Penicillin
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
 |
Eftersyn Denne artikel bør gennemlæses af en person med fagkendskab for at sikre den faglige korrekthed. |
Penicillin er en gruppe af organiske forbindelser, der anvendes som antibiotika. Den oprindelige type Penicillin blev opdaget i 1928 af Alexander Fleming.
Indholdsfortegnelse |
[redigér] Penicillin generelt
Penicilliner virker ved at hæmme bakteriernes evne til at opbygge deres cellevæg og dele sig. Når bakterierne forsøger at dele sig vil den manglende cellevæg betyder at de svulmer op til de sprænges og derved dør. Når man indtager penicillin vil virkningen af medicinen, dvs. temperaturfald og bedring af almentilstanden, komme efter ca. 2 dages behandling. Som ved alle antibiotika er det vigtigt man fortsætter behandlingen for at forhindre gradvis opbygning af resistente bakterier.
[redigér] Historie
Penicillin blev opdaget i 1928 af bakteriologen Alexander Fleming ved et rent held. Da skimmelsvamp ved et uheld var røget ned i hans petriskål, og det der fik øjnene op for Alexander Fleming, var at det havde slået de omkringvoksende bakterier ihjel. Derudaf fik han identificeret hvilken svamp, skimmelsvampen i virkeligheden var, nemlig Penicillium notatum. Det er denne svamp der har givet navn til penicillin, der dræber sygdomsfremkaldende bakterier. Dette er naturligt fremstillet penicillin, dog ikke rent penicillin, men en blanding af mange forskellige slags penicilliner. 10 år efter fik Howard Walter Florey og Boris Chain fremstillet en lille portion rent penicillin kemisk. Under anden verdenskrig blev der brug for meget penicillin, så der blev sat en større produktion af penicillin i gang, så der var nok til at behandle soldaterne. I 1945 blev strukturen af det naturligt forekomne penicillin V, opklaret ved hjælp af røntgenkrystallografi af Dorothy Crowfoot-Hodgkin. Penicillinet var meget ustabilt pga. den β-laktamring der er i dens molekylæreopbygning. Dette problem blev løst i 1957 vha. syntese, og nu er penicillin blevet meget mere stabilt og redder menneskeliv.
[redigér] Opbygning
Fælles for penicilliner er at de indeholder en syregruppe, hvilket er med til at gøre molekylet polært. Det gør at penicilliner ikke, under normale omstændigheder, vil trænge ind i fedtvævet i kroppen. Udover det indeholder alle penicilliner, ligesom mange andre antibiotika, en ß-lactam ring.
Det er denne ring der giver penicillinen dens bakteriedræbende effekt. Desværre er ringen også med til at gøre penicillin til en svag struktur, da carbon atomer deri er bøjet ind i en firkant, med 90° vinkler imellem, hvilket er langt fra den naturlige vinkel mellem C atomer på 109,5°. Dette gjorde at man i de første mange år man forsøgte kunstigt at fremstille penicillin, næste så det som en umulig opgave, da den blev nedbrudt af både syre og base. De fleste penicilliner nedbrydes af syre, bl.a. nedbrydes penicillin G (den mest normale form af penicillin) af syre, hvilket gør at man ikke kan indtage det igennem munden, da det vil nedbrydes i mavesyre. R gruppen i penicillin molekylet, kan udskiftes med forskellige grupper, hvilket giver de forskellige penicillin typer deres forskellige egenskaber.
For at give penicillin andre egenskaber tilføjes andre grupper. Hvis R er en phenoxymethylgruppe får man Penicillin V, hvilket er en penicillin der er modstandsdygtig overfor mavesyren, og derfor kan indtages gennem munden i pilleform. Det har også den effekt at virkningen bliver svækket og ikke kan bruges i så store koncentrationer som penicillin G kan. Ved tilføjelse af andre grupper, kan andre egenskaber opnås, såsom virkning mod bakterier der er resistente overfor normal penicillin.
