Comencemos con lo más sencillo, qué es la penicilina
, por qué es tan importante y por qué, entre otras cosas, ha convertido
a su inventor en premio Nobel. Las penicilinas son un determinado
conjunto de antibióticos con la capacidad de eliminar las bacterias que
causan infecciones en el cuerpo humano. Estos antibióticos son
originados a partir de una particular especie de hongo conocida como Penicillium y también sirven para prevenir infecciones bacterianas, especialmente aquellas que son provocadas por las bacterias positivas de Gram.
Las penicilinas constituyen uno de los primeros
antibióticos utilizados de la historia para tratar infecciones y otras
enfermedades serias, de hecho, todavía se las utilizan de forma regular
en la medicina moderna. Todas las penicilinas son antibióticos
β-lactámicos (beta-lactámicos), es decir, moléculas antibióticas con
núcleo β-lactámico...existen diferentes tipos de penicilinas, cada una
de ellas reacciona contra las bacterias en diferente grado, algunos de los tipos de penicilinas más empleados son:
- Ampicilina
- Amoxicilina
- Flucloxacilina
- Fenoximetilpenicilina
La penicilina
fue el primer antibiótico empleado en medicina y su descubrimiento es
atribuido a Alexander Fleming, quien junto a otros científicos médicos
obtuvieron el premio Nóbel de medicina
en 1945, mención más que merecida tras semejante aporte. El
descubrimiento de la penicilina ocurrió de una forma un tanto casual y
fue relatada por el propio Fleming, quien en la mañana del 28 de
septiembre de 1928 se encontraba estudiando cultivos de bacterias en el
sótano del laboratorio del Hospital St. Mary, en Londres.
Fleming se encontraba estudiando bacterias de
estafilococo,luego de ausentarse casi por un mes de
la ciudad de Londres, olvidó una placa de petri en la que se contenían
bacterias cerca de una ventana abierta. Al regresar a sus experimentos,
se encontró con que su experimento se había estropeado pues las muestras
se habían contaminado con una especie de moho que había entrado con el
viento.
La bendita curiosidad de Fleming hizo que el científico
en lugar de tirar su experimento arruinado a la basura, colocase su
placa de petri al microscopio. Lo que observó fue que no solo el moho
había contaminado todo el contenido de la placa, sino que alrededor de
éste, había un claro, una zona limpia en la que el moho había matado a
las bacterias. Luego de identificar el moho como hongos de Penicillium, Fleming fue optimista acerca de los claros resultados: el Penicillium eliminaba las mortales bacterias Staphylococcus de una vez por todas.
Aunque, al poco tiempo, nuestro héroe perdió un poco la confianza al
cuestionarse acerca de cuán posible era utilizar este hongo como
antibiótico en realidad y cuán seguro era para el cuerpo humano, sus
numerosas investigaciones, pruebas y ensayos clínicos le dieron la
seguridad necesaria para desarrollar y completar el descubrimiento. En
este punto, mucho tuvieron que ver sus colegas universitarios, entre
ellos, Sir Howard Florey y Ernst Chain, ambos de la Universidad de
Oxford y con quienes comparte el Nobel.
Finalmente, luego de que los colegas de Fleming demostraran que la
penicilina podía utilizarse perfectamente en los humanos como un
antibiótico, se probó por primera vez en humanos. Orvan Hess y Bumstead
Juan fueron las primeras personas en utilizar la penicilina como
antibiótico y los resultados fueron un completo éxito. Desde entonces,
los antibióticos de penicilinas han salvado una enorme cantidad de vidas en el mundo entero.
Profundizando un poco sobre las penicilinas...son un grupo de antibióticos bactericidas de gran actividad y escasamente tóxicos. Todos ellos derivan del ácido 6-aminopenicilámico que consta de dos anillos, uno tiazolidínico y otro betalactámico o núcleo penem. Las cadenas laterales sustituyentes en el radical libre (R) determinan las principales características antibacterianas y farmacológicas de cada una de las penicilinas.
Pertenecen al grupo de los antibióticos b-lactámicos, al igual que las cefalosporinas, los monobactámicos y los carbapenémicos.
