนβ-lactam

ด้วยการค้นพบ 6-APA มันเป็นไปได้ที่จะได้รับ - โดยวิธีสังเคราะห์ - เพนิซิลลินชนิดใหม่จำนวนมากซึ่งบางส่วนยังคงใช้ในการบำบัด

สำหรับเพนิซิลลินธรรมชาติอย่างสมบูรณ์มีเพียงอย่างเดียวที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบันคือเบนซิลเพนิซิลลินและฟีนอกซีเมธิลเพนิซิลลิน

ตัวชี้วัด

สำหรับสิ่งที่คุณใช้

ต้องขอบคุณโมเลกุลที่มีอยู่หลายชนิดเพนนิซิลินจะถูกระบุสำหรับการรักษาโรคติดเชื้อที่หลากหลายที่เกิดจากแบคทีเรียหลายชนิดทั้งแกรมบวกและแกรมลบ

กลไกการออกฤทธิ์

Penicillins ออกแรงกระทำยาปฏิชีวนะโดยยับยั้งการสังเคราะห์ peptidoglycan (ผนังเซลล์ของแบคทีเรีย)

Peptidoglycan เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบไปด้วยโซ่ไนโตรเจนคาร์โบไฮเดรต 2 เส้นเชื่อมต่อกันด้วยพันธะขวางระหว่างกรดอะมิโนที่ตกค้าง พันธะขวางเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากเอนไซม์เฉพาะที่เรียกว่า transammidase

Penicillins ผูกกับ transammidase ป้องกันการก่อตัวของพันธบัตรขวางดังกล่าวจึงสร้างพื้นที่อ่อนแอภายในโครงสร้าง peptidoglycan ที่นำไปสู่การสลายเซลล์และการตายของเซลล์แบคทีเรียที่เกิดขึ้นเอง

ความต้านทานต่อยาเพนนิซิลลิน

แบคทีเรียบางชนิดสามารถต้านทานเพนนิซิลินได้เนื่องจากการผลิตเอนไซม์, -lactamase เอนไซม์นี้สามารถไฮโดรไลซ์วงแหวนβ-lactam ของ penicillins เพื่อยับยั้งการทำงานของเอนไซม์

เพื่อเอาชนะปรากฏการณ์นี้เพนิซิลินสามารถบริหารร่วมกับโมเลกุลชนิดอื่น ๆ, β-lactamase inhibitors สารประกอบเหล่านี้สามารถขัดขวางการทำงานของเอนไซม์แบคทีเรียดังนั้นจึงอนุญาตให้เพนิซิลลินดำเนินการรักษาได้

อย่างไรก็ตามความต้านทานยาปฏิชีวนะไม่เพียงเกิดจากการผลิตเอนไซม์เหล่านี้โดยแบคทีเรีย แต่ยังสามารถเกิดจากกลไกอื่น ๆ

กลไกเหล่านี้รวมถึง:

• การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเป้าหมายยาปฏิชีวนะ;
• การสร้างและการใช้เส้นทางการเผาผลาญแตกต่างจากที่ยับยั้งโดยยาเสพติด;
• การปรับเปลี่ยนการซึมผ่านของเซลล์กับยาเสพติดด้วยวิธีนี้เป็นอุปสรรคต่อการผ่านหรือการยึดเกาะของยาปฏิชีวนะกับเยื่อหุ้มเซลล์แบคทีเรีย

การพัฒนาความต้านทานยาปฏิชีวนะได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากการละเมิดและการใช้ในทางที่ผิด

ดังนั้นแม้แต่โมเลกุลที่มีขนาดใหญ่และทรงพลังเช่นเดียวกับ penicillins มีความเสี่ยงมากขึ้นทุกวันจนกลายเป็นสิ่งที่ใช้ไม่ได้และไม่มีประสิทธิภาพเพราะการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของแบคทีเรียสายพันธุ์ต้านทานหลายชนิด

การจำแนกประเภทของยาเพนนิซิลลิน

โดยทั่วไปแล้ว Penicillins จำแนกตามเส้นทางของการบริหารสเปกตรัมการออกฤทธิ์และคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ

ยาเพนนิซิลลินล่าช้า

เพนิซิลลินเหล่านี้พบได้ในรูปของเกลือและใช้เป็นยาทางหลอดเลือดดำ

รูปแบบของยาที่ถูกทำให้เค็มช่วยให้ปล่อยช้าภายในสิ่งมีชีวิตเมื่อได้รับยา

ยาเพนิซิลินประเภทนี้ใช้เมื่อจำเป็นต้องมีการปลดปล่อยยาเป็นเวลานานเพื่อรักษาระดับยาปฏิชีวนะในพลาสมาให้คงที่ตลอดเวลา

