Penicilline sind eine Gruppe von antibakteriellen Medikamenten, die eine breite Palette von Bakterien angreifen. Sie waren die ersten Medikamente dieser Art, die von Ärzten eingesetzt wurden. Die Entdeckung und Herstellung von Penicillinen hat das Gesicht der Medizin verändert, da diese Medikamente Millionen von Leben gerettet haben.

Penicillium-Pilze sind die Quelle von Penicillin, das Menschen oral oder per Injektion einnehmen können.

Menschen auf der ganzen Welt verwenden Penicilline heute in großem Umfang zur Behandlung von Infektionen und Krankheiten.

Schnelle Fakten über Penicillin

  • Penicilline waren das erste Antibiotikum, das von Ärzten verwendet wurde.
  • Es gibt mehrere Antibiotika in der Penicillin-Klasse.
  • Experten schreiben Alexander Fleming die Entdeckung der Penicilline zu.
  • Penicillin wirkt, indem es in die Zellwände von Bakterien eingreift.
  • Weniger als 1 Prozent der Menschen reagieren gefährlich allergisch auf Penicillin.

Funktion

Medikamente der Penicillin-Klasse wirken, indem sie indirekt die bakteriellen Zellwände zum Platzen bringen. Sie tun dies, indem sie direkt auf Peptidoglykane einwirken, die eine wesentliche strukturelle Rolle in Bakterienzellen spielen.

Peptidoglykane bilden eine netzartige Struktur um die Plasmamembran von Bakterienzellen, die die Festigkeit der Zellwände erhöht und das Eindringen von Flüssigkeiten und Partikeln von außen in die Zelle verhindert.

Wenn sich ein Bakterium vermehrt, öffnen sich kleine Löcher in seinen Zellwänden, wenn sich die Zellen teilen. Neu produzierte Peptidoglykane füllen dann diese Löcher und bauen die Wände wieder auf.

Penicilline blockieren die Proteinstreben, die die Peptidoglykane miteinander verbinden. Dadurch wird das Bakterium daran gehindert, die Löcher in seinen Zellwänden zu schließen.

Da die Wasserkonzentration der umgebenden Flüssigkeit höher ist als die im Inneren des Bakteriums, strömt Wasser durch die Löcher in die Zelle und das Bakterium platzt.

Geschichte

Die Entdeckung der Penicilline wird allgemein Alexander Fleming zugeschrieben. Es wird erzählt, dass er eines Tages im September 1928 in sein Labor zurückkehrte und eine Petrischale mit Staphylococcus-Bakterien vorfand, deren Deckel nicht mehr aufgesetzt war.

Die Schale war mit einem blaugrünen Schimmelpilz namens Penicillium notatum kontaminiert worden. Fleming bemerkte, dass der Schimmelpilz von einem deutlichen Ring umgeben war, in dem die Bakterien nicht wachsen konnten.

Indem er diesen Schimmelpilz entdeckte und seine Verwendung erkannte, setzte Fleming die Räder in Bewegung, um eines der nützlichsten Medikamente der Medizingeschichte zu schaffen.

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Im März 1942 wurde Anne Miller die erste Zivilistin, die erfolgreich mit Penicillin behandelt wurde. Sie entging nur knapp dem Tod nach einer schweren Infektion nach einer Fehlgeburt.

Obwohl Fleming technisch gesehen das erste Antibiotikum entdeckte, mussten Wissenschaftler noch eine Menge Arbeit leisten, bevor Penicilline für den allgemeinen Gebrauch verfügbar wurden.

Wissenschaftler mit einem besseren Labor und einem tieferen Verständnis der Chemie als Fleming führten den Großteil der Arbeit aus. Howard Florey, Norman Heatley und Ernst Chain führten die ersten gründlichen und zielgerichteten Studien an dem Medikament durch.

In seiner Nobelpreisrede warnte Fleming, dass der übermäßige Einsatz von Penicillinen eines Tages zu bakteriellen Resistenzen führen könnte. Dies ist inzwischen zu einem Problem geworden.

Resistenz

Entgegen der landläufigen Meinung ist es nicht der Mensch, der eine Resistenz gegen Penicilline entwickelt, sondern die Bakterien selbst.

Bakterien gibt es schon seit Milliarden von Jahren. In dieser Zeit haben sie extreme Umwelteinflüsse überstanden und sind daher sehr anpassungsfähig. Außerdem regenerieren sie sich sehr schnell, was relativ schnelle genetische Veränderungen innerhalb einer Population ermöglicht.