El mecanismo de acción de las penicilinas consiste en impedir la síntesis o elaboración de la pared bacteriana. Para alcanzar este objetivo, deben atravesar dicha pared y unirse a unas proteínas específicas de la membrana bacteriana que se denominan PBP -proteínas fijadoras de penicilina-. Al unirse a estas PBP impiden que la bacteria elabore peptidoglicanos, que son los componentes principales de la pared bacteriana.
La primera penicilina que se descubrió fue la penicilina G. Esto sucedió en 1928, cuando Alexander Fleming (1881-1955), bacteriólogo escocés, la aisló a partir de hongos del género Penicillium notatum .
En los laboratorios de la Dunn School of Pathology, en Oxford, extrajeron laboriosamente una pequeña cantidad de penicilina a partir de cultivos puros y se probó en un policía que padecía septicemia estafilocócica y estreptocócica con abscesos múltiples y osteomielitis con fistulas supurantes. Este paciente sufría grandes dolores y su enfermedad era fatal. (Las sulfonamidas ya estaban disponibles entonces, pero no tenían ningún efecto en presencia de pus). Se le administraron inyecciones intravenosas de penicilina cada tres horas. Se recogía toda la orina del paciente y cada día la penicilina excretada se extraía y utilizaba de nuevo. Después de cinco días, las condiciones del paciente habían mejorado considerablemente, la fiebre desapareció, el paciente comía bien y se observaba una clara resolución de los abscesos. Además, no parecía que el fármaco produjera ningún tipo de efecto tóxico. Pero entonces se acabaron las existencias de penicilina, el enfermo empeoró de forma gradual y falleció al cabo de un mes.
Ésta fue la primera evidencia del efecto antibacteriano tan espectacular que ejercía la penicilina cuando se administraba sistémicamente en el hombre. No es de tan amplia difusión el hecho de que la administración tópica de penicilina había sido utilizada con éxito en cinco pacientes que presentaban infecciones oculares diez años antes por Paine, un graduado de St. Mary, que había conseguido el hongo penicilina directamente de Fleming.
Hacia la década de 1950 se logró en Estados Unidos la produción masiva del fármaco y se creó la primera penicilina semisintética. En 1960 se sintetizó la primera carboxipenicilina, con muy buena actividad frente a las bacterias del género Pseudomonas, y en la década de 1980 se produjo el áuge de la combinación de otros medicamentos con las penicilinas, constituyéndose un poderoso arsenal de inhibidores de las b-lactamasas bacterianas.
Existen unos cincuenta tipos diferentes de enzimas b-lactámicos. La producción de estas enzimas está controlada genéticamente y el gen reside algunas veces en el cromosoma bacteriano, aunque generalmente se encuentra en un plásmido que puede transferirse de una bacteria a otra e incluso a bacterias de otras especies. Existe una variedad de microbios productores de n-lactamasas, entre los que destacan preferentemente los estafilococos, y ello supone un verdarero problema porque esta resistencia estafilocócica es cada vez mayor; se han dado casos importantes en hospitales que luego se han extendido a la población en general.
Una solución al problema es la administración concomitante de inhibidores de éstas. Uno de estos inhibidores es el ácido clavulánico, que se aisló de una cepa de Streptomyces. El ácido clavulánico, un inhibidor suicida de la enzima, contiene un anillo b-lactámico, y se cree que se une de forma covalente a la enzima justo en el lugar activo o en una zona próxima a él. El complejo se escinde para liberar la enzima de forma muy lenta, protegiendo así a la penicilina de la acción de la enzima. Algunas moléculas enzimáticas permanecen inactivadas de forma irreversible.
Los estreptococos, sin embargo, no presentan estas resistencias
En otros casos, como en el de los microorganismos gramnegativos, la resistencia consiste en reducir la permeabilidad de la membrana externa, y entonces se reducen mucho las posibilidades de que los fármacos, sobre todo los hidrofílicos, penetren y lleguen al sitio activo.
