Penicillin: Geschichte, Entdeckung & antibakterielle Wirkung

Penicillin ist eine Form von Antibiotikum, die in der Lage ist, das Wachstum anderer Organismen zu hemmen. Penicillin wurde 1928 von Alexander Fleming entdeckt, nachdem er Staphylococcus aureus kultiviert und seine Hemmung durch unbekannte Sporen bemerkt hatte. Seitdem wurden mehr als 3.000 Antibiotikatypen entdeckt. Antibiotika werden aus Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren gewonnen, aber nur ein kleiner Prozentsatz davon wird in der Medizin verwendet. Penicillin gehört zu einer Kategorie namens Beta-Laktame und ist eines der ältesten verwendeten Antibiotika.

Struktur

Penicillin-Antibiotika werden aus den kovalenten Bindungen der Aminosäuren Cystein und Valin gebildet. Das wirksamste der Penicillin-Antibiotikaklasse ist Penicillin G. Obwohl es das stärkste der Derivate ist, hat es wie andere Penicillin-Klassen Schwächen. Diese Antibiotika sind nur gegen grampositive Bakterien wirksam, werden schlecht ins Blut aufgenommen und einige Bakterien haben Enzyme entwickelt, die das Medikament inaktivieren. Übermäßiger Gebrauch von Penicillin ist einer der Gründe, warum selbst ein hochwirksames Antibiotikum an Wirksamkeit verliert.

Wirkungsweise

Penicillin-Antibiotika sind wirksam gegen Bakterien durch Reaktionen, die das Wachstum der Zellwand des Mikrobes hemmen. Wenn Bakterien nicht in der Lage sind, eine ordnungsgemäß gebildete Zellwand zu erstellen, können Flüssigkeiten in die Zelle eindringen und sie zum Platzen bringen. Dies ist die Wirkungsweise, mit der Penicillin Bakterien im menschlichen Körper zerstört.

Mechanismus

Grampositive Bakterien haben eine dicke Zellwand, die hauptsächlich aus Cellulose und Zuckereinheiten besteht. Die Cellulose und Polysaccharide sind vernetzt, um ein Maschenwerk mit einem festen Rückgrat zu bilden. Bevor die Bakterien in der Lage sind, das Rückgrat-Maschenwerk zu erstellen, hemmt Penicillin das Enzym, das die Reaktion katalysiert, und ersetzt die endgültige Verbindung durch eine fehlerhafte Aminosäure. Der Ersatz ist irreversibel, sodass das Bakterium seine innere Zellstruktur nicht vor osmotischem Druck schützen kann. Wasser strömt in die Zelle, die Zellwand platzt und die Zelle wird zerstört. Zusätzlich, da tierische und menschliche Zellen keine Zellwand haben, beeinflusst Penicillin nur Bakterien und nicht den Wirt.

Resistenz

Bakterienzellen mutieren oft, so dass die Erfindung von Penicillin resistente Bakterienstämme hervorgebracht hat. Bakterien haben Penicillinasen entwickelt, Enzyme, die die Bindung im aktiven Ring von Penicillin zerstören und es inaktiv machen. Die Anpassung von Bakterien gegen Penicillin hat auch dazu geführt, dass einige Bakterien gegen andere Arten von Antibiotika resistent geworden sind.

Allergien

Schätzungsweise 300 bis 500 Menschen sterben jedes Jahr an Penicillin-Allergien. Patienten, die allergisch gegen Penicillin sind, erleben einen anaphylaktischen Schock, einen akuten Zustand, der zu einem Blutdruckabfall, Atemwegsentzündung und einem schwachen Puls führt. Die Reaktion entsteht durch die Bindung von Penicillin an Immunrezeptoren im Körper und das Auslösen einer IgE-vermittelten Entzündungsreaktion.

Wann sollten Sie einen Arzt aufsuchen?

Bei Anzeichen einer allergischen Reaktion wie Hautausschlag, Atemnot oder Schwellungen suchen Sie sofort einen Arzt auf.