بنسلين

التركيب الكيميائي

الصيغة المجملة للبنسلين هي: R-C₉H₁₁N₂O₄S
حيث يمثل R سلسلة جانبية متغيرة كأنْ تكون مجموعة بنزيل في بنسلين (جي) أو مجموعة فينأوكسي ميثيل (بالإنجليزية: Phenoxymethyl) في بنسلين في (بالإنجليزية:  Penicillin V).

آلية العمل

عامةً، بعض المضادات البكتيرية تأثيرها كابح للجراثيم (بالإنجليزية: bacteriostatic)، بينما يقضي البعض الآخر على البكتيريات أو يُمِيتها bactericidal قتل البكتيريا.
والبينيسيلّين يعتبر من المضادات البكتيرية القاتلة (بالإنجليزية: bactericidal) للبكتريا، حيث يتداخل البينيسيلّين في عملية بناء الجِدَار الخَلَويّ البِكْتِيري (بالإنجليزية: bacterial cell wall) ويحصل ذلك عند آخر مرحلة في بناء الجدار المتمثّلة بإلصاق (بالإنجليزية: Glycopeptide) (البِبْتَيدَات السكريّة أو الجليكوبيبتيد) تحديدًا ربط حامضين أمينيين اثنين هما الألانين والجليسين، كلٍ مرتبط بسلسلة مختلفة عديدة الببتيد مكونة للجدار، بعد فصل الألانين الطرفية (بالإنجليزية: Terminal D-Alanine) بتحفيذ من أنزيم الترانسبيبتيداز(ناقل الببتيد) Transpeptidase. ذلك يعود إلى شَّبَه كيميائيّ للبينيسيلّين بمركب (الألانين - الألانين المتطرف) D-Alanyl-D-Alanin فيتفاعل مع الترانسبيبتيداز بحيث يمنع ربط الحامضين الأمنيين السابق ذكرهم (الألانين والجليسين) ببعضهما. وبذلك يصبح الجدار الخلوي البكتيري فاقد للروابط الداخلية cross-linkages بين بِبْتَيدَاته السكريّة مما يُحدِث خلل مورفولوجيّ (بالنسبة للشكل وبالتالي للوظيفة) بالجدران الخلويّة للبكتريا المعرضة للبينيسيلّين. هذه الظاهرة ترتبط بالتركيزات الارتشاحيّة العالية لبعض الموادّ؛ وتصبح الظاهرة ذات تاثير واضح عندما يوجد خلل في الجدار الخلويّ. فطالما أنّ دخول الماء محدود بصلابة الجدار فإنّ الخليّة تبقى حيّة، لكن ما إن يصبح ضغط الماء الداخليّ عاليًا لدرجةٍ مرتفعةٍ كافيةٍ لإفساد الغشاء الخلوي حتّى تموت الخليّة البكتيريّة Cell Lysis.
الخلايا المحميّة من هذه الظاهرة هي الخلايا الحيوانيّة (من ذوات الدم الدافئ) وبعض أنواع البكتيريا مثل Mycoplasma مثلًا، نظرًا لكونها خاليةً من الجدار الخلويّ ولذلك بالتالي مقاومة لأضرار البينيسيلّين المذكورة.
إلى جانب الترانسبيبتيداز، توجد بروتيينات أخرى رابطة للبينيسيلّين (بروتيينات رابطة للبينيسيلين) Penicillin-binding-proteins، وممكن أن يؤدّي شَغلُها من قبل البينيسيلّين إلى نتيجة علاجيّة. والمسؤول الأول عن زوال الخليّة البكتيريّة هي الإنزيمات الخاصّة بالبكتيريا ذاتها: الأوتوليزين Autolysin، والتي هي قادرة على تهديم الجدار الخلويّ، بينما هذه الإنزيمات تشارك في تغيير شكل بناء الجدار الخلويّ أثناء الأحوال الوظائفيّة الطبيعيّة (أي الفيزيولوجيّة).
طريقة تأثير البينيسيلّين على نشاط هذه الأوتوليزينات غير معلومة بشكل أكثر وضوحًا.
البكتيريات السالبة حسب تفاعل غرام Gram، تضمّ كميّات قليلةً من الموكوبيبتيدات (بالإنجليزية: Mucopeptide) المحتوية على حمض المورامين (بالإنجليزية: Muramin). هذه الطبقة من الموريين (بالإنجليزية: Murein) محاطةٌ بدورها بطبقة مزدوجة متألّفة من الفوسفوليبيدات Phospholipid (أو "دهون الفوسفات"). هذه الطبقة تفسّر مقاومة البكتيريات السالبة حسب غرام، نظرًا لكونها تمثّل حاجز مرور للبينيسيلّين.
كذلك الأمر بالنسبة لتفسير قدرة البكتيريات المتواجدة داخل خلايا الجسم -التي بطبيعة الحال لديها طبقة مزدوجة من الفوسفوليبيدات-، مثل البروسيلات Brucella، الكلاميديات Chlamydia والريكتسيات (بالإنجليزية: Rickettsia) المقاومة للبينيسيلّين -باستثناء بعض خلايا الجسم التي يتوفّر لديها نظام نقل خاصّ للبينيسيلّين-.

