Aunque se usa en singular, el término penicilina no se refiere a un solo fármaco, sino a un gran grupo de moléculas utilizadas en el tratamiento de numerosas infecciones bacterianas.
El descubrimiento de la penicilina.
El descubrimiento de la penicilina se atribuye al médico y biólogo Alexander Fleming.
En 1928, Fleming realizó una investigación sobre algunas bacterias patógenas, cultivándolas en placas de cultivo apropiadas. Una de estas placas estaba contaminada por un hongo, el Penicillium notatum (hoy conocido como Penicillium chrysogenum ). Lo que más sorprendió a Fleming no fue tanto el hecho de que el hongo hubiera crecido en medio del cultivo, sino el hecho de que fue capaz de matar todas las bacterias a su alrededor, creando un halo inhibitorio de crecimiento bacteriano a su alrededor. a sus colonias.
Fleming comprendió de inmediato que la actividad antimicrobiana podía atribuirse a una sustancia producida por ese mismo hongo y la aisló en un intento de identificar esta sustancia en particular.
Después de varios intentos, Fleming finalmente logró aislar una especie de "jugo" de ese hongo y lo llamó penicilina .
Fleming dio su penicilina a animales infectados con las mismas bacterias que eran sensibles a esta sustancia in vitro y logró obtener resultados positivos. El éxito obtenido en los animales empujó a Fleming a probar la administración de penicilina también a pacientes que habían contraído infecciones.
En 1929, Fleming decidió publicar su investigación y los resultados de sus ensayos clínicos. Desafortunadamente, debido a una serie de circunstancias desfavorables y debido a la incapacidad de purificar la penicilina de tal manera que se puede usar de manera segura y en gran escala incluso en los hombres, este antimicrobiano prometedor se dejó de lado.
Diez años más tarde, un grupo de químicos británicos (entre ellos, Abraham, Chain, Florey y Heatley), después de numerosas investigaciones y varios intentos, finalmente logró aislar al precioso antibiótico. En 1941, los ensayos clínicos comenzaron a establecer la eficacia y seguridad del uso de la penicilina en infecciones humanas y en 1943 comenzaron su producción a gran escala.
Estructura general de las penicilinas.
La penicilina obtenida de los cultivos de P. notatum, en realidad, no era una sola molécula, sino una mezcla de diferentes compuestos que diferían por algunas variaciones en su estructura química. La investigación realizada más tarde puso de relieve este hecho; además, se descubrió que, al realizar cambios en la composición del medio de cultivo, se podían obtener diferentes moléculas.
Más precisamente, se descubrió que al agregar ácido fenilacético al medio de cultivo, se obtenía principalmente la penicilina G (hoy conocida como bencilpenicilina ). Si grandes cantidades de ácido fenoxiacético estaban presentes en el medio de cultivo, también se obtuvo penicilina V (hoy conocida como fenoximetilpenicilina y considerada el progenitor de las penicilinas resistentes a los ácidos).
Además, se descubrió que al eliminar ciertos elementos del medio de cultivo del hongo, se podía obtener el núcleo principal de todas las penicilinas: el ácido 6-aminopenicilánico (o 6-APA ).
El 6-APA contiene en su interior el farmacóforo de las penicilinas, es decir, la parte de la molécula que confiere actividad antibiótica a este tipo de fármacos. Este farmacóforo es el anillo β-lactámico .
Gracias al descubrimiento del 6-APA fue posible obtener, por medios sintéticos, numerosos tipos nuevos de penicilinas, algunos de los cuales aún se utilizan en terapia.
En cuanto a las penicilinas completamente naturales, las únicas que todavía se utilizan en la terapia son la bencilpenicilina y la fenoximetilpenicilina.
indicaciones
Por lo que usas
Gracias a la disponibilidad de muchos tipos diferentes de moléculas, las penicilinas están indicadas para el tratamiento de una amplia variedad de infecciones causadas por múltiples bacterias, tanto grampositivas como gramnegativas.
Mecanismo de accion
Las penicilinas ejercen su acción antibiótica al inhibir la síntesis de peptidoglicano (la pared celular bacteriana).
El peptidoglicano es un polímero formado por dos cadenas paralelas de carbohidratos nitrogenados, unidas entre sí por enlaces transversales entre los residuos de aminoácidos. Estos enlaces transversales se forman gracias a una enzima particular llamada transammidasa .
Las penicilinas se unen a la transammidasa, impidiendo la formación de los enlaces transversales mencionados anteriormente, generando áreas débiles dentro de la estructura del peptidoglicano que conducen a la lisis celular y la consiguiente muerte de la propia célula bacteriana.
Resistencia a las penicilinas.
Algunos tipos de bacterias son resistentes a las penicilinas gracias a la producción de una enzima particular, la β-lactamasa . Esta enzima es capaz de hidrolizar el anillo β-lactama de las penicilinas, inactivándolas.
Para superar este fenómeno, las penicilinas se pueden administrar en combinación con otros tipos particulares de moléculas, los inhibidores de la β-lactamasa . Estos compuestos son capaces de dificultar la acción de las enzimas bacterianas, permitiendo así que las penicilinas realicen su acción terapéutica.
