Πενικιλίνη

Η πενικιλλίνη, το πρώτο αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε, λαμβάνεται από καλλιέργειες ειδών ευρωτομυκήτων (Eurotiomycetes) (π.χ. πενικίλλιον κλπ). Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες των καλλιεργημάτων των ευρωτομυκήτων ήταν γνωστές από τα παλιότερα χρόνια. Πρώτος όμως ο Άγγλος ερευνητής Αλεξάντερ Φλέμινγκ  το 1928 παρατήρησε -εντελώς τυχαία- ότι η πράσινη μούχλα παρήγαγε μια ουσία που ανέστελλε τη δραστηριότητα μερικών βακτηρίων και την ονόμασε πενικιλλίνη. Η ουσία απομονώθηκε το 1940 από τον Ερνστ Τσέιν μέλος μιας ομάδας με επικεφαλής τον Χάουαρντ Γουόλτερ Φλόρεϊ. Ο Φλέμινγκ, ο Τσέιν και ο Φλόρεϊ τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ το 1945 για τις εργασίες τους πάνω στην πενικιλίνη.

Το 1943 η πενικιλλίνη παρασκευάσθηκε βιομηχανικά. Διάφορα είδη πενικιλίνης σχηματίζονται ως αποτέλεσμα ζωικής δραστηριότητας διαφόρων ειδών μυκήτων μούχλας (Penicillium notatum, Penicillium dirysogenum). Το σκεύασμα που χρησιμοποιείται στην ιατρική είναι μείγμα διαφόρων ειδών πενικιλίνης με τη μορφή αλάτων νατρίου και ασβεστίου. Η πενικιλλίνη έχει τη μορφή λευκής σκόνης ή κίτρινης άμορφης μάζας και είναι ευδιάλυτη στο νερό.

Η πενικιλίνη είναι ένα από τα ισχυρότερα σύγχρονα θεραπευτικά μέσα. Χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της πνευμονίας, σηπτικών ή πυωδών ασθενειών, διαφόρων μορφών κυνάγχης, διφθερίτιδας. ερυσιπέλατος, οστρακιάς, βλεννόρροιας, σύφιλης κ.α. Ανθεκτικά στην πενικιλίνη είναι τα βακτήρια του τύφου, των παρατύφων, της δυσεντερίας, της φυματίωσης, τα αίτια της πανώλους, της τουλαραιμίας, οι ρικέτσιες και ορισμένοι ακόμη μικροοργανισμοί.

Ανακάλυψη 
Ο Αλεξάντερ Φλέμινγκ (1881-1955) γεννήθηκε στη Σκωτία. Έλαβε μέρος στον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο και υπηρέτησε ως επίατρος σε βρετανικό νοσοκομείο του Παρισιού. Συγκλονισμένος από τις εκατόμβες θυμάτων που προκαλούν οι λοιμώξεις στους πληγωμένους αποφάσισε να αφιερωθεί στη μικροβιολογία. Εντάχθηκε έτσι στο εργαστήριο του Νοσοκομείου Σεντ Μέρις (St Mary’s Hospital) όπου και εκπαιδεύτηκε από τον καθηγητή Α. Ράιτ (1861-1947). Το 1922 δημοσίευσε μνημόνιο για την «λυσοζύμη» - βιολογική ουσία που είχε ανακαλύψει και της οποίας απέδειξε την καταστροφική δύναμη στο τοίχωμα ορισμένων βακτηριδίων. Το 1928, παρατήρησε την καταστροφή μεγάλου μέρους μιας καλλιέργειας σταφυλοκόκκου που περιείχετο σε τρυβλίο Πετρί, το οποίο είχε μολυνθεί από γειτονική μούχλα. Ο Φλέμινγκ τότε, αντί να πετάξει τη χαλασμένη καλλιέργεια, καταπιάστηκε με την ταυτοποίηση της μούχλας. Η παρατήρησή του, δημοσιεύτηκε το 1929. Μετά από 2 χρόνια ανακαλύφθηκε ότι επρόκειτο για το μικρόβιο «Penicillium notatum» και ο Φλέμινγκ ονόμασε τη βακτηριοκτόνο ουσία «πενικιλίνη». Το 1933 πέτυχε επαρκώς δραστικό εκχύλισμα πενικιλίνης με το οποίο αντιμετώπισε επιτυχώς ένα περιστατικό επιπεφυκίτιδας. Αυτή είναι η πρώτη γνωστή θεραπεία με πενικιλίνη. 

