Pharmacologie - Antibiotique : La Pénicilline

Définition :

Les antibiotiques sont des substances chimiques spécifiques dérivés de ou produites par des organismes qui sont capables d'inhiber les processus de la vie d'autres organismes vivants. Les premiers antibiotiques ont été isolés à partir de micro-organismes, mais certains sont actuellement obtenues à partir de végétaux et animaux supérieurs. Plus de 3.000 antibiotiques ont été identifiés, mais seulement quelques dizaines sont utilisés en médecine. Les antibiotiques sont la classe la plus couramment prescrit des médicaments comprenant 12% des ordonnances aux États-Unis.

Les pénicillines sont les premiers antibiotiques découverts que des produits naturels de la Penicillium moule. En 1928, Sir Alexander Fleming, professeur de bactériologie à l'hôpital St. Mary à Londres, a été la culture de Staphylococcus aureus. Il a remarqué des zones d'inhibition où les spores de moisissures ont été en croissance. Il a nommé la moisissure Penicillium rubrum. Il a été déterminé qu'une sécrétion du moule a été efficace contre les bactéries à Gram positif.

Les pénicillines et céphalosporines sont appelés bêta-lactamines et sont caractérisées par trois exigences structurelles fondamentales: la structure fusionnée bêta-lactamines (montré dans les anneaux bleus et rouges, un groupe acide carboxylique libre (représenté en rouge en bas à droite), et un . ou des chaînes latérales d'acides aminés substitués (représentés en noir) La structure de lactame peuvent également être considérés comme la liaison covalente de morceaux de deux acides aminés cysteine ​​- (bleu) et valine (rouge).

La pénicilline-G, où R = un groupe phényl éthyle, est le plus puissant de tous les dérivés de pénicilline. Il présente plusieurs inconvénients et n'est efficace que contre les bactéries Gram-positives. Il peut être décomposé dans l'estomac par les acides gastriques et est mal et irrégulièrement absorbé dans la circulation sanguine. En outre les staphylocoques producteurs de nombreuses maladies sont capables de produire une enzyme capable d'inactiver la pénicilline-G. Divers dérivés semi-synthétiques ont été produits qui permettent de surmonter ces lacunes.

Les groupes attracteurs d'électrons puissants attachés à la chaîne latérale d'acide aminé tel que dans phenethicillin prévenir l'attaque acide. Un groupe volumineux attaché à la chaîne latérale d'acide aminé fournit un empêchement stérique qui interfère avec la fixation de l'enzyme qui désactive les pénicillines à savoir la méthicilline. Reportez-vous au tableau 2 pour les structures.

Enfin, si l'on augmente le caractère polaire comme l'ampicilline ou à la carbénicilline, il existe une plus grande activiity contre les bactéries à Gram négatif.



Mode d'action de la pénicilline - Inhibition enzymatique:

Tous les dérivés de la pénicilline produisent leurs effets bactéricides par inhibition de la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne. En particulier, la réticulation des peptides sur les chaînes mucosaccharide est empêchée. Si les parois des cellules ne sont pas correctement effectués parois cellulaires permettent à l'eau de s'écouler dans la cellule provoque son éclatement.

Ressemblances entre un segment de la structure de la pénicilline et de la colonne vertébrale d'une chaîne de peptide ont été utilisées pour expliquer le mécanisme d'action des bêta-lactamines. Les structures d'un antibiotique du type bêta-lactame et d'un peptide sont indiquées sur la gauche pour la comparaison. Suivre la trace des oxygènes rouges et des atomes d'azote bleu.
Pénicilline et ala-ala peptide - Carillon dans une nouvelle fenêtre



Mécanismes d'action des médicaments par inhibition enzymatique:

Les bactéries Gram-positif possèdent une paroi cellulaire d'épaisseur composée d'un polymère de sucre structurelle de la cellulose comme lié par covalence à de courtes unités peptidiques dans layers.The partie polysaccharidique de la structure du peptidoglycane est constitué d'unités répétitives de la N-acétylglucosamine liée b-1, 4 à acide N-acétylmuramique (NAG-NAM).

