Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:36 • sest 21:19 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:44 • Sest 05:50 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:37 • Síðdegis: 17:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:57 • Síðdegis: 23:09 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Heilbrigðisvísindi Læknisfræði

Hvað er og hvernig verkar penisilín?

Berglind Júlíusdóttir

Penisilín (e. penicillin) er fúkkalyf sem notað er til að vinna á bakteríusýkingum. Í daglegu tali er orðið penisilín ekki notað um eitt ákveðið lyf heldur nær það yfir mismunandi tegundir af penisilíni og hóp sýklalyfja sem eru búin til úr penisilíni. Penisilín-sýklalyf eru mest notuðu sýklalyf hér á landi enda eru alvarlegar aukaverkanir ekki algengar.

Af þeim mörgu tegundum og afbrigðum sem til eru af penisilíni má nefna penisilín G, eða Benzylpenisilín. Þessa tegund er ekki hægt að gefa um munn þar sem magasýrurnar brjóta hana niður en sé henni sprautað í vefi líkamans vinnur hún betur á bakteríum. Penisilín V, eða fenoxýmetýlpenisilín (penisilín V) má hins vegar taka um munn en það er ekki eins virkt og penisilín G. Þriðja gerðin sem hér verður nefnd er benzathinepenisilín. Hún er gefin í vöðva og notuð þegar þörf er á langvarandi meðferð, en ein lyfjagjöf í vöðva getur enst í 2-4 vikur. Síðast má nefna svokallað procainepenisilín, sem er einnig sprautað í vöðva, en það er blanda benzylpenisilíns og deyfilyfsins procaine. Þessi blanda er notuð þegar minnka þarf sársauka við penisilíngjöf í vöðva.



Apótek í New York auglýsir penisilín árið 1945.

Saga penisilíns

Franskur læknanemi, Ernest Duchesne að nafni, uppgötvaði bakteríudrepandi eiginleika penisilíns fyrstur manna þegar hann skoðaði mygluna Penicillum glaucum sem notuð er til að búa til gorgonzolaost. Þetta var árið 1896 en uppgötvun hans vakti enga sérstaka athygli.

Heiðurinn af uppgötvun penisilíns er þó venjulega eignaður skoska vísindamanninum Alexander Fleming (1881-1955) sem enduruppgötvaði það árið 1928. Fleming var að skoða Staphylococcus-bakteríur og tók eftir því að þær virtust ekki vaxa nálægt myglu sem hafði myndast á ræktunardisknum. Hann hreinræktaði mygluna og komst að því að sveppurinn, sem reyndist vera Penicillum notatum, gaf frá sér bakteríudrepandi efni. Efnið var síðan kennt við sveppinn og kallað penisilín.

Fleming hætti rannsóknum sínum á penisilíni árið 1931 þar sem hann taldi að áhrif þess í mannslíkamanum væru ekki nógu langvarandi til að lækna sjúkdóma. Fleiri þættir komu einnig til svo sem takmarkaður áhugi annarra fræðimanna. Rannsóknir á penisilíni hófust þó aftur árið 1939 og voru þar að verki ástralski meinafræðingurinn Howard Florey (1898-1968) og þýski lífefnafræðingurinn Ernst Chain (1906-1979) ásamt öðru rannsóknarliði við Oxford háskóla. Þessar rannsóknir leiddu til þess að farið var að framleiða penisilín og vaknaði sú von að með því væri hægt að útrýma sjúkdómum. Uppgötvanir Flemings, Floreys og Chains leiddu til þess að þeim voru veitt Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða læknisfræði árið 1945.



Howard Florey og Ernst Chain.

Í byrjun 5. áratugarins uppgötvaðist efnabygging penisilíns og var þar meðal annarra að verki breski efnafræðingurinn Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994). Þekking á efnabyggingunni gerði framleiðslu á gervipenisilíni mögulega.

Nokkur vandkvæði voru á notkun penisilíns til að byrja með þar sem það reyndist bæði erfitt í framleiðslu og skildist hratt út úr líkamanum; þremur til fjórum tímum eftir að lyfið var tekið hafði um 80% efnisins skilast út. Til að bregðast við þessu var þvagi sjúklinga safnað og lyfið einangrað aftur. Þess gerðist þó ekki lengur þörf þegar betri framleiðsluaðferðir komu fram. Auk þess kom í ljós að hægt var að koma í veg fyrir hraðan útskilnað úr líkamanum með því að gefa efnið probenecid samhliða penisilíninu, en nýrun vinna frekar að því að skilja það út en penisilínið. Með enn betri framleiðsluaðferðum á gervipenisilíni hefur þó dregið úr notkun á probenecid.



Framleiðsla á penisilíni hófst á 5. áratug síðustu aldar.

