Penicillin

Penicillin, eines der ersten und immer noch am häufigsten verwendeten Antibiotika, stammt vom Schimmelpilz Penicillium. 1928 beobachtete der schottische Bakteriologe Alexander Fleming erstmals, dass Kolonien des Bakteriums Staphylococcus aureus in den Bereichen einer Kultur nicht wuchsen, die versehentlich mit dem grünen Schimmelpilz Penicillium notatum kontaminiert worden waren. Er isolierte den Schimmelpilz, züchtete ihn in einem flüssigen Medium und stellte fest, dass er eine Substanz produzierte, die in der Lage war, viele der üblichen Bakterien, die den Menschen infizieren, abzutöten. Der australische Pathologe Howard Florey und der britische Biochemiker Ernst Boris Chain isolierten und reinigten Penicillin in den späten 1930er Jahren, und 1941 war eine injizierbare Form des Medikaments für den therapeutischen Einsatz verfügbar.

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Antibiotikum: Penicilline

Die Penicilline haben eine einzigartige Struktur, einen β-Lactamring, der für ihre antibakterielle Wirkung verantwortlich ist. Der β-Lactamring interagiert…

Die verschiedenen Arten von Penicillin, die von verschiedenen Arten des Schimmelpilzes Penicillium synthetisiert werden, können in zwei Klassen unterteilt werden: Die natürlich vorkommenden Penicilline (die während des Fermentationsprozesses des Schimmelpilzes entstehen) und die halbsynthetischen Penicilline (bei denen die Struktur einer chemischen Substanz – 6-Aminopenicillansäure -, die in allen Penicillinen vorkommt, auf verschiedene Weise verändert wird). Da es möglich ist, die Eigenschaften des Antibiotikums zu verändern, werden verschiedene Penicillinarten für unterschiedliche therapeutische Zwecke hergestellt.

Die natürlich vorkommenden Penicilline, Penicillin G (Benzylpenicillin) und Penicillin V (Phenoxymethylpenicillin), werden immer noch klinisch verwendet. Penicillin G wird aufgrund seiner geringen Säurestabilität bei der Magenpassage größtenteils abgebaut und muss daher intramuskulär injiziert werden, was seinen Nutzen einschränkt. Penicillin V hingegen wird in der Regel oral verabreicht; es ist resistenter gegen Verdauungssäuren als Penicillin G. Einige der halbsynthetischen Penicilline sind ebenfalls säurestabiler und können daher als orale Medikamente verabreicht werden.

Alle Penicilline wirken auf die gleiche Weise, nämlich durch Hemmung der bakteriellen Enzyme, die für die Zellwandsynthese in sich replizierenden Mikroorganismen verantwortlich sind, und durch Aktivierung anderer Enzyme zum Abbau der Schutzwand des Mikroorganismus. Folglich sind sie nur gegen Mikroorganismen wirksam, die sich aktiv vermehren und Zellwände produzieren; sie schaden daher auch nicht den menschlichen Zellen (die grundsätzlich keine Zellwände haben).

Einige Stämme ehemals anfälliger Bakterien, wie z. B. Staphylococcus, haben eine spezifische Resistenz gegen die natürlich vorkommenden Penicilline entwickelt; diese Bakterien produzieren entweder β-Lactamase (Penicillinase), ein Enzym, das die innere Struktur von Penicillin aufbricht und damit die antimikrobielle Wirkung des Medikaments zerstört, oder es fehlen ihnen Zellwandrezeptoren für Penicillin, wodurch die Fähigkeit des Medikaments, in die Bakterienzellen einzudringen, stark eingeschränkt wird. Dies hat zur Herstellung der Penicillinase-resistenten Penicilline (Penicilline der zweiten Generation) geführt. Diese Mittel sind zwar in der Lage, der β-Lactamase zu widerstehen, sind aber nicht so wirksam gegen Staphylococcus wie die natürlichen Penicilline und bergen ein erhöhtes Risiko für Lebertoxizität. Außerdem sind einige Staphylococcus-Stämme gegen Penicillinase-resistente Penicilline resistent geworden; ein Beispiel ist der Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).

Penicilline werden zur Behandlung von Halsinfektionen, Meningitis, Syphilis und verschiedenen anderen Infektionen eingesetzt. Die wichtigsten Nebenwirkungen von Penicillin sind Überempfindlichkeitsreaktionen, einschließlich Hautausschlag, Nesselsucht, Schwellungen und Anaphylaxie oder allergischer Schock. Schwerwiegendere Reaktionen sind ungewöhnlich. Mildere Symptome können mit Kortikosteroiden behandelt werden, lassen sich aber in der Regel durch den Wechsel zu anderen Antibiotika vermeiden. Ein anaphylaktischer Schock, der bei bereits sensibilisierten Personen innerhalb von Sekunden oder Minuten auftreten kann, kann die sofortige Verabreichung von Epinephrin erfordern.