Penicillina

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Jump to navigation Jump to search
Avvertenza
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico: leggi le avvertenze.
Formula di struttura della penicillina
Modello tridimensionale della molecola (benzilpenicillina)

Le penicilline sono antibiotici beta-lattamici isolati da prodotti del metabolismo di alcune specie di Penicillium, in particolare il Penicillium notatum oggi noto come Penicillium chrysogenum.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

La scoperta della penicillina viene attribuita al britannico Alexander Fleming nel 1928; questi osservò che in una piastra di coltura contaminata da una muffa la crescita batterica era inibita; venne così creata la penicillina G capostipite di tutta la famiglia, usata ora solo come profarmaco per sintetizzare le vecchie penicilline. La penicillina G era attiva solo su Gram positivi e per effettuare iniezioni endovenose doveva essere salificata (penicillina G sodica o potassica) ma ciò la rendeva estremamente caustica e dolorosa.

Il medico italiano Vincenzo Tiberio già nel 1895 pubblicò all'Università di Napoli uno studio sugli effetti di questa muffa che egli notò in un pozzo vicino alla sua casa di Arzano;[1] purtroppo le sue ricerche[2] non vennero ritenute interessanti dall'ambiente scientifico italiano e caddero nell'oblio e vennero riscoperte solo 40 anni dopo la sua morte [3]. Altro tipo di penicillina fu scoperta da Mary Hunt su un melone comprato in un supermercato. Tale muffa, battezzata "muffa-Mary", aumentò di oltre dieci volte le capacità produttive e lanciò definitivamente la produzione su larga scala della penicillina [4].

Data l'elevata idrosolubilità della molecola si distribuiva male nell'organismo e occorreva una somministrazione ogni 4 ore. Si pensò a una forma più oleosa per iniezioni, così venne esterificata prima con la procaina e in seguito con la benzatina (degli anestetici locali) che permettevano di aumentare gli intervalli di somministrazione fino a 48 ore, poiché necessitavano di esterasi dei tessuti per staccarsi dalla penicillina. Infine venne modificata direttamente la molecola portando alla scoperta della penicillina V o fenossimetilpenicillina somministrabile anche per via orale ma ancora inefficace su Gram negativi e inibita dalle penicillasi. Le prime sperimentazioni della penicillina sull'uomo non ebbero grandi risultati; bisognava renderla più efficace. Con lo scoppio della seconda guerra mondiale cresceva infatti la richiesta di un antibiotico per le truppe e i civili colpiti dalle infezioni. Si pensò di far arrivare campioni di muffe Penicillum, partendo dal presupposto che alcune producevano penicillina e altre meno, per trovare quella capace di produrre la maggior quantità di antibiotico.

È solo dal 1941, comunque, che la penicillina viene utilizzata contro infezioni batteriche. Nel 1943 l'industria americana, spinta dalla necessità di curare i feriti nel corso della seconda guerra mondiale, ne cominciò la produzione a livello industriale, rivoluzionando il mondo della medicina e creando una nuova era per la moderna farmacoterapia.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Le penicilline sono prodotte dal fungo Penicillium chrysogenum (precedentemente noto come Penicillium notatum). Sono composti beta-lattamici che contengono cioè un anello beta-lattamico (deriva dalla condensazione di una funzione carbossilica con l'ammina sul Cβ). La base è l'acido 6-ammino penicillanico. L'anello beta-lattamico è condensato con un anello tiazolidinico (è a 5 termini con S e N) e prende nome di nucleo penam.

Sono attive contro la maggior parte dei batteri Gram positivi come gli stafilococchi e gli streptococchi, contro le spirochete (Treponema pallidum e Leptospira), contro gonococchi e meningococchi. Nonostante le penicilline siano antibiotici battericidi, a causa dell'intenso uso che se ne è fatto e alla produzione di particolari enzimi (penicillinasi o β-lattamasi) da parte dei batteri, spesso si incorre in fenomeni di resistenza batterica. Le penicilline naturali sono inattive nei confronti del batterio della tubercolosi e dei batteri Gram negativi. Le penicilline semi-sintetiche, prodotte da colture biologiche di Penicillium, hanno in comune un sistema beta-lattamico-triazolico e hanno un ampio spettro di azione, anche contro alcuni batteri gram negativi.