Virkni penisilíns

Penisilín hefur mest áhrif á svokallaðar gram-jákvæðar bakteríur (e. gram-positive). Bakteríum er skipt í gram-jákvæðar og gram-neikvæðar eftir því hvernig þær bregðast við svokallaðri gram-vefjalitun. Gram-jákvæðar frumur litast dökkbláar eða fjólubláar vegna mikils magns af slímpeptíðum (e. peptidoglycan eða murein) í frumuvegg þeirra. Þessar jákvæðu frumur vantar venjulega fitufjölsykurlag (e. lipopolysaccharide) sem er himna sem gram-neikvæðar bakteríur hafa.

Penisilín tilheyrir svokölluðum beta-laktam-sýklalyfjum en beta-laktam vísar til ákveðinnar uppröðunar atóma í sameind; þau mynda hring sem samanstendur af þremur kolefnisatómum og einu nituratómi. Mörg slík lyf, þar á meðal penisilín, virka þannig að þau hamla nýmyndun slímpeptíða í frumveggjum, nánar tiltekið myndun krosstengja sem tengja saman slímpeptíðin í bakteríunni. Þessi peptíð gegna mikilvægu hlutverki þar sem þau styrkja frumvegginn og móta útlit bakteríunnar auk þess sem þau taka þátt í skiptingu frumunnar. Beta-laktam hluti penisilínsins binst tengjum slímpeptíðanna á sérstökum móttökurum (e. penicillin-binding proteins (PBPs)) og veikir frumuvegginn þegar bakterían fjölgar sér með þeim afleiðingum að hún deyr. Penisilín virkar aðeins þegar bakteríur eru að skipta sér því þá myndast áðurnefnd krosstengi.


Penisilín.

Margar sýklategundir hafa myndað þol gegn penisilínlyfjum. Þetta getur stafað af breytingum á móttökurunum sem penisilínið notar til að bindast bakteríum. Önnur og algengari ástæða fyrir penisilínónæmi er að bakteríurnar framleiða sérstakt ensím (beta-laktamasa) sem brýtur niður beta-laktam hringinn í penisilíninu og gerir lyfið óvirkt.

Með framförum á síðustu árum hafa komið fram lyf sem nota má við penisilínþolnum sýklum. En þó til séu mörg þannig lyf eru enn bakteríur sem virðast ónæmar fyrir öllum þekktum lyfjum. Það er því endalaust kapphlaup á milli vísindamanna og sýkla þar sem þeir fyrrnefndu reyna að finna ný lyf á móti sífellt nýjum stökkbreytingum hinna síðarnefndu.

Heimildir og myndir:

Höfundur

Berglind Júlíusdóttir

læknanemi

Útgáfudagur

2.12.2005

Spyrjandi

Hrafnkatla Eiríksdóttir
Katrín Blomsterberg

Efnisorð

Tilvísun

Berglind Júlíusdóttir. „Hvað er og hvernig verkar penisilín?“ Vísindavefurinn, 2. desember 2005. Sótt 20. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=5455.

Berglind Júlíusdóttir. (2005, 2. desember). Hvað er og hvernig verkar penisilín? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=5455

Berglind Júlíusdóttir. „Hvað er og hvernig verkar penisilín?“ Vísindavefurinn. 2. des. 2005. Vefsíða. 20. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=5455>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er og hvernig verkar penisilín?
Penisilín (e. penicillin) er fúkkalyf sem notað er til að vinna á bakteríusýkingum. Í daglegu tali er orðið penisilín ekki notað um eitt ákveðið lyf heldur nær það yfir mismunandi tegundir af penisilíni og hóp sýklalyfja sem eru búin til úr penisilíni. Penisilín-sýklalyf eru mest notuðu sýklalyf hér á landi enda eru alvarlegar aukaverkanir ekki algengar.

Af þeim mörgu tegundum og afbrigðum sem til eru af penisilíni má nefna penisilín G, eða Benzylpenisilín. Þessa tegund er ekki hægt að gefa um munn þar sem magasýrurnar brjóta hana niður en sé henni sprautað í vefi líkamans vinnur hún betur á bakteríum. Penisilín V, eða fenoxýmetýlpenisilín (penisilín V) má hins vegar taka um munn en það er ekki eins virkt og penisilín G. Þriðja gerðin sem hér verður nefnd er benzathinepenisilín. Hún er gefin í vöðva og notuð þegar þörf er á langvarandi meðferð, en ein lyfjagjöf í vöðva getur enst í 2-4 vikur. Síðast má nefna svokallað procainepenisilín, sem er einnig sprautað í vöðva, en það er blanda benzylpenisilíns og deyfilyfsins procaine. Þessi blanda er notuð þegar minnka þarf sársauka við penisilíngjöf í vöðva.



Apótek í New York auglýsir penisilín árið 1945.

Saga penisilíns

Franskur læknanemi, Ernest Duchesne að nafni, uppgötvaði bakteríudrepandi eiginleika penisilíns fyrstur manna þegar hann skoðaði mygluna Penicillum glaucum sem notuð er til að búa til gorgonzolaost. Þetta var árið 1896 en uppgötvun hans vakti enga sérstaka athygli.

