Lo que no sabemos de la Penicilina

Introducción

Este proyecto tratara de lo que es la penicilina, los diferentes tipos que hay , quien fue que hizo este descubrimiento que trajo consigo la cura a demasiadas enfermedades y demás cosas que iras viendo conforme avances en la lectura además anexaremos un pequeño párrafo donde conocerás la fabricación industrial de este antibiótico y todo lo que implica elaborarlo.

¿Qué es la penicilina?

La penicilina (a veces abreviado como PCN) es un antibiótico extraído del moho de algunos cultivos proveniente del grupo de los betalactamicos y que tiene su origen en un hongo llamado "Penicillum Notatum", además de ser considerada como una de las menos tóxicas, pero es muy importante consultar con el médico antes de aplicarla porque puede causar alergias; esta es empleada en diferentes infecciones provocadas por bacterias sensibles ya que mata bacterias e impide que estas continúen con su crecimiento. Este antibiótico trajo consigo el inicio de la era de los antibióticos curando enfermedades como la tuberculosis y la sífilis y haciendo que las cirugías fueran menos arriesgadas y los medicamentos más confiables.

El mecanismo de acción de la penicilina todavía no está muy descubierto, pero sospecha que su formula como atacante de bacterias es gracias a su enzima bacteriana ya que actúa como inhibidor del proceso llamado transpeptidacion que consiste en una enzima bacteriana que realiza enlaces cruzados al momento de formar las cadenas que constituyen la pared celular de las bacterias.

Descubrimiento

Este gran descubrimiento de la penicilina, sin el cual muchas vidas no se hubieran salvado, es gracias a el científico de origen escocés Alexander Fleming, este acontecimiento tan importante en la historia de la medicina sucedió una mañana del día 28 de septiembre del año 1928, dicho científico se encontraba en el sótano de un laboratorio en Londres, estudiando diferentes cultivos bacterianos. Después de un mes de haber regresado se dio cuenta que varios cultivos habían sido contaminados y por consiguiente los arrojo a una bandeja de lysol.Afortunadamente su antiguo amigo se hizo presente en su casa, al llegar este, Alexander le enseño lo que realizaba con las placas que aun no lavaba con lysol y de inmediato su compañero se dio cuenta de que alrededor del hongo se formaba un halo de transparencia lo cual indica que la sustancia formada causa destrucción celular. Después de esto aislaron el cultivo en una placan y a esta sustancia se lo conoce como Penicillium Notatum (según Charles Tom) .Charles publico su trabajo pero no tuvo demasiada atención si no hasta la llegada de dos bacteriólogos llamados Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey quienes aportaron para producir este antibiótico en mayores cantidades.

Tipos de penicilina.

Existen muchas penicilinas que con el paso del tiempo se van creando o descubriendo varias de ellas se clasifican en dos grupos naturales y semisintéticas. Además existen penicilinas sintéticas como la ticarcilina, mezlocilina y la piperacilina. Otros diferentes tipos de penicilina son los siguientes:

Bencilpinicilina: Esta es natural ya que no se uso biotecnología al fabricarla también se le conoce como penicilina g es usualmente administrada por vía intravenosa, intratecal o intramuscular ya que si es tomada pierde estabilidad gracias a el jugo gástrico. Este antibiótico tiene varias ventajas como su bajo costo, su fácil administración, etc.

Bencilpenicilina procaína: También conocida como penicilina g procaina esto porque es una combinación de la penicilina g con la procaina que es un anestésico local. Es usada principalmente para inhibir el dolor gracias a la inyección intramuscular de penicilina, en general para las infecciones locales graves. En tiempos pasados era un tratamiento muy usado para la gonorrea genitourinaria.

Bencilpenicilina benzatínica: Este antibiótico actúa de entre 2- 4 semanas por cada inyección, su administración puede presentar en pacientes hipersensibles alguna leve reacción alérgica. Usualmente se aplica a pacientes con difteria, meningitis, endocarditis.

Fenoximetilpenicilina o penicilina V: Conocida también como Penicilina Vy es la única que puede ser consumida por vía oral. Su fuerza es menor que la bencilpenicilina por lo tanto se administra cuando no se quiere obtener un nivel de concentración muy elevado en los tejidos.

