Penicilīni

Penicilīnu struktūrformula. Ar R apzīmēta grupa, kas dažādiem penicilīniem ir atšķirīga.

Penicilīni (latīņu: penicillus — 'ota'; no Penicillium ģints pelējuma sēnītēm ar otveida formu) ir antibiotikas, ko iegūst no pelējumsēnēm vai sintezē mākslīgi. Penicilīni ir sarežģīti heterocikliskie savienojumi, kuru pamatā ir bicikliska sēru un slāpekli saturoša struktūra, kas satur tiazolidīna ciklu. Ķīmiski tie ir 6-aminopenicilānskābes atvasinājumi un pieder pie bēta-laktāmu grupas antibiotikām (bēta-laktāma struktūrdaļa penicilīna molekulā ir slāpekli saturošais kvadrātveida gredzens ar ketogrupu). Pirmais iegūtais penicilīns ir benzilpenicilīns jeb G penicilīns, ko bieži sauc vienkārši par penicilīnu. Penicilīni ir diezgan nestabili savienojumi, kuri, it īpaši šķīdumu veidā, ātri sašķeļas skābju, sārmu, smago metālu sāļu, etilspirta, kā arī temperatūras un Saules gaismas iedarbībā. Tā kā penicilīni ir organiskas skābes, tie var veidot sāļus ar organiskām vai neorganiskām bāzēm. Ūdenī mazšķīstošajiem penicilīna sāļiem piemīt ilgstošāka iedarbība.

Vēsture

Benzilpenicilīna molekulas modelis

Penicilīnu pirmais izdalīja angļu farmakologs Aleksandrs Flemings 1928. gadā no pelējumsēnītes Penicillium notatum kultūras. Tā bija pirmā atklātā dabiskā antibiotika. Atklājums tika izdarīts nejauši - ar šo zaļo pelējumu inficētā zeltaino stafilokoku kultūrā ap pelējuma kolonijām stafilokoki neauga. Flemings pierādīja, ka stafilokokus un citas grampozitīvās baktērijas nomāc kāda sēnīšu izdalīta viela un nosauca to par penicilīnu. Penicilīna preparāts, ko izdevās iegūt Flemingam, nebija ķīmiski tīrs un medicīnā praktiski nebija izmantojams. Otrā pasaules kara laikā efektīvi pretmikrobu līdzekļi kļuva ļoti aktuāli, tādēļ tika izstrādātas rūpnieciskas penicilīna iegūšanas un attīrīšanas metodes (pilnīgi tīru benzilpenicilīnu ieguva 1940. gadā). Par penicilīna un tā ārstnieciskās iedarbības atklāšanu un izpēti Aleksandram Flemingam, kā arī angļu bakteriologam Hovardam Florijam un bioķīmiķim Ernstam Čeinam 1945. gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizioloģijā un medicīnā.

Iedarbības mehānisms

Penicilīnu baktericīdā darbība pamatojas uz peptidoglikāna (baktēriju šūnapvalku pamatsastāvdaļas) sintēzes nomākšanu, kas izraisa baktēriju šūnapvalku sairšanu un to bojāeju. Tā kā augstāko dzīvnieku un cilvēka šūnapvalkos peptidoglikāna nav, penicilīni tiem ir maztoksiski (tomēr dažiem cilvēkiem novērojama alerģiska reakcija pret penicilīniem). Daudzām mikrobu grupām ar laiku izveidojas rezistence pret penicilīniem, tādēļ tie kļūst mazefektīvi. Penicilīnrezistentās baktērijas izstrādā īpašu fermentu — penicilāzi (bēta-laktamāzi), kas noārda penicilīnu, pirms tas paspēj bloķēt peptidoglikāna biosintēzes reakcijas baktērijas šūnā. Rezistences dēļ penicilīna grupas antibiotikas mēdz lietot kopā ar bēta-laktamāzes inhibējošām vielām (klavulānskābi, sulbaktāmu, tazobaktāmu), kurām pašām par sevi pretmikrobu aktivitāte nepiemīt. Ir arī cits penicilīna rezistences rašanās mehānisms — baktērijas izmaina peptidoglikāna sintēzei nepieciešamo fermentu struktūru un penicilīns vairs nespēj šos fermentus inaktivēt.

Literatūra

• S. Aņičkovs, M. Beļeņkijs. Farmakoloģija. R:, Zvaigzne, 1970, 351.-359. lpp.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Penicilīni.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Brockhaus Enzyklopädie raksts (vāciski)