Le penicilline sono disponibili sotto diverse preparazioni farmaceutiche: preparazioni somministrabili per via orale (sotto forma di capsule, compresse, sciroppi, polvere solubile, gocce), per via parenterale (sospensioni sterili liofilizzate in flaconi da ricostituire e somministrare poi per via sottocutanea, intramuscolare, endovenosa), ma anche supposte e ovuli, ecc., preparazioni somministrabili per via topica, come creme, pomate, unguenti, colliri, pomate oftalmiche. C'è un'analogia strutturale con il dipeptide D-Ala-D-Ala (anche per la lunghezza del legame) che è il substrato della transpeptidasi. L'anello β-lattamico è molto tensionato e quindi molto reattivo; quello a cinque termini è leggermente ripiegato (più reattivo): il nucleofilo O(-) serinico della transpeptidasi attacca il C carbonilico del β-lattamico per l'analogia e la reattività; si forma l'estere serinico che non è più idrolizzabile perché c'è grande ingombro sterico. È quasi una inibizione irreversibile che porta alla morte batterica.

A causa della presenza del legame ammidico, queste molecole vengono facilmente idrolizzate sia da acidi anche deboli sia da basi; è importante quindi controllare l'ambiente di conservazione per evitare perdita di attività.

Classificazione[modifica | modifica wikitesto]

I gruppi funzionali principali sono:

  • carbossile in posizione 3
  • 2 metili in posizione 2
  • gruppo amminico in posizione 6 acilato con acidi di tipo diverso, responsabili delle diverse caratteristiche delle penicilline.

Ci sono tre C asimmetrici:

  • C3 che ha configurazione assoluta S e lega il carbossile
  • C5 e C6 che hanno configurazione assoluta R, hanno ognuno un H in cis tra loro.

Il radicale R è responsabile della sensibilità all'idrolisi da parte delle β-lattamasi, del legame con le proteine carriers, e al legame con le proteine batteriche PBPs che trasportano la penicillina all'interno della cellula.

Naturali[modifica | modifica wikitesto]

Hanno uno spettro orientato principalmente sui gram positivi.

Semisintetiche[modifica | modifica wikitesto]

Sono gastro-resistenti perciò somministrabili anche per via orale; attive sia su Gram positivi sia Gram negativi (con l'eccezione di Pseudomonas, Proteus e Klebsiella); hanno un basso legame farmaco-proteico (10%) e siccome sono sensibili alle β-lattamasi vengono date in associazione all'acido clavulanico e altri inibitori delle β-lattamasi.

Sono attive anche sui Gram negativi (per es. Pseudomonas aeruginosa); hanno uno scarso assorbimento per via orale che migliora se vengono esterificate, utili principalmente per patologie locali. Possono però dare disfunzione piastrinica.

  • Sulfossipenicilline

Farmaci a uso ospedaliero a somministrazione parenterale utilizzati nei casi di ceppi resistenti.

Sono le ultime penicilline sintetizzate e godono di un ampio spettro d'azione anche sui Gram negativi, in particolare su Pseudomonas, Enterobacter e Klebsiella.

Quelle resistenti alle penicillinasi sono:

Attive solo su Gram positivi, somministrabili per via orale, hanno un elevato legame farmaco-proteina (97%) ma un'emivita breve. Sono importanti nel trattamento dei patogini produttori di eso beta-lattamasi, in particolare dello Stafiloccocco aureo, anche se nel tempo hanno favorito lo svilupparsi di ceppi resistenti conosciuti come MRSA.[5]

In base all'efficacia a spettro orientato sui gram negativi abbiamo:

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Gli antibiotici? Una scoperta italiana, su almanacco.rm.cnr.it.
  2. ^ nel suo articolo pubblicato su Annali di Igiene sperimentale, scrisse: «Ho voluto osservare quale azione hanno sugli schizomiceti [batteri, ndr] i prodotti cellulari, solubili in acqua, di alcuni ifomiceti [un tipo di funghi, ndr] comunissimi: Penicillium glaucum, Mucor mucedo ed Aspergillus flavescens. […] Per le loro proprietà le muffe sarebbero di forte ostacolo alla vita e alla propagazione dei batteri patogeni»
  3. ^ Tiberio, l’italiano che scoprì la penicillina prima di Fleming, su Focus.it. URL consultato il 4 agosto 2021.
  4. ^ thepasswordunito.com, https://thepasswordunito.com/2021/10/07/donne-dietro-le-quinte-mary-hunt-melone-penicillina/.
  5. ^ Principi di farmacologia. Classificazione, interazioni, indicazioni cliniche - Henry Hitner - Barbara Nagle - - Libro - Zanichelli - | IBS, su www.ibs.it. URL consultato il 2 febbraio 2020.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Controllo di autoritàThesaurus BNCF 24034 · LCCN (ENsh85099402 · GND (DE4045094-6 · BNF (FRcb119442602 (data) · NDL (ENJA00569084