Heiðurinn af uppgötvun penisilíns er þó venjulega eignaður skoska vísindamanninum Alexander Fleming (1881-1955) sem enduruppgötvaði það árið 1928. Fleming var að skoða Staphylococcus-bakteríur og tók eftir því að þær virtust ekki vaxa nálægt myglu sem hafði myndast á ræktunardisknum. Hann hreinræktaði mygluna og komst að því að sveppurinn, sem reyndist vera Penicillum notatum, gaf frá sér bakteríudrepandi efni. Efnið var síðan kennt við sveppinn og kallað penisilín.

Fleming hætti rannsóknum sínum á penisilíni árið 1931 þar sem hann taldi að áhrif þess í mannslíkamanum væru ekki nógu langvarandi til að lækna sjúkdóma. Fleiri þættir komu einnig til svo sem takmarkaður áhugi annarra fræðimanna. Rannsóknir á penisilíni hófust þó aftur árið 1939 og voru þar að verki ástralski meinafræðingurinn Howard Florey (1898-1968) og þýski lífefnafræðingurinn Ernst Chain (1906-1979) ásamt öðru rannsóknarliði við Oxford háskóla. Þessar rannsóknir leiddu til þess að farið var að framleiða penisilín og vaknaði sú von að með því væri hægt að útrýma sjúkdómum. Uppgötvanir Flemings, Floreys og Chains leiddu til þess að þeim voru veitt Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða læknisfræði árið 1945.



Howard Florey og Ernst Chain.

Í byrjun 5. áratugarins uppgötvaðist efnabygging penisilíns og var þar meðal annarra að verki breski efnafræðingurinn Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994). Þekking á efnabyggingunni gerði framleiðslu á gervipenisilíni mögulega.

Nokkur vandkvæði voru á notkun penisilíns til að byrja með þar sem það reyndist bæði erfitt í framleiðslu og skildist hratt út úr líkamanum; þremur til fjórum tímum eftir að lyfið var tekið hafði um 80% efnisins skilast út. Til að bregðast við þessu var þvagi sjúklinga safnað og lyfið einangrað aftur. Þess gerðist þó ekki lengur þörf þegar betri framleiðsluaðferðir komu fram. Auk þess kom í ljós að hægt var að koma í veg fyrir hraðan útskilnað úr líkamanum með því að gefa efnið probenecid samhliða penisilíninu, en nýrun vinna frekar að því að skilja það út en penisilínið. Með enn betri framleiðsluaðferðum á gervipenisilíni hefur þó dregið úr notkun á probenecid.



Framleiðsla á penisilíni hófst á 5. áratug síðustu aldar.

Virkni penisilíns

Penisilín hefur mest áhrif á svokallaðar gram-jákvæðar bakteríur (e. gram-positive). Bakteríum er skipt í gram-jákvæðar og gram-neikvæðar eftir því hvernig þær bregðast við svokallaðri gram-vefjalitun. Gram-jákvæðar frumur litast dökkbláar eða fjólubláar vegna mikils magns af slímpeptíðum (e. peptidoglycan eða murein) í frumuvegg þeirra. Þessar jákvæðu frumur vantar venjulega fitufjölsykurlag (e. lipopolysaccharide) sem er himna sem gram-neikvæðar bakteríur hafa.

Penisilín tilheyrir svokölluðum beta-laktam-sýklalyfjum en beta-laktam vísar til ákveðinnar uppröðunar atóma í sameind; þau mynda hring sem samanstendur af þremur kolefnisatómum og einu nituratómi. Mörg slík lyf, þar á meðal penisilín, virka þannig að þau hamla nýmyndun slímpeptíða í frumveggjum, nánar tiltekið myndun krosstengja sem tengja saman slímpeptíðin í bakteríunni. Þessi peptíð gegna mikilvægu hlutverki þar sem þau styrkja frumvegginn og móta útlit bakteríunnar auk þess sem þau taka þátt í skiptingu frumunnar. Beta-laktam hluti penisilínsins binst tengjum slímpeptíðanna á sérstökum móttökurum (e. penicillin-binding proteins (PBPs)) og veikir frumuvegginn þegar bakterían fjölgar sér með þeim afleiðingum að hún deyr. Penisilín virkar aðeins þegar bakteríur eru að skipta sér því þá myndast áðurnefnd krosstengi.


Penisilín.

Margar sýklategundir hafa myndað þol gegn penisilínlyfjum. Þetta getur stafað af breytingum á móttökurunum sem penisilínið notar til að bindast bakteríum. Önnur og algengari ástæða fyrir penisilínónæmi er að bakteríurnar framleiða sérstakt ensím (beta-laktamasa) sem brýtur niður beta-laktam hringinn í penisilíninu og gerir lyfið óvirkt.

Með framförum á síðustu árum hafa komið fram lyf sem nota má við penisilínþolnum sýklum. En þó til séu mörg þannig lyf eru enn bakteríur sem virðast ónæmar fyrir öllum þekktum lyfjum. Það er því endalaust kapphlaup á milli vísindamanna og sýkla þar sem þeir fyrrnefndu reyna að finna ný lyf á móti sífellt nýjum stökkbreytingum hinna síðarnefndu.

Heimildir og myndir:...