Se eliminan principalmente por la orina, y el 90% ocurre por secreción tubular; esta secreción puede bloquearse, por ejemplo con probenecid, para incrementar la concentración plasmática de las penicilinas, que suele ser bastante baja porque la vida media de estos antibióticos es relativamente corta. Esta corta vida media representa un problema en la aplicación clínica de la benzilpenicilina, pero puede resolverse también con una administración frecuente o sustituyéndola por una preparación de liberación lenta del tipo de la penicilina procaína o la penicilina benzatina.
En cuanto a los efectos secundarios,una de las ventajas más destacadas de las penicilinas es su relativa falta de efectos tóxicos directos. Los efectos secundarios más importantes de las penicilinas son las reacciones de hipersensibilidad, que afectan a gran parte de la población, y parecen estar provocadas por la combinación de los productos de degradación del fármaco con proteínas del huésped, dando lugar a la formación de antígenos. Existen reacciones cruzadas entre diferentes tipos de penicilinas. Las manifestaciones de hipersensibilidad más frecuentes son erupciones cutáneas y fiebre. Con menor frecuencia puede aparecer un choque anafiláctico agudo y la denominada enfermedad del suero, conjunto de los síntomas que provoca la reacción a una inyección. Algunas alteraciones hematológicas constituyen otras reacciones de hipersensibilidad poco frecuentes. Algunos síntomas de las reacciones alérgicas se traducen en dificultad para respirar, aturdimiento y enrojecimiento y picor de la piel.
Las reacciones alérgicas a la penicilina suelen producirse la primera vez que se aplica; si no ocurre, es difícil que se den en posteriores aplicaciones. El los casos de clara reacción alérgica a las penicilinas se hace necesario buscar un tratamiento alternativo. Como ocurre con otros muchos antibióticos, un efecto colateral de las penicilinas, en particular cuando se administran las de amplio espectro por vía oral, es que alteran la flora bacteriana intestinal. Este hecho puede asociarse a alteraciones gastrointestinales y, en algunos casos, a infecciones sobreañadidas por microorganismos que no son sensibles a la penicilina. Todo ello puede manifestarse en la aparicición de diarreas moderadas.
Bencilpenicilinas
Dentro de este grupo se encuentran la bencilpenicilina o penicilina G y las formas de liberación prolongada de la misma (penicilina procaína y penicilina benzatina).- Penicilina G
Es activa frente a la mayoría de los cocos grampositivos tales como algunos estreptococos, entre los que destacan Streptococcus viridans (responsable de la endocarditis lenta) y los neumococos (responsables de la neumonía). También es útil en el tratamiento de infecciones por bacilos grampositivos como Clostridium tetani (responsable del tétanos) (ver clostridio) y Corynebacterium diphteriae (causante de la difteria), etc. Se puede emplear además en infecciones por bacterias gramnegativas como las producidas por Neisseria meningitidis (productor de la meningitis) y por Neisseria gonorrhoea (productor de la gonorrea). Por último se puede utilizar para luchar contra el Treponema pallidum (que provoca sífilis) y otros gérmenes sensibles.
La vida media en el torrente sanguíneo de la penicilina es de media hora, pero incluso a las 4-6 horas tras la administración se pueden detectar niveles eficaces en la sangre. Debe administrarse siempre por vía parenteral (intramuscular o intravenoso) y se elimina por el riñón.
En ocasiones, la penicilina G puede acarrear reacciones tóxicas como la encefalopatía penicílica, que aparece cuando se administran dosis muy superiores a las habituales y que puede desencadenar un coma; anemia hemolítica; etc. Además, puede ser responsable de reacciones de hipersensibilidad o alergia, como el shock anafiláctico. La sensibilización aparece en pacientes que ya han sido tratados con penicilina y puede demostrarse a través de pruebas cutáneas de detección. Las personas alérgicas a las penicilinas deben llevar algún tipo de identificación para evitar que se les trate con estos antibióticos.
- Penicilinas de acción prolongada
Este grupo está constituido por la unión de penicilina con procaína y por la de penicilina con benzatina. La penicilina-procaína puede estar en el organismo más de 12 horas y la penicilina benzatina hasta 28 días.
