ペニシリン

単数形で使用されていますが、ペニシリンという用語は単一の薬物を指すのではなく、多数の細菌感染症の治療に使用される分子の大きなグループを指します。

ペニシリンの発見

ペニシリンの発見は、医師兼生物学者のAlexander Flemingによるものです。

1928年に、Flemingはいくつかの病原性細菌の研究を行い、それらを特別な培養プレートで培養しました。これらのプレートのうちの1つは、真菌、 Penicillium notatum （現在はPenicillium chrysogenumとして知られている）によって汚染されていた。最もフレミングを襲ったのは、真菌が培地中で成長したという事実ではなく、周囲の細菌をすべて殺すことができたという事実であった。彼らの植民地に。

フレミングは直ちに、抗菌活性はその同じ真菌によって産生され、この特定の物質を同定する試みにおいてそれを単離した物質に起因し得ることを理解した。

いくつかの試みの後、フレミングはついに彼の真菌から一種の「ジュース」を単離することに成功し、それをペニシリンと呼んだ。

フレミングは彼のペニシリンをin vitroでこの物質に感受性のある同じ細菌に感染した動物に投与し、肯定的な結果を得ることに成功した。動物で達成された成功により、Flemingは感染症に感染した患者にもペニシリン投与を試みるようになりました。

1929年に、フレミングは彼の研究と彼の臨床試験の結果を公表することを決めました。残念なことに、一連の好ましくない状況のため、そしてペニシリンを完全に安全にそして大規模にも使用可能にするような方法でペニシリンを精製することが不可能であるために、この有望な抗菌剤は取っておかれた。

10年後、英国の化学者たち（アブラハム、チェイン、フロリー、ヒートリーを含む）は、徹底的な研究と様々な試みを経て、ついに貴重な抗生物質を単離することに成功しました。 1941年に、臨床試験によってヒト感染症におけるペニシリンの有効性と安全性が確立され始め、1943年に大規模な製造が開始されました。

ペニシリンの一般構造

Ｐ．ｎｏａｔｕｍの培養物から得られたペニシリンは、実際には、単一分子ではなく、それらの化学構造におけるいくつかの変動のために異なる異なる化合物の混合物であった。後で行われた研究はこの事実を強調した。さらに、培地の組成を変えることによって、異なる分子を得ることができることが発見された。

より正確には、培地にフェニル酢酸を添加することによって、 ペニシリンＧ （現在はベンジルペニシリンとして知られている）が得られることが発見された。他方、大量のフェノキシ酢酸が培地中に存在する場合、 ペニシリンＶが得られた（現在はフェノキシメチル ペニシリンとして知られており、そして酸耐性ペニシリンの前駆体と考えられている）。

真菌培養培地から特定の元素を除去することによって、すべてのペニシリンの主な核、すなわち６− アミノペニシラン酸 （または６ − ＡＰＡ ）を得ることができることも発見された。

６－ＡＰＡはその中にペニシリンのファーマコフォア、すなわちこのタイプの薬剤に抗生物質活性を付与する分子のその部分を含む。このファーマコフォアはβ-ラクタム環です。

6-APAの発見のおかげで - 合成的に - 数多くの新しいタイプのペニシリンを得ることが可能であり、そのうちのいくつかはまだ治療に使用されています。

完全に天然のペニシリンに関しては、治療に今日使用されている唯一のものはベンジルペニシリンおよびフェノキシメチルペニシリンである。

適応症

何を使うのか

多数の異なる種類の分子が入手可能であることから、ペニシリンは、グラム陽性菌およびグラム陰性菌の両方の複数の細菌によって引き起こされる多種多様な感染症の治療に適応されている。

アクション機構

ペニシリンは、ペプチドグリカン（細菌細胞壁）の合成を阻害することによってそれらの抗生物質作用を発揮する。

ペプチドグリカンは、アミノ酸残基間の横方向の結合によって一緒に結合された、窒素化炭水化物の２本の平行鎖からなるポリマーである。これらの横方向の結合は、 トランスアミダーゼと呼ばれる特定の酵素のおかげで形成されます。

