Penicilline

Übersicht

Medizin

Typ

Definition

  • Bezeichnung für sich aus der Ursprungssubstanz Benzylpenicillin ableitende antibiotisch wirksame Verbindungen mit einheitlicher chemischer Grundstruktur.

Untertypen

Bemerkungen

  • Die Penicilline lassen sich medizinisch oder chemisch in Untergruppen aufteilen. Hier erfolgt zunächst eine medizinische Kategorisierung, wobei jedoch bereits hier auch auf chemische Parameter eingegangen wird. Die rein chemische Unterteilung findet sich weiter unten.

Medizinisch relevante Gruppen 

Unerwünschte Arzneimittelwirkungen

  • Allergien (1 - 10 %)
    • Das Risiko eines anaphylaktischen Schocks liegt ungefähr bei 1 : 20000, wobei davon rund jeder fünfte tödlich verläuft.
    • Allergieauslösend wirkt ein Spaltprodukt der Penicilline, die Penicilloylgruppe, die ein Hapten darstellt und sich an körpereigene Proteine bildet, die nun als "fremd" und "gefährlich" erkannt werden.

Anwendung

Anwendungshinweise

  • Eine ausreichende antibiotische Wirkung ist an das dauerhafte Vorliegen einer ausreichenden Arzneistoffkonzentration am Wirkort während der gesamten Therapie gebunden. Daher ist auf eine regelmäßige, bei peroraler Applikation in der Regel alle 8 h erforderliche, Anwendung unbedingt zu achten.
  • Bei den meisten peroral verfügbaren Substanzen wird die Bioverfügbarkeit durch gleichzeitige Einnahme zu einer Mahlzeit vermindert, weshalb meist eine Einnahme vor einer Mahlzeit empfohlen wird.

Patientenhinweise

Pharmakologie

Typ

Pharmakodynamik

Wirkung

  • Bakterizid in der Wachstumsphase.

Wirkmechanismus

  • Der Wirkmechanismus der Penicilline ist die Hemmung der Mureinsynthese durch kovalente Bindung an das für die Quervernetzung des Mureins verantwortliche Enzym Transpeptidase, das dadurch irreversibel Inaktiviert wird.
  • Penicilline können mit ihrer reaktiven β-Lactam-Struktur auch stabile kovalente Bindungen mit körpereigenen Strukturen (Proteine, Enzyme), was das hohe allergische Potential der Penicilline mitbegründet.

Geschichtliches

  • Die Entwicklung der Penicilline beginnt im Jahr 1928 mit einem glücklichen Zufall. Alexander Fleming hatte mehrere Bakterienkulturen über das Wochenende bebrüten lassen. Als er wieder ins Labor kam, waren einige Platten verschimmelt. Zuerst wollte Fleming diese einfach wegwerfen, doch dann erkannte er, dass in einem Bereich um den Schimmelpilz (Penicillium notatum) keine Bakterien gewachsen wahren. 
  • Ausgehend von dieser Entdeckung wurden die Penicilline entwickelt, deren Herstellung zuerst recht schwierig und teuer war, da der Wirkstoff aus Schimmelpilzkolonien isoliert werden musste. Richtig in Schwung kam die Forschung rund um die Penicilline so erst mit Beginn des zweiten Weltkrieges...
  • Für seine Entdeckung wurde Fleming später geadelt und erhielt 1945 den Nobelpreis für Medizin.
Historische Bezeichnung INN und/oder Synonyme
Penicillin AT Penicillin O
Penicillin B Phenethicillin, Penicillin MV
Penicillin BT Butylmercaptomethylpenicillinsäure
Penicillin F Flavicidin, Penicillin I, Penten(2)yl-penicillinsäure
Penicillin G Benzylpenicillin, Penicillin II
Penicillin K Heptylpenicillinsäure, Penicillin IV
Penicillin MPI Oxacillin, Penicillin P 12
Penicillin MV Phenethicillin, Penicillin B
Penicillin N Adicillin, Cephalosporin N, Synnematin B
Penicillin O Almecillin, Penicillin AT, Allylmercaptomethylpenicillinsäure
Penicillin P Cresoloxymethyl-Penicillin
Penicillin P 12 Oxacillin, Penicillin MPI
Penicillin S γ-Chlorcrotylthiomethylpenicillin
Penicillin V Phenoxymethylpenicillin
Penicillin X Penicillin III, Hydroxybenzylpenicillinsäure

Chemie

Grundstruktur

Untertypen

Bemerkungen

  • Wird der β-Lactamring von Penicillinen geöffnet, so entsteht zunächst die antibakteriell inaktive Penicillansäure, die dann unter spontaner Decarboxylierung in die - ebenfalls unwirksame - Penillosäure.
  • Durch Einführung eines elektronenziehenden Rests in die Amid-Seitenkette wird die Elektronendichte am C-Atom der Carbonylfunktion herabgesetzt und somit die Säurefestigkeit erhöht. So ist Phenoxymethylpenicillin säureresistenter, da es das elektronegative Sauerstoffatom in der Seitenkette enthält. 
  • β-Lactamasen sind nicht besonders tolerant bezüglich einer sterischen Behinderung am Amid der Seitenkette, obwohl sie ja eigentlich die Amidbindung des β-Lactamrings angreifen. 
    • Aus diesem Grund lassen sich durch Einführung verschiedener Reste in der Nähe der Amidbindung der Seitenkette β-Lactamase-feste β-Lactam-Antibiotika erhalten. 
    • Mit diesen Modifikationen geht jedoch auch die antibakterielle Wirksamkeit der Antibiotika zurück. 
      • Meticillin ist im Vergleich zu Benzylpenicillin zwar weniger anfällig gegenüber einem Angriff durch β-Lactamasen (aufgrund der sterischen Abschirmung), jedoch empfindlicher gegenüber Säuren (aufgrund des +I-Effektes).

Technologie

Bemerkungen

  • Die meisten Penicilline sind in wässrigen Zubereitungen nicht lagerstabil. Die bevorzugten Arzneiformen sind daher Tabletten und Trockensubstanzen zur Zubereitung von Lösungen/Suspensionen.
  • Aufgrund eines schlechten Eigengeschmacks der Penicilline sind bei den Formulierungen zur Herstellung einer peroralen Lösung/Suspension verschiedene Maßnahmen zur Maskierung des Geschmacks notwendig.

Beispiele

Substanzen

 

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