Es gibt drei gängige Wege, auf denen Bakterien eine Immunität gegen Penicillin entwickeln können:

  • Penicillinase: Bakterien sind manchmal in der Lage, Penicillinase zu produzieren, ein Enzym, das Penicilline abbaut. Diese Fähigkeit kann sich in der gesamten Bakterienpopulation über einen kleinen Ring von DNA in einem Prozess namens Konjugation verbreiten. Dies ist das bakterielle Äquivalent der sexuellen Fortpflanzung, bei der einzelne Organismen neue genetische Informationen untereinander austauschen.
  • Veränderte bakterielle Struktur: Einige Bakterien können das Format der Penicillin-bindenden Proteine in ihrer Peptidoglykanwand auf subtile Weise verändern, so dass Penicilline nicht mehr daran binden können.
  • Penicillin-Entfernung: Andere Bakterien entwickeln Systeme, um Penicilline zu exportieren. Bakterien haben Effluxpumpen, mit denen sie Substanzen aus der Zelle freisetzen. Die Umfunktionierung einiger dieser Pumpen kann es der Zelle ermöglichen, Penicilline zu entsorgen.

Nebenwirkungen

Zu den häufigsten Nebenwirkungen der Einnahme von Penicillinen gehören:

  • Diarrhöe
  • Übelkeit
  • Kopfschmerzen
  • Hautausschläge und Nesselsucht

Weniger häufige Nebenwirkungen sind:

  • Kurzatmigkeit oder unregelmäßige Atmung
  • Gelenkschmerzen
  • Plötzliche Benommenheit und Ohnmacht
  • Schwellungen und Rötungen im Gesicht
  • Schuppige, rote Haut
  • Juckreiz und Ausfluss aus der Scheide, entweder aufgrund einer Hefepilzinfektion oder einer bakteriellen Vaginose
  • Wunden Mund und Zunge, manchmal mit weißen Flecken
  • Unterleibskrämpfe, Spasmen, Empfindlichkeit oder Schmerzen
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Seltene Nebenwirkungen sind:

  • Unruhe, Angst oder Verwirrung
  • ein Gefühl von drohendem Unheil
  • Halluzinationen
  • Gelbfärbung der Augen und der Haut
  • Halsschmerzen
  • Ungewöhnliche Blutungen
  • Durchfall und vermindertes Wasserlassen
  • Krämpfe

Risiken

Obwohl die Anwendung von Penicillinen weit verbreitet ist, können, wie bei jedem Medikament, einige Probleme oder Kontraindikationen auftreten:

  • Stillen: Personen, die stillen, können kleine Mengen von Penicillin an das Kind weitergeben. Dies kann dazu führen, dass das Kind allergische Reaktionen, Durchfall, Pilzinfektionen und Hautausschlag erleidet.
  • Wechselwirkungen: Einige andere Medikamente können mit Penicillinen interagieren. Vor der Einnahme mehrerer Medikamente ist es wichtig, einen Arzt zu konsultieren.
  • Blutungsprobleme: Einige Penicilline, wie Carbenicillin, Piperacillin und Ticarcillin, können bereits bestehende Blutungsprobleme verschlimmern.
  • Orale Verhütungsmittel: Penicilline können die Einnahme von Antibabypillen beeinträchtigen, wodurch sich das Risiko einer ungewollten Schwangerschaft erhöht.
  • Mukoviszidose (zystische Fibrose): Menschen mit Mukoviszidose sind bei der Einnahme von Piperacillin anfälliger für Fieber und Hautausschläge.
  • Nierenerkrankung: Personen mit einer Nierenerkrankung haben ein erhöhtes Risiko für Nebenwirkungen.
  • Methotrexat: Methotrexat unterbricht das Zellwachstum und kann zur Behandlung verschiedener Erkrankungen eingesetzt werden, einschließlich Leukämie und einiger Autoimmunkrankheiten. Penicilline hindern den Körper daran, dieses Medikament zu entsorgen, was zu schweren Komplikationen führen kann.
  • Phenylketonurie: Einige stärkere, kaubare Amoxicillin-Tabletten enthalten hohe Mengen an Aspartam, das der Körper in Phenylalanin umwandelt. Dies ist für Personen mit Phenylketonurie gefährlich.
  • Gastrointestinale Probleme: Patienten mit einer Vorgeschichte von Magengeschwüren oder anderen Darmerkrankungen können bei der Einnahme von Penicillinen mit höherer Wahrscheinlichkeit eine Kolitis entwickeln.

Penicillin-Allergie

Manche Menschen haben eine Allergie gegen Penicilline.

Allergische Reaktionen auf Penicillin führen typischerweise zu Nesselsucht, Keuchen und Schwellungen, insbesondere im Gesicht.

Etwa 10 Prozent der Menschen berichten über eine Allergie gegen Penicilline, aber die tatsächliche Zahl liegt näher bei 1 Prozent, und nur etwa 0,03 Prozent zeigen lebensbedrohliche allergische Reaktionen.

Alkohol und Penicillin

Bestimmte Antibiotika, wie Metronidazol und Tinidazol, zeigen schwere Reaktionen mit Alkohol. Dies ist jedoch bei Penicillinen nicht der Fall.

Zum Mitnehmen

Penicilline haben in der Geschichte ihres Einsatzes in der Medizin unzählige Leben gerettet. Allerdings sind die Ärzte jetzt besorgt über die Zunahme der Antibiotikaresistenz. Nur die Zeit wird zeigen, wie die Antibiotika der Zukunft diese Hürde überwinden werden.