[redigér] Forekomst
Man siger at det eksisterer som en naturlig del i luften. I gamle dage var det bare et rygte at man kunne helbrede et sår ved at lægge et spindelvæv over, men i dag kan vi sige med sikkerhed at der rent faktisk ofte er penicillinsvampe i et spindelvæv. Så der er noget der tyder på at penicillin er i luften.
[redigér] Fremstilling
Penicillin består ikke kun af et stof, det er derimod en gruppe af tæt relaterede kemiske forbindelser, der alle har en fireleddet β-laktamring som grundlæggende struktur. Penicillin findes jo i naturen, men for at præcisere penicillinen til de forskellige sygdomme, forbedrede man penicillinen ved hjælp af syntesemetoden. Den biologiske dannelse af penicillin, sker ved en bio-syntese af L-Amino-adipic, L-Cysteine og L-Valine.
Det første trin sker der en kondensations reaktion, hvori de 3 reaktanter bliver samlet til et molekyle, ACV-Tripeptide, imens der fraspaltes vand. Da det er en energi krævende proces, bruger planten ATP, ved reaktionen. Ved den næste reaktion, fra ACV-Tripeptide til Isopenicillin N, skabes der bindinger hvorved ß-lactam ringen dannes. Under dannelsen fraspaltes der, ved hjælp af ilt, H atomer, hvorved der dannes vand. Fra Isopenicillin N, kan der ved forskellige reaktioner, dannes de forskellige penicillin typer, i dette tilfælde er der vist penicillin G.
[redigér] Anvendelse og kemiske egenskaber
Penicillin anvendes til at bekæmpe infektioner med. Penicillinen går ind og hæmmer bakterierne, og sørger for at man får sin normale tilstand tilbage kort tid efter indtagelsen. Penicillins bakterie dræbende virkning kommer fra dens ß-lactam ring. ß-lactam ringen virker på den måde, at den minder om D-alanyl-D-alanin, der er en receptor i bakteriernes peptidoglycanlag. På grund af ligheden mellem penicillin og D-alanyl-D-alanin, binder, og fastholder penicillin de proteiner, de såkaldte PBP proteiner (Penicillin Binding Proteins), som eller ville være gået til bakterierne. Disse proteiner skal bakterierne bruge for at kunne færdiggøre og lukke det peptidoglycanlag under en bakteriedeling. Da bakterien ikke kan få disse proteiner svækkes cellevæggen og bakterien vil dø. Penicillin var originalt kun effektivt mod gram positive bakterier (tyk cellevæg, ingen ydremembran) og ikke mod gram negative bakterier (tynd cellevæg og ydre cellemembran), da det peptidoglycanlag er mest aktivt deri, er 20-80nm tykt hvorimod det er 7-8 nm tykt i gram negative bakterier. Det er dog blevet løst så der nu findes specielle penicilliner der også virker mod de gram negative bakterier.
[redigér] Penicillinresistens
Et problem ved stor brug af penicillin er faren for der dannes modstandsdygtige bakterier overfor penicillin. Bakterier kan være modstandsdygtige på 2 måder. Den første måde er at bakterierne kan begynde at danne enzymer, der binder sig fast på penicillin og efterlader det i en tilstand hvor det ikke er muligt for det at binde PBP proteinerne fast, som derved går til bakterierne. Det kan dog løses ved at bruge andre former for penicillin, da enzymerne derved ikke kan genkende det. Den anden måde bakterier kan blive resistente er ved at de kan bruge alternative proteiner, der ikke bindes lige så godt til penicillin og der derved kan gå til bakterierne.