مقاومة بعض البكتيريات

بعض البكتيريات لديها القدرة على تصنيع إنزيمات تعطّل دور البينيسيلّين عن طريق فتحها لحلقة البيتالاكتام β-Lactam الموجودة لدى البينيسيلّين، هي البيتالاكتاماز (بالإنجليزية: β-Lactamase) (أو البينيسيلّيناز Penicillinase). لتجاوز هذه المشكلة يجب إعطاء الأدوية المعيقة للبيتالاكتاماز β-Lactamase-inhibitors في نفس الوقت عند وصف البينيسيلّينات البسيطة، ذلك لحماية حلقة البيتالاكتام وبالتالي دور البينيسيلّين من التعطيل؛ أمثلة لهذه الرادعات للبيتالاكتاماز هي: حمض الكلافولان (بالإنجليزية: Clavulanic acid)، سلباكتام (بالإنجليزية: Sulbactam)، سلتاميسيلين (بالإنجليزية: Sultamicillin).
البينيسيلّين ف (بالإنجليزية: Penicillin V)، يشابه إلى حدّ ما البينيسيلّين ج، إلّا أنّه أقلّ تأثيرًا وصامد أمام أحماض المعدة.
توجد أيضًا إيزوكسازوليل-بينيسيلّينات (بالإنجليزية: Isoxazolyl-Penicillin) (مثل أوكساسيلين (بالإنجليزية: Oxacillin) وفلوكلوكساسيلين (بالإنجليزية: Flucloxacillin)، آمينوبينيسيلين (بالإنجليزية: Aminopenicillin) (أمبيسيلين المشهور (بالإنجليزية: Ampicillin)) وآسيل-أمينوبينيسيلّين Acyl-Aminopenicillin (مثل بيبيراسيلين (بالإنجليزية: Piperacillin)).

نظرة تاريخيّة

انتبه الباحث البكتيريوليجيّ السكوتلنديّ ألكسندر فلمنج لأوّل مرّة سنة 1928 لتأثير البينيسيلّين. بعد عشر سنوات تمّ عزل جزيء البينيسيلّين وتركيزه ودراسته على يد الباحثين إرنست تشين و هوارد فلوري. وتقاسم الباحثون الثلاثة سنة 1945 جائزتي نوبل -جائزة نوبل- للطب وعلم الوظائف (الفيزيولوجيا).
وكان قد ساعد العالمين ارنست تسين وهوارد فلوري العالم (نورمان هيتلي) الذي كان مسؤولا عن تدوين التنائج ومراقبة التفاعلات واعداد الادوات والوسائل المخبرية .
لقد كانت تهيئة البيئة الملائمة للنمو أول خطوة لإنتاج ما يكفي من البنسلين لاستخدامه كعقار. في أكسفورد، أظهر الخبراء أن البنسيليوم نوتاتوم ينمو بشكل أفضل في أوعية ضحلة صغيرة مع سوائل مغذية، حيث يحتاج البنسيليوم إلى الكثير من الهواء. في الولايات المتحدة، تم اكتشاف أن خزانات "التخمير العميق" الكبيرة يمكن أن تستخدم إذا تم ضخ الهواء النقي بشكل مستمر عبر الخزانات. وقد ازداد الإنتاج بشكل أكبر أكثر عندما تمت إضافة خمر الذرة الحاد إلى الخزانات وهو منتج سميك لزج معالج من الذرة. احتوى خمر الذرة الحاد على مغذيات مركزة زادت الإنتاجية 12 ضعفاً. بعد أن كان خمر الذرة الحاد يعتبر من النفايات، أصبح مكوناً جوهرياً في إنتاج البنسلين واسع النطاق.

العلاج

البنسلين فعّال ضدّ الكثير من البكتيريا الممرِضة. مثل المكورات الرئوية والعقديات والمكورات البنية والمكورات السحائية والمطثيات الكزازية المسببة للكزاز واللولبيات الشاحبة التي تسبب السفلس.
يجدر الإشارة هنا إلى تطوّر المقاومة الدوائية لدى بعض البكتيريات (خاصّة العنقودية)، مما استدعى تطوير الموادّ الفعّآلة المشتقّة طبعًا من البينيسيلّين والمذكورة سالفًا.

الوقاية

تجنب البنسلين إن ظننت أنك قد تتحسس منه. إلا أنه وفي بعض الأحيان يكون إعطاء البنسلين أمرا لا بد منه. عندها، يتوجب القيام بالاختبار الجلدي، فإن ثبتت حساسيتك تجاهه، يخضع المريض لما يسمى بإبطال الحساسية حيث يتم إعطاء المريض جرعات من البنسلين تزاد تدريجيا. تستمر هذه العملية إلى أن تتوقف عن تناول الدواء. فإن احتجت له مرة أخرى، فإنك ستخضع للعملية نفسها مجددا. تستغرق هذه العملية يوما أو يومين، لكنها لا تنفع مع كل الحالات والسبب في ذلك مجهول.