Το 1940, ο Ερνστ Τσέιν (1906-1978), μέλος μιας ομάδας με επικεφαλής των Χάουαρντ Φλόρεϋ κατάφερε μετά από εξαετείς έρευνες να λάβουν καθαρή πενικιλίνη και έφτιαξαν πυκνά διαλύματά της. Όμως λόγω των βομβαρδισμών του Λονδίνου και την έλλειψη βιομηχανικών εγκαταστάσεων διαθέσιμες για την παραγωγή αδυνατούσαν να παράγουν μεγάλες ποσότητες. Έτσι η έρευνα μεταφέρθηκε στις ΗΠΑ. Το 1942 άρχισε η βιομηχανική παραγωγή πενικιλίνης στις Η.Π.Α. Την ίδια χρονιά στη Ρωσία η μικροβιολόγος Ζιναΐντα Ερμόλεβα συνέθεσε ανεξάρτητα πενικιλλίνη για λογαριασμό της χώρας της και τον επόμενο χρόνο η Ρωσία άρχισε να παράγει μαζικά πενικιλλίνη. 

Στις Η.Π.Α. η μαζική παραγωγή του φαρμάκου αυτού κατέστη δυνατή μόνο μετά την ανάπτυξη ενός φυτού κατάλληλου για ζύμωση βαθιάς δεξαμενής (deep-tank fermentation) το 1945 από την χημικό μηχανικό Μάργκαρετ Χάτσινσον Ρουσώ. Την ίδια χρονιά απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ από κοινού στους Φλέμινγκ, Φλέρευ και Τσέιν, ενώ η χημικός Ντόροθι Χότσκιν επιβεβαίωσε την χημική δομή της πενικιλλίνης μετά από τις αρχικές υποθέσεις του Έντουαρτ Άμπραχαμ και απέδειξε (ενάντια στην γενική επιστημονική άποψη της εποχής) πως το μόριο της πενικιλίνης περιέχει β-λακτάμη.

Μηχανισμός δράσης 
Οι πενικιλλίνες εμποδίζουν τα μικρόβια να προσλάβουν απαραίτητες ουσίες ώστε να διατηρήσουν το κυτταρικό τους τοίχωμα, με αποτέλεσμα να καταστρέφονται. Σημαντικό ρόλο σε αυτή την διαδικασία έχει ο λακταμικός δακτύλιος, ο οποίος είναι μέρος της πενικιλλίνης. Ορισμένα μικρόβια έχουν εξελιχθεί και έχουν αναπτύξει ένα ενζυμο, την λακταμάση, ώστε να καταστρέφουν τον λακταμικό δακτύλιο, αδρανοποιώντας έτσι την πενικιλλίνη. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, βρέθηκαν ορισμένα αντιβιοτικά, τα οποία αναστέλλουν τη βακτηριακή λακταμάση- και χορηγούνται μαζί με την πενικιλλίνη.

Παραπομπές

Πηγές 
 Γ. Ανδρούτσος,  Γ. Γιαννάκης,  Α. Μιχαηλίδης, Ινστιτούτο Ιστορίας Ιατρικής, Ιατρική Σχολή της Λυών, Γαλλία, δημοσιεύθηκε στην "Ιατρική Επιθεώρηση ΙΚΑ", τ.3, 1985.

Αντιβιοτικά
Ηπατοτοξίνες
Λακτάμες
Φυσικά προϊόντα