Pentru sănătatea dumneavoastră: Penicilina
Chimoterapia este utilizarea strategică a substanțelor chimice (adică a medicamentelor) pentru a distruge microorganismele infecțioase sau celulele canceroase fără a provoca daune excesive celorlalte celule sănătoase ale gazdei. De la bacterii la oameni, căile metabolice ale tuturor organismelor vii sunt destul de asemănătoare, astfel încât căutarea unor agenți chimioterapeutici siguri și eficienți este o sarcină formidabilă. Multe medicamente chimioterapeutice bine stabilite funcționează prin inhibarea unei enzime critice din celulele organismului invadator.
Un antibiotic este un compus care ucide bacteriile; acesta poate proveni dintr-o sursă naturală, cum ar fi mucegaiurile, sau poate fi sintetizat cu o structură analogă unui compus antibacterian natural. Antibioticele nu constituie o clasă bine definită de substanțe înrudite din punct de vedere chimic, dar multe dintre ele acționează prin inhibarea eficientă a unei varietăți de enzime esențiale pentru creșterea bacteriilor.
Penicilina, unul dintre cele mai utilizate antibiotice din lume, a fost descoperită în mod fortuit de Alexander Fleming în 1928, când a observat proprietăți antibacteriene la un mucegai care creștea pe o placă de cultură bacteriană. În 1938, Ernst Chain și Howard Florey au început un efort intensiv pentru a izola penicilina din mucegai și a-i studia proprietățile. Cantitățile mari de penicilină necesare pentru aceste cercetări au devenit disponibile prin dezvoltarea unui mediu nutritiv pe bază de porumb pe care mucegaiul îl iubea și prin descoperirea unei tulpini de mucegai cu randament mai mare la un centru de cercetare al Departamentului de Agricultură al Statelor Unite de lângă Peoria, Illinois. Chiar și așa, abia în 1944 au fost produse și puse la dispoziție cantități mari de penicilină pentru tratamentul infecțiilor bacteriene.
Penicilina funcționează prin interferarea cu sinteza pereților celulari ai bacteriilor care se reproduc. Ea face acest lucru prin inhibarea unei enzime – transpeptidaza – care catalizează ultimul pas în biosinteza peretelui celular bacterian. Pereții defectuoși fac ca celulele bacteriene să explodeze. Celulele umane nu sunt afectate, deoarece acestea au membrane celulare, nu pereți celulari.
Au fost izolate mai multe peniciline naturale. Acestea se disting prin diferite grupe R conectate la o structură comună: o amidă ciclică cu patru membri (numită inel lactam) fuzionată cu un inel cu cinci membri. Adăugarea compușilor organici corespunzători în mediul de cultură duce la producerea diferitelor tipuri de penicilină.
Penicilinele sunt eficiente împotriva bacteriilor gram-pozitive (bacterii capabile să se coloreze prin colorația Gram) și a câtorva bacterii gram-negative (inclusiv a bacteriei intestinale Escherichia coli). Acestea sunt eficiente în tratamentul difteriei, gonoreei, pneumoniei, sifilisului, multor infecții cu puroi și anumitor tipuri de furuncule. Penicilina G a fost prima penicilină care a fost utilizată pe scară largă. Cu toate acestea, nu poate fi administrată pe cale orală, deoarece este destul de instabilă; pH-ul acid al stomacului o transformă într-un derivat inactiv. Principalele peniciline administrate pe cale orală – penicilina V, ampicilina și amoxicilina – pe de altă parte, sunt stabile la acid.
Câteva tulpini de bacterii devin rezistente la penicilină printr-o mutație care le permite să sintetizeze o enzimă – penicilinaza – care descompune antibioticul (prin scindarea legăturii amidice din inelul lactam). Pentru a combate aceste tulpini, oamenii de știință au sintetizat analogi ai penicilinei (cum ar fi meticilina) care nu sunt inactivate de penicilinază.
Câteva persoane (poate 5% din populație) sunt alergice la penicilină și, prin urmare, trebuie să fie tratate cu alte antibiotice. Reacția lor alergică poate fi atât de severă încât poate apărea o comă fatală dacă li se administrează din greșeală penicilină. Din fericire, au fost descoperite mai multe alte antibiotice. Majoritatea, inclusiv aureomicina și streptomicina, sunt produse de sinteză microbiană. Altele, cum ar fi penicilinele și tetraciclinele semisintetice, sunt obținute prin modificări chimice ale antibioticelor; iar unele, cum ar fi cloramfenicolul, sunt fabricate în întregime prin sinteză chimică. Acestea sunt la fel de eficiente ca și penicilina în distrugerea microorganismelor infecțioase. Multe dintre aceste antibiotice își exercită efectele prin blocarea sintezei proteinelor din microorganisme.
Inițial, antibioticele au fost considerate medicamente miraculoase, reducând substanțial numărul de decese cauzate de otrăvirea sângelui, pneumonie și alte boli infecțioase. În urmă cu aproximativ șapte decenii, o persoană cu o infecție majoră murea aproape întotdeauna. Astăzi, astfel de decese sunt rare. În urmă cu șapte decenii, pneumonia era un ucigaș de temut al oamenilor de toate vârstele. Astăzi, ea îi ucide doar pe cei foarte bătrâni sau pe cei bolnavi din alte cauze. Antibioticele au făcut într-adevăr minuni în epoca noastră, dar chiar și medicamentele miraculoase au limite. Nu la mult timp după ce medicamentele au fost folosite pentru prima dată, organismele bolnave au început să dezvolte tulpini rezistente la ele. Într-o cursă pentru a rămâne în fața tulpinilor bacteriene rezistente, oamenii de știință continuă să caute noi antibiotice. Penicilinele au fost acum parțial înlocuite de compuși înrudiți, cum ar fi cefalosporinele și vancomicina. Din păcate, unele tulpini de bacterii au demonstrat deja rezistență la aceste antibiotice.
.