[redigér] Bivirkninger
Penicillin er stort set ugiftigt selvom det gives direkte i blodet og der gives mange millioner enheder af gangen. Men problemet med penicillin er, at det ødelægger kroppens naturlige immunforsvar. Bliver tarmbakteriefloraen ødelagt af penicillin, vil der vokse flere skadelige bakterier og svampe, der kan svække immunforsvaret. Det kan medføre nye betændelser. Man kan også udvikle bakterier, hvor penicillin ikke længere virker, og hvor man så må bruge endnu kraftigere antibiotika med flere bivirkninger. Har man et dårligt immunforsvar, er det vigtigt at forsøge at finde grunden til, at man fx bliver ramt af infektioner. Immunforsvaret kan også svækkes af andre kemiske stoffer end penicillin og andre antibiotika. De almindeligste bivirkninger ved antibiotika er maveproblemer og allergi. Ondt i maven kan skyldes, at lægemidlet irriterer mavesækkens slimhinde. Maveproblemerne kan afhjælpes med A38, acidophilus tykmælk eller cultura eller tabletter indeholdende mælkesyrebakterier under penicillinkuren. Herved stabiliseres tarmfloraen.. Den bedste effekt fås ved at indtage mælkeprodukterne to timer før eller efter indtagelse af antibiotika. Så snart behandlingen ophører, vil forholdene normaliseres relativt hurtigt, og diareerne hører dermed op. På samme måde kan en penicillinkur forstyrre normalfloraen i skeden og forårsage en svampeinfektion. Man kan forsøge at forebygge svamp i skeden ved at anvende stikpiller (vagitorier) med mælkesyrebakterier. Endvidere findes der i dag en række effektive svampedræbende midler til anvendelse i skeden. Det er dog klogt at søge læge for at få stillet den rigtige diagnose. De allergiske reaktioner giver sig udslag i hududslæt, nældefeber eller feber. Den alvorligste allergiform, anafylaktisk chok, er meget sjælden og ses næsten kun efter injektionsbehandling. En person, der er allergisk over for et penicillin, er samtidig allergisk over for andre penicilliner. Rigtig penicillinallergi er dog ret sjælden. Lidt tynd mave er ikke det samme som allergi. Hvis man har mistanke om allergi, er det vigtigt at kontakte sin læge for eventuelt at få undersøgt, om det drejer sig om rigtig allergi. En del infektionssygdomme kan imidlertid give udslæt, og derfor er risikoen for at blive erklæret for penicillinallergiker, uden at være det, stor. Antibiotikaresistens er modstandsdygtighed (resistens) overfor antibiotika. Bakterier kan udvikle resistens overfor antibiotika, det betyder at antibiotika ikke længere påvirker dem. En bakterie der er blevet resistent kan overføre sin resistens til andre bakterier for eksempel via plasmider. Resistens kan udvikles ved utilstrækkelig behandling og medfører særligt modstandsdygtige infektioner, som er et stort problem i USA og sydeuropæiske lande. Den bakteriedræbende effekt opnås hos bakterier i vækst, ved penicillins effekt på den nydannede cellevæg, så denne ikke kan opretholde den osmotiske gradient, og bakterien går til grunde..
[redigér] Forskelle på penicillin
Der findes mange forskellig slags penicilliner, som er rettet mod forskellige sygdomme. Det er ikke nok kun med den naturligt fremstillede penicillin, da det kun er virksomt over for gram-positive bakterier. Altså bakterier med en tyk cellevæg, men mangler en ydre membran. Ved at modificere penicillin kemisk, kunne penicillin så også bruges til bekæmpelsen af gram-negative bakterier. Altså bakterier med en tynd cellevæg og har en ydre membran. Så ved at røre ved penicillinen på kemisk vis, kan vi altså forbedre penicillinen. Men dette gælder ikke for alle penicilliner, da der findes mange forskellige typer af penicillin. Nogle var allergifremkaldende hos nogen patienter, ved andre penicilliner kunne bakterierne danne resistens over for penicillinen, altså modstå den. Til disse problemer bruges halvsyntetiske penicilliner, det er penicilliner der er fremstillet ud fra stoffer lavet af naturen. Altså penicilliner der er naturligt fremstillet, men ændret lidt ved kemiske trin. Alle disser kemiske indgreb på penicillin foregår vha. synteser. Det er på grund af at vi kan fremstille penicillin syntetisk, at vi kan få så mange forskellige slags penicilliner til at løse de forskellige problemer, og at de kan helbrede diverse infektioner og vira.
[redigér] Kilder