Sin embargo, la resistencia a los antibióticos no solo es causada por la producción de estas enzimas por las bacterias, sino que también puede ser causada por otros mecanismos.
Estos mecanismos incluyen:
- Alteraciones en la estructura de los objetivos antibióticos;
- Creación y uso de una vía metabólica diferente de la inhibida por el fármaco;
- Las modificaciones de la permeabilidad celular contra el fármaco, de esta manera, dificultan el paso o la adhesión del antibiótico a la membrana celular bacteriana.
El desarrollo de la resistencia a los antibióticos ha aumentado considerablemente en los últimos años, sobre todo debido al abuso y mal uso de este.
Por lo tanto, incluso una clase de moléculas tan grandes y poderosas como la de las penicilinas, se arriesga, cada vez más, a volverse inutilizable e ineficaz debido al desarrollo continuo de numerosas cepas bacterianas resistentes.
Clasificación de las penicilinas.
Las penicilinas se clasifican generalmente según su vía de administración, su espectro de acción y sus características físico-químicas.
Retraso de las penicilinas
Estas penicilinas se encuentran en forma de sales y se usan por vía parenteral.
La forma salificada del fármaco permite una liberación lenta dentro del organismo una vez que se ha administrado.
Este tipo de penicilina se usa cuando es necesaria una liberación prolongada de fármaco para mantener una concentración constante de antibióticos en plasma a lo largo del tiempo.
La bencil bencilpenicilina y la bencilpenicilina procainica forman parte de esta categoría.
Penicilinas ácido-estables
Las penicilinas se degradan fácilmente en un ambiente ácido, por lo que también pueden degradarse dentro del estómago. De hecho, algunos tipos de penicilinas deben administrarse por vía parenteral, para evitar la degradación.
Al realizar algunos pequeños cambios en la estructura química de las penicilinas, se pueden obtener moléculas estables incluso en un ambiente ácido, lo que permite la administración oral.
Las penicilinas estables al ácido se derivan todas de la fenoximetilpenicilina (penicilina V). Estos incluyen feneticilina, propicilina, fenbenicilina y clometocilina .
Penicilinas β-lactamasas resistentes
Como su nombre lo indica, las penicilinas que pertenecen a esta categoría son resistentes a la acción de la β-lactamasa.
Este tipo de penicilina suele administrarse por vía parenteral.
Meticilina, nafcilina, oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina y flucloxacilina pertenecen a esta categoría.
Penicilinas de amplio espectro.
Estas penicilinas tienen un amplio espectro de acción; por lo tanto, son útiles para tratar numerosos tipos de infecciones.
Algunas de las penicilinas que pertenecen a esta categoría pueden administrarse por vía oral, mientras que otras se administran por vía parenteral, pero todas son sensibles a las β-lactamasas bacterianas. Por lo tanto, muy a menudo, estas penicilinas se administran en combinación con inhibidores de la β-lactamasa.
Ampicilina, pivampicilina, bacampicilina, metampilina, amoxicilina, carbenicilina, carindacilina, carfecilina, mezlocilina, piperacilina, azlocilina, sulbenicilina, temocilina y ticarcilina pertenecen a esta categoría.
Inhibidores de las β-lactamasas
Estos compuestos no son penicilinas, pero poseen una estructura química muy similar a la de 6-APA. Son capaces de inhibir las β-lactamasas bacterianas, lo que evita la degradación de las penicilinas y les permite llevar a cabo su acción terapéutica. Por otra parte, también están dotados de una acción antibacteriana débil.
Los inhibidores de la lact-lactamasa son el ácido clavulánico, el sulbactam y el tazobactam .
Alergia a las penicilinas.
Las penicilinas son una clase de medicamentos que pueden desencadenar fácilmente reacciones alérgicas. En general, estas reacciones son leves y tardías y pueden ocurrir en forma de erupciones y picazón.
Muy raramente, la intolerancia se manifiesta de una manera aguda y grave, pero, si esto sucede, el medicamento debe interrumpirse inmediatamente.
En pacientes con antecedentes de episodios agudos y graves de intolerancia a las penicilinas, los tratamientos con otros tipos de antibióticos β-lactámicos (como el tratamiento con cefalosporinas) también están contraindicados.
Sin embargo, puede haber casos en que los individuos se sensibilicen a las penicilinas sin ser conscientes de ellas; Esto puede suceder con la ingesta de alimentos o medicamentos contaminados con estos antibióticos.
Las penicilinas deben prepararse en instalaciones separadas, distintas de las utilizadas para la producción de otras drogas, para evitar la contaminación accidental y la posible sensibilización de las personas que luego tomarán la droga contaminada.
En lo que respecta a los alimentos, por otra parte, los animales a los que se les han administrado antibióticos deben dejar de tomar el medicamento durante mucho tiempo antes de poder utilizarlo para el consumo humano.
En caso de alergia a las penicilinas, se pueden administrar antibióticos alternativos, como eritromicina (el principal de los antibióticos macrólidos ) o clindamicina (un antibiótico que pertenece a la clase de las lincosamidas ).