เบนซิ ล เบนซิ ลเพนิ ซิ ลลิน และ เบนซิ ล เพนิซิลลิน procainic เป็นส่วนหนึ่งของหมวดหมู่นี้

ยาเพนนิซิลลินที่มีความเป็นกรด

Penicillins สามารถย่อยสลายได้ง่ายในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดดังนั้นพวกเขาจึงสามารถย่อยสลายภายในกระเพาะอาหาร ในความเป็นจริงเพนนิซิลินบางประเภทจะต้องได้รับการดูแลทางหลอดเลือดดำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสื่อมโทรม

ด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของเพนิซิลลินเพียงเล็กน้อยทำให้สามารถรับโมเลกุลที่เสถียรแม้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจึงช่วยให้สามารถบริหารช่องปากได้

เพนิซิลลินที่มีความเสถียรของกรดล้วนมาจากฟีนอกซีเมธิลเซเพนิซิลลิน (เพนิซิลลิน V) เหล่านี้รวมถึง pheneticillin, propicillin, fenbenicillin และ clometocillin

ทนเพนิซิลลินβ-lactamase

Penicillins ที่เป็นของประเภทนี้มีความต้านทานต่อการกระทำของ l-lactamase

ยาเพนนิซิลลินชนิดนี้มักให้ทางหลอดเลือด

Meticillin, nafcillin, oxacillin, cloxacillin, dicloxacillin และ flucloxacillin อยู่ในหมวดหมู่นี้

ยาเพนนิซิลลินในวงกว้าง

เพนิซิลลินเหล่านี้มีการกระทำที่หลากหลาย ดังนั้นจึงมีประโยชน์ในการจัดการกับการติดเชื้อหลายประเภท

เพนิซิลลินบางตัวที่อยู่ในประเภทนี้สามารถรับประทานได้ในขณะที่บางชนิดมีการให้ทางหลอดเลือดดำ แต่ทั้งหมดนั้นไวต่อแบคทีเรียβ-lactamases ดังนั้นบ่อยครั้งที่ยาเพนิซิลลินเหล่านี้ใช้ร่วมกับβ-lactamase inhibitors

Ampicillin, pivampicillin, bacampicillin, metampyillin, amoxicillin, carbenicillin, carindacillin, carfecillin, mezlocillin, piperacillin, azlocillin, ซัลเบนิซิลลิน, temocillin และ ticarcillin

สารยับยั้งของβ-lactamases

สารประกอบเหล่านี้ไม่ใช่เพนิซิลลิน แต่มีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกับ 6-APA พวกเขาสามารถยับยั้งแบคทีเรียβ-lactamases จึงป้องกันการย่อยสลายของเพนิซิลลินและทำให้พวกเขาสามารถดำเนินการรักษาได้ ยิ่งไปกว่านั้นพวกมันยังมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่อ่อนแอ

สารยับยั้ง l -lactamase คือ กรด clavulanic, sulbactam และ tazobactam

แพ้เพนิซิลลิน

Penicillins เป็นยาประเภทหนึ่งที่สามารถกระตุ้นให้เกิดอาการแพ้ได้ง่าย โดยทั่วไปปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่รุนแรงและล่าช้าและอาจเกิดขึ้นในรูปแบบของผื่นและคัน

แทบจะไม่แพ้ยาปรากฏตัวในแบบเฉียบพลันและรุนแรง แต่ - ถ้าสิ่งนี้เกิดขึ้น - ยาควรหยุดทันที

ในผู้ป่วยที่มีประวัติการแพ้ยาเพนนิซิลินที่รุนแรงและรุนแรงการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะβ-lactam ชนิดอื่น ๆ (เช่นการรักษาเซฟาโลสปอริน) ก็เป็นข้อห้ามเช่นกัน

อย่างไรก็ตามอาจมีบางกรณีที่บุคคลนั้นไวต่อยาเพนนิซิลลินโดยไม่ได้รับรู้ สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับการรับประทานอาหารหรือยาที่ปนเปื้อนด้วยยาปฏิชีวนะเหล่านี้

Penicillins ควรจัดทำในสถานที่แยกต่างหากซึ่งแตกต่างจากที่ใช้ในการผลิตยาอื่น ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนโดยไม่ตั้งใจและอาจเกิดอาการแพ้ของบุคคลที่จะใช้ยาที่มีการปนเปื้อน

ในทางกลับกันอาหารสัตว์ที่ได้รับยาปฏิชีวนะควรหยุดใช้ยาเป็นเวลานานก่อนที่จะสามารถนำมาใช้เพื่อการบริโภคของมนุษย์ได้

ในกรณีที่แพ้ penicillins สามารถใช้ยาปฏิชีวนะทางเลือกได้เช่น erythromycin (แม่ของ macrolide antibiotics) หรือ clindamycin (ยาปฏิชีวนะที่อยู่ในระดับ lincosamides )