Penicilline

Alexander Fleming was bezig met een onderzoek naar stafylokokken (deze kunnen ontstekingen veroorzaken, bijvoorbeeld een steenpuist), toen hij op een van zijn voedingsbodems de schimmel Penicillium notatum aantrof en opmerkte dat rondom deze schimmel alle bacteriën verdwenen waren. Het bleek dat deze schimmel in staat was een bacteriedodende stof af te scheiden, die door Fleming 'penicilline' genoemd werd.

Pas na tien jaar (1938) werd er iets met de ontdekking van Fleming gedaan, toen een groep wetenschappers onder leiding van Howard Florey en Ernst Boris Chain begon met het isoleren van kleine hoeveelheden penicilline, het zuiveren ervan en het verkrijgen van grotere hoeveelheden. Ze testten het op dieren en op 27 januari 1941 werd het voor het eerst op mensen getest, in de Radcliffe Infirmary (gelegen tussen Somerville College en Green Templeton College, Oxford). Na de ontdekking van de penicilline volgden nog vele andere antibiotica.

Dorothy Hodgkin kwam in 1944 met de bepaling van de structuur penicilline. Ze ontdekte dat er sprake was van een ongewone ringstructuur die nu bekendstaat als β-lactamstructuur, een ontdekking welke belangrijke aanwijzingen verschafte over de manier waarop het antibioticum werkte. In 1964 werd haar hiervoor de Nobelprijs voor de Scheikunde toegekend.

De productie van penicilline nam pas echt toe toen de Verenigde Staten betrokken raakten bij de Tweede Wereldoorlog. De Amerikaanse regering stak heel veel geld in de zaak en op D-Day (1944) was er voor elke gewonde soldaat genoeg penicilline beschikbaar. In 1945 kregen Florey, Chain en Fleming de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde.

Naar alle waarschijnlijkheid was de eerste keer dat in Nederland penicilline werd gebruikt in Kamp Westerbork, waar het werd gesynthetiseerd door een geïnterneerde bacterioloog.[2]

Penicilline blokkeert een enzym (DD-transpeptidase) dat betrokken is bij de bouw van de celwand van de bacterie (prokaryoot). Doordat mensen en dieren geen celwand hebben (eukaryoten), werkt penicilline uitsluitend op sommige bacteriële celwanden.

Penicilline werkt op peptidebindingen van D-alanine (rechtsdraaiend), dat voorkomt in de celwand van bacteriën - maar niet in mensen. Het normale alanine is linksdraaiend, dus L-alanine (zie Optische isomerie). Eukaryoten gebruiken D-alanine niet in hun eiwit, en hebben dus geen last van penicilline.

Er bestaan verschillende soorten penicilline (R-C₉H₁₁N₂O₄S, waarbij R kan variëren), sommige met een smal, andere met een breed spectrum. Smalspectrumpenicillinen werken tegen maar een beperkt aantal soorten bacteriën, terwijl breedspectrumpenicillinen tegen veel meer soorten bacteriën actief zijn. Een arts zal indien mogelijk bij voorkeur de eerste soort toedienen, omdat breedspectrumpenicillinen veel meer bacteriën vernietigen dan alleen die bacteriën waardoor men ziek is geworden, zodat er relatief vaak bijwerkingen en neveneffecten optreden als diarree of schimmelinfectie. Een breedspectrumpenicilline wordt bij noodgevallen gegeven, als er sprake is van een ernstige acute situatie waarbij snel handelen vereist is, of als er een vermoeden is van een menginfectie met meerdere ziekteverwekkers, hoewel men tegenwoordig liever gericht een combinatie van meerdere smalle kuren (combikuur) geeft.

Fenoxymethylpenicilline en Penicilline G zijn voorbeelden van smalspectrumpenicillinen; amoxicilline van een breedspectrumpenicilline; flucloxacilline van een penicilline met een relatief smal spectrum dat tegen bètalactamase bestand is; en de combinatie amoxicilline met clavulaanzuur is zowel breedspectrum als bestand tegen bètalactamase. In het laatste geval wordt de lactamase door het clavulaanzuur onwerkzaam gemaakt.

Een derivaat van penicilline heet ampicilline. Dit is eveneens in staat het enzym te inhiberen dat zorgt voor de verbinding tussen NAG en NAM in de celwand van de bacterie.

Ook is er nog een onderscheid te maken tussen penicillinen die via een injectie en die via een tablet worden toegediend; deze laatsten moeten bestand zijn tegen maagzuur.

Sinds eind jaren veertig is er een nieuw probleem bij gekomen: resistentie. Bacteriën kunnen na verloop van tijd door verandering van eigenschappen ongevoelig worden voor bepaalde antibiotica. Bij penicillines gaat het dan vaak om bacteriën die de bètalactamring van het penicilline door een speciaal enzym, bètalactamase, kunnen openknippen. Wanneer dat het geval is, moet voor bestrijding van de door die gemuteerde bacteriën veroorzaakte aandoening(en) een nieuw antibioticum worden gevonden.

Om dit probleem zo veel mogelijk te voorkomen moeten penicillines, en in het algemeen alle antibiotica, spaarzaam worden toegepast en worden ze normaal gesproken alleen voorgeschreven als het echt nodig is. Door dit beleid is in bijvoorbeeld Nederland en Groot-Brittannië resistentie van micro-organismen veel minder een probleem dan in landen waar aan dit principe minder strak de hand wordt gehouden, zoals België en Frankrijk.

Het probleem van resistentie ontstaat ook vaak doordat mensen een kuur met penicilline niet afmaken. Men voelt zich beter, maar de bacterie is nog niet uit het lichaam verdwenen. De overblijvende bacteriën zijn die bacteriën die het best tegen de penicilline konden. Na het stoppen met de kuur zullen deze zich weer vermenigvuldigen. Op den duur evolueren daaruit stammen die volledig resistent zijn. Resistente TBC heeft zich bijvoorbeeld kunnen ontwikkelen onder dak- en thuislozen die grote moeite hebben met de discipline van een medicijnkuur. In een aantal landen worden TBC-patiënten met resistente bacteriën verplicht opgenomen om verdere verspreiding en resistentie tegen zelfs de zwaarste middelen te voorkomen.

• Bacinol

1. Walling (2006) . Tips from Other Journals – Antibiotic Use During Pregnancy and Lactation. American Family Physician 74 (6): 1035 .
2. Van den Ende, Hannah, Vergeet niet dat je arts bent - Joodse artsen in Nederland 1940-1945. Boom (April 2015), 500. ISBN 9789461055699. Geraadpleegd op 13 april 2015.