ペニシリンはトランスアミダーゼに結合して前述の横方向の結合の形成を妨げ、それによってペプチドグリカン構造内に弱い領域を生成し、それが細胞溶解およびその結果としての細菌細胞自体の死をもたらす。

ペニシリン耐性

特定の酵素、 β-ラクタマーゼの産生のおかげで、ある種のバクテリアはペニシリンに耐性があります。この酵素はペニシリンのβ-ラクタム環を加水分解し、それらを不活性化することができます。

この現象を克服するために、ペニシリンを他の特定の種類の分子、 β－ラクタマーゼ阻害剤と組み合わせて投与することができる。これらの化合物は細菌酵素の作用を妨げることができ、したがってペニシリンがそれらの治療作用を実行することを可能にする。

しかしながら、抗生物質耐性は、細菌によるこれらの酵素の産生によって引き起こされるだけでなく、他のメカニズムによっても引き起こされ得る。

これらのメカニズムは次のとおりです。

抗生物質標的の構造の変化
薬物によって阻害されるものとは異なる代謝経路の作成および使用。
このように、薬物に対する細胞透過性の変化は、抗生物質の細菌細胞膜への通過または付着を妨げる。

抗生物質耐性の発達は近年主に乱用とそれによってなされる誤用のためにかなり増加しました。

それ故、ペニシリンのそれと同じくらい莫大で強力な分子のクラスでさえ、多数の耐性細菌株が絶えず開発されているために、毎日使用することができなくなって無効になる危険性がある。

ペニシリンの分類

ペニシリンは一般にそれらの投与経路、それらの作用スペクトルならびにそれらの化学的および物理的特性に従って分類される。

ペニシリン遅延

これらのペニシリンは塩の形で見られそして非経口的に使用されている。

薬物の塩化形態はそれが投与されると体内への徐放を可能にする。

このタイプのペニシリンは、血漿中の抗生物質濃度を経時的に一定に保つために薬物の長期放出が必要な場合に使用されます。

ベンジルペニシリンベンザチンおよびプロカインベンジルペニシリンはこの範疇の一部である。

酸安定ペニシリン

ペニシリンは酸性環境で容易に分解するため、胃の中で分解することもあります。事実、ある種のペニシリンはそれらの分解を避けるために非経口的に投与されなければならない。

ペニシリンの化学構造に若干の小さな変化を加えることによって、酸性環境においてさえ安定な分子を得ることが可能であり、従って経口投与を可能にする。

酸安定性ペニシリンは全てフェノキシメチルペニシリン（ペニシリンＶ）に由来する。これらには、 フェネチシリン 、 プロピシリン 、 フェンベニ シリンおよびクロメトシリンが含まれる 。

耐性βラクタマーゼペニシリン

その名が示すように、この範疇に属するペニシリンはβ－ラクタマーゼの作用に耐性がある。

この種のペニシリンは通常非経口投与されます。

メチシリン 、 ナフシリン 、 オキサシリン 、 クロキサシリン 、 ジクロキサシリンおよびフルクロキサシリンはこの範疇に属する。

広域ペニシリン

これらのペニシリンは幅広い作用を持っています。したがって、それらはさまざまな種類の感染症の治療に役立ちます。

この範疇に属するペニシリンのいくつかは経口投与することができ、一方他のものは非経口投与するが、全てが細菌性β－ラクタマーゼに対して感受性がある。それ故、非常にしばしば、これらのペニシリンはβ－ラクタマーゼ阻害剤と組み合わせて投与される。

アンピシリン 、 ピバンプシリン 、 バカンピシリン 、 メタンピシリン 、 アモキシシリン 、 カルベニシリン 、 カリンダシリン 、 カルフェシリン 、 メズロシリン 、 ピペラシリン 、 アゾシリン 、 スルベニシリン 、 テモシリンおよびチカルシリンはこの範疇に属する。