Бензилпенициллин: свойства и применение¶

Бензилпенициллин — природный антибиотик группы пенициллинов, вырабатываемый плесневыми грибами вида Penicillium (главным образом Penicillium chrysogenum и Penicillium notatum). Химически представляет собой производное 6-аминопенициллановой кислоты и относится к бета-лактамам. Это первый открытый антибиотик, положивший начало эре антибактериальной терапии; в медицинской практике применяется в виде различных солей (натриевой, калиевой, новокаиновой, бензатиновой) и в форме прокаина.

¶История открытия

В 1928 году шотландский бактериолог Александр Флеминг обнаружил, что колонии стафилококка на чашке Петри погибли вокруг случайно попавшей туда плесени Penicillium notatum. Флеминг выделил активное вещество и назвал его пенициллином, однако получить его в чистом виде долгое время не удавалось.

В 1938–1940 годах группа исследователей Оксфордского университета — Говард Флори, Эрнст Чейн и Норман Хитли — разработала методы выделения и очистки пенициллина, а в 1941 году препарат впервые успешно применили для лечения пациента с тяжёлой инфекцией. Массовое промышленное производство началось в США в 1943–1944 годах, что сыграло значительную роль в снижении смертности от инфекций во время Второй мировой войны. В 1945 году Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

¶Химическое строение

Молекулярная формула бензилпенициллина — C₁₆H₁₈N₂O₄S, молекулярная масса около 334,4 г/моль. В основе структуры лежит конденсированная бициклическая система — тиазолидиновое кольцо, соединённое с бета-лактамным кольцом. Именно бета-лактамный цикл является ключевым для антибактериальной активности: его разрыв приводит к полной потере антимикробных свойств.

Бензилпенициллин — органическая кислота, плохо растворимая в воде. В медицинской практике используют её соли, обладающие хорошей растворимостью: натриевую и калиевую (быстро всасываются и выводятся), новокаиновую и бензатиновую (пролонгированного действия).

¶Механизм действия

Бензилпенициллин нарушает синтез клеточной стенки бактерий. Он связывается с ферментами транспептидазами (так называемыми пенициллинсвязывающими белками), которые участвуют в образовании поперечных сшивок пептидогликана — основного компонента бактериальной стенки. В результате стенка теряет прочность, и бактериальная клетка разрушается под действием осмотического давления.

Поскольку клеточная стенка отсутствует у клеток человека, препарат обладает избирательной токсичностью и относительно безопасен для макроорганизма. Действует бактерицидно только на активно размножающиеся микроорганизмы.

¶Спектр активности

Бензилпенициллин активен преимущественно в отношении грамположительных бактерий:

• стрептококки (в том числе Streptococcus pyogenes, пневмококки);
• стафилококки (кроме штаммов, вырабатывающих бета-лактамазу);
• коринебактерии дифтерии;
• возбудители сибирской язвы;
• клостридии (возбудители газовой гангрены, столбняка);
• спирохеты (бледная трепонема, возбудители возвратного тифа).

Среди грамотрицательных микроорганизмов чувствительны менингококки и гонококки. Препарат неэффективен против большинства энтеробактерий, синегнойной палочки, микоплазм, хламидий, вирусов и грибов.

¶Применение в медицине

Бензилпенициллин применяется при инфекциях, вызванных чувствительными возбудителями:

В зависимости от тяжести инфекции препарат вводят внутримышечно, внутривенно (струйно или капельно), подкожно или в полости. Дозировка подбирается индивидуально; при тяжёлых инфекциях суточная доза может достигать десятков миллионов единиц действия.

¶Побочные эффекты и ограничения

Основные нежелательные реакции:

• аллергические реакции — от крапивницы до анафилактического шока (наиболее опасное осложнение);
• нейротоксичность при введении высоких доз, особенно при почечной недостаточности;
• раздражающее действие в месте инъекции;
• дисбактериоз и кандидоз при длительном применении.

Калиевые соли при быстром внутривенном введении могут вызывать гиперкалиемию и нарушения сердечного ритма. Препарат противопоказан при повышенной чувствительности к пенициллинам.

¶Устойчивость бактерий и производные

Ключевая проблема применения бензилпенициллина — распространение бета-лактамаз — ферментов, разрушающих бета-лактамное кольцо. Многие штаммы стафилококков синтезируют такие ферменты и устойчивы к препарату.

Для преодоления устойчивости были созданы полусинтетические пенициллины: метициллин, оксациллин (устойчивы к стафилококковой бета-лактамазе), ампициллин и амоксициллин (расширенный спектр). Также применяют комбинации с ингибиторами бета-лактамаз — клавулановой кислотой, сульбактамом, тазобактамом.

¶Значение

Бензилпенициллин считается одним из важнейших открытий медицины XX века. Он позволил эффективно лечить инфекции, ранее почти всегда смертельные, и стал основой для создания целого класса антибактериальных препаратов. Всемирная организация здравоохранения включает бензилпенициллин в перечень основных лекарственных средств. Препарат сохраняет значение в терапии сифилиса, стрептококковых инфекций и ряда других заболеваний, несмотря на появление новых антибиотиков.