Resistentes a ß-lacta masas: Su uso es principalmente en infecciones por estafilococos productores de ß-lacta masas, como el Staphylococcus aureus. También presentan actividad, aunque reducida, frente a estreptococos, pero carecen de ella frente a enterococos. Posteriormente aparecieron la oxacilina y la nafcilina para uso parenteral, y dos drogas para uso oral, la cloxacilina y la dicloxacilina.

Aminopenicilinas: Se administran en casos de infecciones respiratorias de las vías altas por estreptococos,  infecciones urinarias por ciertas enterobacterias y diversas infecciones generadas por Streptococcus faecalis, Salmonella spp, Shigella spp  y Listeria monocytogenes. Ureido penicilinas: Este tipo de penicilina penetran muy bien a él momento de consumirse además de que tiene una excelente concentración, En este grupo de penicilinas están la mezlocilina, azlocilina y la piperacilina.

A continuación la clasificación de las penicilinas existentes

Entre otras más penicilinas que se han ido inventando y han ayudado a que la medicina evolucione.

¿Quién fue Alexander Fleming?

Nacido un 6 de agosta de 1881 en una ciudad de Escocia llamada, Lochfield, pero intentando superarse se fue a vivir con su hermanastro que trabajaba como medico a la ciudad de Londres con tan solo 13 vamos de edad. Después de 7 años, exactamente a la edad de 20 años empezó a estudiar medicina, y para el año de 1901 gracias a sus estudios se le dio una beca en el St. Mary's Hospital Medical School de Paddington.

Después de ya haber cursado sus años en dicha escuela , en el año de 1908 se graduó , obteniendo como recompensa de tanto estudio una medalla de oro de la universidad .A continuación de esto ya ejerciendo su profesión se le nombro profesor de bacteriología , aunque no conforme con esto en el año de 1928 paso a ser catedrático pero después de 20 años se retiro como emerito.Pero no fue sino hasta 1954 que ocupo la dirección Wright-Fleming Institute of Microbiology el cual fue fundado en su honor. Las investigaciones que hizo se basaron principalmente en sustancias que ataquen las bacterias que le hacen daño al cuerpo humano, pero sin dañar a este mismo. Durante toda su carrera profesional estuvo desarrollando muchas investigaciones en diferentes campos. Siendo así como lanzo dos descubrimientos importantes como la lizosima y la penicilina, siendo esta ultima la que revoluciono la medicina del siglo XX

Fabricación

El hongo que se utiliza para fabricar este antibiótico es el Penicillum chrysogenum que es totalmente letal contra estafilococos, estreptococos, neumococos y la mayoría de las bacterias Gram. A la penicilina producida comercialmente se la llama penicilina G (bencil-penicilina), aunque este mismo produce muchos tipos .El método de superficie fue uno de los primeros sistemas de producción y se le conoce así porque el hongo se desarrollaba en la superficie de las capas de medio cultivo en las bandejas. Pero después del año de 1944, se empezó a utilizar el método de fermentación sumergida y con este se permitió reducir el espacio de trabajo y con ello los costos de producirla además de alcanzar a producir aproximadamente 20.000 a 115.000 litros de capacidad.

El medio de cultivo para la fermentación se compone básicamente de un caldo de maíz, con el agregado de lactosa y compuestos inorgánicos. Ya ajustado el pH el medio de cultivo es pasado a él fermentador que contiene un agitador en posición vertical y un sistema que inyecta aire estéril ,además de unas serpentinas que mantienen la temperatura de entre 23 a 25°C.Este hongo se introduce ya esterilizado para que pueda dar paso a la fermentación en donde el aire estéril hace que el hongo crezca más y a el momento de agitarlo se distribuye mejor en el fermentador .Después de varias horas el hongo disminuye y el fermentador se enfría a 5°C para evitar la desestabilización del antibiótico, después de esto el hongo se separa por filtracion.posteriormente el antibiótico se extrae utilizando solventes , se concentra y se trata con bicarbonato. Finalmente se esteriliza mediante la filtración, se cristaliza y luego se envasa en frascos de vidrio.

Aplicación en la medicina y Desarrollo de la producción industrial.

A causa de su carácter tan diferente Fleming no podía conseguir transmitir entusiasmo ante su descubrimiento pero no fue un obstáculo para seguir trabajando en el sino hasta 1934 cuando lo abandono para dedicarse a las sulfamidas.

