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