La administración de estas penicilinas debe hacerse por vía intramuscular. Los gérmenes sensibles y los efectos adversos son los mismos que en el caso anterior.
Penicilinas activas por vía oral
En este grupo se encuentran la fenoximetilpenicilina o penicilina V, la fenoxietilpenicilina o feniticilina, la fenoxipropilpenicilina o propicina y la fenoxibencilpenicilina o fenbencilina. Estas penicilinas se caracterizan por ser resistentes a los ácidos gástricos, y por este motivo pueden ser administradas por vía oral.Penicilinas resistente a la penicilinasa
Algunos microorganismos tienen una enzima denominada penicilinasa que impide la acción de la penicilina; por eso, en algunas penicilinas se han introducido cambios estructurales para evitar el efecto de dichas penicilinasas.Entre estas penicilinas se encuentran la meticilina, la nafcilina y las isoxazolpenicilinas, que son la cloxacilina, la dicloxacilina y flucloxacilina.
Entre los efectos adversos que pueden aparecer tras la administración de estos antibióticos se encuentran la intolerancia gastrointestinal y las reacciones de hipersensibilidad.
Penicilinas de amplio espectro
Se trata de penicilinas cuyo espectro de acción, es decir, los gérmenes frente a los que tienen actividad, es muy grande. Dentro de este grupo se encuentran:- Ampicilina o alfaminobencilpenicilina
Esta penicilina es activa frente a los mismos gérmenes que la penicilina G y también contra la Escherichia coli, la Shigella y la Salmonella (esta última productora de la fiebre tifoidea). Entre sus efectos secundarios se encuentran las alteraciones gastrointestinales, la fiebre, las convulsiones y la aparición de una reacción de hipersensibilidad en forma de exantema o sarpullido cutáneo. Se puede administrar tanto por vía oral como por vía parenteral.
- Antibióticos relacionados estructuralmente con la ampicilina
Son la amoxicilina y las proampicilinas. Las indicaciones y efectos adversos de estos antibióticos son similares a los de la ampicilina.
La amoxicilina y la ampicilina se pueden asociar a inhibidores de las betalactamasas. Las betalactamasas son proteínas bacterianas capaces de inhibir la acción de las penicilinas. Así, se encuentran las combinaciones de amoxicilina con ácido clavulánico y la de ampicilina con sulbactam, que son eficaces frente a un mayor número de gérmenes que las penicilinas solas.
- Carboxipenicilinas
Son la carbenicilina y la ticarcilina. La carbenicilina es activa frente a los mismos gérmenes que la penicilina G y que la ampicilina, pero además es eficaz contra Proteus y Pseudomonas aeruginosa. La ticarcilina es un derivado de la carbenicilina que actúa frente a los mismos microorganismos, pero que es mucho más activa frente a Pseudomonas aeruginosa.
Las carboxipenicilinas tienen los mismos efectos adversos que el resto de las penicilinas, aunque a dosis elevadas pueden producir hemorragias y hepatitis.
Ureidopenicilinas
En este grupo de penicilinas destacan la mezlocilina, la azlocilina, la piperacilina y la apalcilina. Son activas frente a bacterias gramnegativas como las enterobacterias, la Pseudomonas aeruginosa y el Haemophilus influenzae. También actúan contra cocos gramnegativos como la Neisseria gonorrhoeae, y la Neisseria meningitidis. Por último, son útiles en infecciones por gérmenes grampositivos que no fabrican penicilinasa.Bibliografía
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FARRERAS-ROZMAN: Medicina interna, Edición en Cd Rom, 13ª Edición.
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GARCÍA, Antonio G.: INTERCÓN 96. Índice de especialidades farmacéuticas. Prescripción racional de fármacos, Madrid :EDIMSA, 1996.
-
SANFORD, J. P.-GILBERT, D. N.-SANDE, M. A: Guía de terapéutica antimicrobiana, Madrid: Díaz de Santos, 1996.
http://www.enciclonet.com/articulo/penicilina/
ResponderEliminarARACELI REGO: en realidad un artículo muy profundo de la historia de este antibiótico, que ha salvado muchas vidas; gracias por compartirlo, saludos afectuosos.