La primera demostración de que este antibiótico era útil para la medicina se llevo a cabo bajo el mando de el patólogo ingles llamado Cecil George Paine (antiguo alumno de Fleming) en el año de 1930 el cual intento tratar una enfermedad llamada sicosis con este antibiótico pero su desempeño no tuvo éxito ya que el medicamento no se administro con mucha profundidad .Sin embargo no se rindió y aplico dicha sustancia en neonatos para el tratamiento de oftalmia neonatal y así fue que con gran éxito obtuvo su primera cura el día 25 de noviembre de 1930 en un adulto y tres bebes.

Un ex compañero de Paine llamado Florey se intereso en este descubrimiento y así fue que con muchos colaboradores más lograron la producción de hasta 500 litros de cultivo por semana.

La purificación de la penicilina se produjo a cargo del bioquímico Heatley en 1939 terminó de eliminar el resto de impurezas por cromatografía en columna de alúmina. Después de esto comenzaron a probarlo en ratones  infectados con Streptococcus. El policía Albert Alexander fue quien tuvo el honor de ser el primer ser humano en ser tratado con penicilina purificada, el 12 de febrero de 1941pero falleció al no contar con suficiente cantidad de antibiótico para suministrarlo

Con base a las investigaciones de Florey y Heatley la producción en masa de la penicilina tuvo apuros económicos jarcias a el comienzo de la segunda guerra mundial Los científicos buscaron ayuda en los E.U.A, específicamente en los laboratorios de Peoria, Illinois donde sus científicos estaban trabajando en métodos de fermentación para acelerar el crecimiento de cultivos de Hongos. El 9 de julio de 1941 Florey y Heatley partieron de la Universidad de Oxford con una pequeña cantidad de penicilina hacia los Estados Unidos. Bombearon aire dentro de enormes cubas llenas de maíz fermentado con otros ingredientes y aditivos claves lo que demostró poder hacer crecer rápidamente grandes cantidades de penicilina en comparación con los antiguos métodos de crecimiento como el conocido como el método de superficie. La cepa de Penicillium que tuvo el mejor rendimiento no fue la importada por los científicos británicos sino una cepa que crecía sobre un melón en uno de los mercados de Peoria, mejorando la cantidad de producción en las condiciones inmersas de la nueva técnica del laboratorio estadounidense, aproximadamente 70-80 unidades de penicilina por mililitro de cultivo.

El 26 de noviembre de 1941, Heatley y Andrew J. Moyer, el experto del laboratorio en Peoria, lograron mejorar 10 veces la producción de penicilina. Con el aumento de la cantidad de penicilina también bajó el costo de una dosis. Desde el precio incalculable en 1940, el precio de la penicilina bajó a US$20 por dosis en julio de 1943 y más aún a $0,55 por dosis en 1946. Como consecuencia, los laboratorios en Gran Bretaña en 1999 y en Peoria en 2001 fueron designados como Monumento Químico Histórico Internacional.

Alergia a la penicilina

Las reacciones alérgicas provocadas por este antibiótico pueden ascender a 10% de los pacientes. En estudios realizados se encontró que la alergia que ocasiona la penicilina generalmente es más probable que aparezca en las mujeres que en los hombres. La vía de administración con la que hay más probabilidad de que ocurran estas alergias es la endovenosa, y es muy raro que ocurra cuando es administrada por vía oral. La mayoría de los pacientes a los que se les administra este medicamento, desarrollan anticuerpos contra dicho medicamento sin embargo cuando se les vuelve a administrar no presentan ninguna reacción. Los síntomas que se presentan en pacientes a los que se le manifiestan las alergias a el momento de consumir este antibiótico son: anafilaxia, enfermedades del sueño, anemia hemolítica, enfermedades renales, angioedema, urticaria, vasculitis, entre otros e incluso puede ocasionar la muerte. Cerca del 25% de pacientes a los que se les presentaron dichas alergias a causa del consumo de este antibiótico tendrán una prueba cutánea positiva, esta prueba se realiza para anticipar las reacciones alérgicas en pacientes con endocarditis y mujeres embarazadas.

