Пеницилините са антибиотици с бактерициден ефект спрямо екстрацелуларни активно делящи се клетки и са от групата на бета-лактамите. Те блокират синтезата на бактериалната клетъчна стена. Клетъчната стена е структура, изградена от мономерни единици пептидогликан. Инхибирането на нейния синтез води до осмотичен лизис. Тъй като клетките на човешкия организъм нямат клетъчна стена, бета-лактамите са изключително безопасни за употреба, но през последните години употребата на пеницилините намалява, поради нарастващата бактериална резистентност. Към групата на бета-лактамите се отнасят още цефалоспорини, карбапенеми и монобактами.


Пеницилините са производни на 6-аминопеницилановата киселина – полу-синтетичните аналози се получават при заместване в страничната верига. Това определя спектъра на действие, чувствителността към бета-лактамаза и др.


Класификацията на пеницилините може да се разглежда различно – според спектъра на действие или според химичната структура. Клинично се разделят в три групи – тясноспектърни, чувствителни на бета-лактамаза; широкоспектърни чувствителни на бета-лактамаза; тясноспектърни резистентни на бета-лактамаза. Към първата група се отнасят пеницилините с природен произход – Benzylpenicillin (Penicillin G), Phenoxymethylpenicillin (Penicillin V). Към широкоспектърните се отнасят: Amoxicillin, Ampicillin, Carbenicillin, Ticarcillin, Azlocillin, Mezlocillin, Piperacillin. Към тясноспектърните, устойчиви на бета-лактамаза се отнасят изоксазозил-пеницилините: Oxacillin, Cloxacillin, Dicloxacillin, Flucloxacillin, Methicillin, Nafcillin.



Пеницилините действат по няколко механизма:

 

1. Свързват се с пеницилин-свързващите протеини (PBPs) по клетъчната мембрана. Това са ензими, които участват в синтеза на клетъчната стена. Инхибирането им води до нарушения в морфологията на клетката. Промени в тези свързващи места са една от причините за възникване на резистентни бактерии. Такъв е случаят например с т.нар. MRSA (Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus), който е изключително неподатлив на лечение.


2. Инхибират транспептидазите – това води до дезинтеграция на клетъчната стена и излагане на осмотично-неустойчивата мембрана.


3. Автолизини – пеницилините блокират инхибиторите на автолизините. По този начин пеницилините проявяват бактерицидния си ефект посредством инхибиране синтеза на клетъчната стена, но и активиране на нейния лизис.

 

Фармакокинетично, важно за пеницилините е, че нямат добро проникване в ЦНС, но то значително се подобрява при възпалени менинги. И все пак са необходими високи дози и при менингити и енцефалити по-често се ползват цефалоспорини от трето и четвърто поколение. От природните пеницилини, Penicillin V се прилага перорално, но Penicillin G се прилага само парентерално (венозно, мускулно). Изоксазозил-пеницилините също имат много добра перорална резорбция. От аминопеницилините, Amoxicillin e с много добра перорална резорбция, докато Ampicillin е с много по-слаба резорбция и е подходящ при ентероинфекции. Освен в ЦНС, ниско е разпределението на пеницилините и в простатния секрет и вътреочната течност.

 

Penicillin G се екскретира с бъбреците и кърмата – затова пеницилините не се дават при кърмещи. Проблем е употребата на мляко от животни лекувани с пеницилини, поради две причини – алергични реакции и възникване на резистентни бактерии.

 

Пеницилините не се метаболизират и се екскретират основно с тубулна секреция и гломерулна филтрация. Изключение правят Nafcillin и Oxacillin, които претърпяват чернодробен метаболизъм и са подходящи при пациенти с бъбречна недостатъчност. Комбинираното приложение с Probenecid, който инхибира тубулната секреция, увеличава плазмената концентрация на пеницилините.

 

Относно спектъра на действие – пеницилините са подходящи основно при лечение на грам-положителни инфекции. Penicillin G е средство на избор при лечение на сифилис (Treponema pallidum) и газ гангрена (Clostridium perfringens) Penicillin V има същият спектър на действие като G, но много по-слабо действие и се прилага за лечение на леки инфекции (фарингити, отити, синузити). Ползват се също за лечение на стрептококови, стрептококови инфекции (пневмония, ангина, еризипел, ендокардит, менингококови менингити и др.

 

Широкоспектърните пеницилини проявяват по-висока активност спрямо грам-отрицателни бактерии (E.coli, Proteus, Pseudomonas, Klebsiella, Salmonella, Shigella). Влизат също в комбинираното лечение за ерадикация на Helicobacter pylori при пептична язва и гастрити. Бета-лактамаза продуциращите бактерии разцепват структурата на пеницилиновите аналози и затова те често се ползват с протектор (Clavulanic acid, Tazobactam, Sulbactam).

 

Тясноспектърните устойчиви на бета-лактамаза пеницилини се ползват при лечение на стафилококови инфекции.

 

Резистентност към пеницилини възниква по различни механизми. Резистентни към тях са бактерии без клетъчна стена (напр. Mycoplasma). Бактерии продуциращи бета-лактамаза са втората причина за възникване на резистентност. Третата е промяна в пеницилин-свързващите протеини, а също и промяна в пермеабилитета на външната мембрана или наличие на ефлуксна помпа, която да не позволява достигане на терапевтична интрацелуларна концентрация.

 

Откъм нежелани реакции, най-чести са алергичните реакции, които засягат около 5% от пациентите. Затова лечение с пеницилини се инициира само след отрицателна скарификационна проба. Съществуват и кръстосани алергични реакции с други антибиотици от групата на бета-лактамите, затова по правило, ако един пациент е алегичен към пеницилини, не се прилагат други антибиотици от същия клас. Реакциите на свръхчувствителност могат да варират от обриви до анафилаксия. Гастроинтестиналните смущения също често срещана реакция – може да се наблюдава гадене, повръщане, диария, гастрити, псевдомембранозен колит и др. Затова се прилага задължително и пробиотик. Могат да се наблюдават различни хематологични смущения – нарушения в хемокоагулацията, цитопении и др.

 

Пеницилините са безопасни за приложение при бременни, преминават трансплацентрарно и се прилагат както при инфекции на майката, така и на плода.