Le peptide est variable, mais commence par la L-Ala et se termine par D-Ala. Au milieu est un acide aminé dibasique, diaminopimélate (DAP). DAP (orange) fournit un lien pour la D-Ala (gris) reste sur un peptide adjacent.

La synthèse de la paroi cellulaire bactérienne est terminée quand une liaison transversale entre les deux chaînes peptidiques rattachés à des squelettes de polysaccharide est formée.

La réticulation est catalysée par l'enzyme transpeptidase. La première alanine terminale à partir de chaque peptide est hydrolyse et d'autre part une alanine est reliée à la lysine par le biais d'une liaison amide.

Pénicilline se lie au site actif de l'enzyme transpeptidase que le contre-relie les brins peptidoglycane. Elle le fait en imitant les-alanyl-D D-alanine des résidus qui seraient normalement se lier à ce site. La pénicilline inhibe irréversiblement l'enzyme transpeptidase par réaction avec un résidu de serine dans la transpeptidase. Cette réaction est irréversible et donc la croissance de la paroi cellulaire bactérienne est inhibée.

Comme les cellules de mammifères n'ont pas le même type de parois cellulaires, de la pénicilline inhibe spécifiquement uniquement synthèse de la paroi cellulaire bactérienne.

Résistance bactérienne à la pénicilline:

Dès les années 1940, les bactéries ont commencé à lutter contre l'efficacité de la pénicilline. Penicillinases (ou bêta-lactamases) sont des enzymes produites par des bactéries structurellement susceptable qui rend inutile la pénicilline par hydrolyse de la liaison peptidique dans le cycle bêta-lactame du noyau. Pénicillinase est une réponse de l'adaptation des bactéries à son environnement défavorable, à savoir la présence d'une substance qui inhibe la croissance. De nombreux autres anitbiotics sont également rendus inefficaces à cause de ce même type de résistance.

Réactions allergiques sévères chocs à la pénicilline:

On estime que entre 300-500 personnes meurent chaque année d'anaphylaxie induite par la pénicilline, une réaction de choc allergique grave à la pénicilline. Chez les personnes touchées, l'anneau bêta-lactamines se lie aux protéines sériques, l'ouverture d'une réponse inflammatoire médiée par les IgE.



 Céphalosporines:

Les céphalosporines sont le deuxième grand groupe de bêta-lactamines. Ils diffèrent des pénicillines en ayant l'anneau bêta-lactamines comme un cycle à 6 membres. L'autre différence, ce qui est plus important d'un point de support de la chimie médicinale, est l'existence d'un groupe fonctionnel (R) à la position 3 du système cyclique condensé. Cela permet maintenant de variations moléculaires pour effectuer des changements dans les propriétés en diversifiant les groupes en position 3.

Le premier membre de la nouvelle série de bêta-lactamines a été isolé en 1956 à partir d'extraits de Cephalosporium acremonium, un champignon d'égout.

Comme la pénicilline, les céphalosporines sont précieux en raison de leur faible toxicité et de leur large spectre d'action contre diverses maladies. De cette façon, la famille des céphalosporines est très semblable à la pénicilline. Les céphalosporines sont l'un des antibiotiques les plus couramment utilisés, et économiquement parlant, a environ 29% du marché antibiotique. Les céphalosporines sont peut-être le groupe le plus important de la antibiotiques aujourd'hui et sont d'importance égale à la pénicilline.

La structure et le mode d'action des céphalosporines sont similaires à celle de la pénicilline. Ils affectent la croissance bactérienne en inhibant la synthèse de la paroi cellulaire, dans des bactéries Gram-positives et négatives.

Certains noms de marque suivants: cefachlor, cefadroxil, céfoxitine, la ceftriaxone.