Como es de esperar, un gran número de pacientes (de un 50 a un 100%) con una prueba cutánea positiva, producen reacciones alérgicas a la penicilina de ser administrado el antibiótico, por eso es importante realizar esta prueba para no tener ningún problema a la hora de aplicarlo, mientras que un 0,5% de los pacientes con pruebas cutáneas negativas reaccionan al fármaco, la cual tiende a ser una reacción leve o tardía, después de la administración de penicilina. Después de varios años, hasta un 80% de los pacientes pierde la sensibilidad anafiláctica y los anticuerpos.

Resistencia a la penicilina

El uso inadecuado de este antibiótico , ante el miedo de que su salud pueda empeorar o llegar a la muerte puede ocasionar que se administre en cantidades mayores a las indicadas y dado esto los microorganismo pueden desarrollar una resistencia mayor ya que se les aplica demasiado antibiotico.Este problema tan serio ha inducido a diferentes países a crear leyes en contra de el abuso de los medicamentos con el fin de que esto no ocurra además de realizar pruebas a los pacientes para administrar solo el tratamiento que en realidad requieren.

Después de la aparición de seria resistencias al antibiótico, se han ido desarrollando derivados de la penicilina con mayor fuerza y una de ellas sería la penicilina resistente a la B-lactamasa, por ejemplo: la flucloxacilina, la dicloxacilina y la meticilina. Sin embargo estos medicamentos son aun ineficaces contra cepas como del estafilococo resistente a la meticilina pero existen otros medicamentos que si los atacan.

Se ha determinado que la mala evolución de ciertas enfermedades causadas por organismos con susceptibilidad disminuida a la penicilina, como la neumonía neumocócica invasiva en principalmente en niños, tiende a ser independiente de la susceptibilidad a la penicilina del microorganismo. Sin embargo, como la resistencia a la penicilina y otros antibióticos continúa en aumento gracias a la irresponsabilidad de los consumidores, se ha estimulado el interés en nuevos medicamentos con propiedades bactericidas en contra de organismos resistentes.

Este problema fue reconocido por Fleming en su discurso cuando gano un premio nobel y dijo:

El tiempo vendrá cuando la penicilina pueda ser comprada por cualquiera en las tiendas.

Y luego está el peligro de que el hombre ignorante use a menudo infradosis y, al exponer a sus microbios a cantidades no-letales de la droga, los vuelva resistentes.

Farmacología

La mayoría de las penicilinas consumidas son destruidas gracias a nuestro jugo gástrico por eso consumirla mediante vía orla no es muy recomendado, gracias a esto la penicilina se administra parentalmente ya que tiene una mayor y mejor absorción con la administración intramuscular y subcutánea. Los niveles sanguíneos seguidos de la administración parenteral son elevados pero transitorios.

Este antibiótico es eliminado por los riñones de modo que una disminución o inhibición de la secreción tubular renal puede aumentar la concentración y el efecto terapéutico de la penicilina. Las dosis deben ser reconsideradas en pacientes con insuficiencia renal o que estén tomando otros fármacos como el probenecid que es usado en pacientes que requieran concentraciones particularmente elevadas de penicilina.

Las penicilinas son difícilmente metabolizadas si no es que no son metabolizadas y excretadas principalmente por los riñones a través de la filtración glomerular glomerular (10%) y la secreción tubular (90%). El probenecid bloquea la excreción renal y así causa un aumento de los niveles séricos de penicilina. Estos antibióticos (excepto las penicilinas penicilinasa resistentes) pueden ser eliminados del organismo por diálisis peritoneal y hemodiálisis. En pacientes con disfunción renal severa son necesarios ajustes en las dosis diarias para prevenir niveles excesivos y toxicidad consecuente.

Webgrafía

http://es.wikipedia.org/wiki/Penicilina#Mecanismo_de_acci.C3.B3n

http://www.publispain.com/biografias/biografias/Alexander_Fleming.htm

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Penicilina.htm

http://www.biografiasyvidas.com/monografia/fleming/penicilina.htm

http://www.areaciencias.com/DESCUBRIMIENTOS%20CIENTIFICOS/COMO%20SE%20DESCUBRIO%20LA%20PENICILINA.htm

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-penicilina.html

http://www.ojocientifico.com/2010/10/02/como-se-descubrio-la-penicilina

Autor:

Salma Rodriguez