البنسيللين: أنواع وفوائد وأضرار واستخدامات المضادّات الحيوية الجزء 7

تم اكتشاف البنسيللين "Penicillin" كمضادّ حيوي بالصدفة عام 1928 عن طريق العالم "أليكساندر فليمنج"، حيث قرر السفر ليقضي إجازة لمدة أسبوعين، ففكر في تقليل درجة حرارة الغرفة التي كان يُجري بها أبحاثه على البكتيريا لدرجة 28 بدلاً من 37 ليبطيء نمو البكتريا، لكنه اكتشف عند عودته أن فطر البنسيللين قد نما وقتل البكتيريا التي حوله، ومن هنا جاءت فكرة المضادّات الحيوية التي أحدثت نقلةً نوعية في علوم الطب.

البنسيللين من مجموعة تُسمى "بيتا لاكتام" وطريقته في قتل البكتيريا تعتمد على تثبيط بناء الجدار الخلوي البكتيري عن طريق ارتباطه ببروتين خاص في داخل الجدار الخلوي للبكتريا يُسمى "Penicillin binding protein PBPs" ويمنع اكتمال الغشاء الخلوي.

1. بنزايل بينيسيللن Penicillin G

تمت تسميته بنسيللين G لأنه يتم تكسيره عن طريق حمض المعدة "Gastric acidity" لذلك يُعطى عن طريق الحقن فقط، ولا توجد حساسية ضده وبالتالي لا يحتاج اختبار حساسية قبل الحقن, تحتوي عبوة الحقن منه على مليون وحدة.

2. بنسيللين V أو (phenoxymethyl penicillin)

على عكس سابقه، تمت تسميته بنسيللين "V" لأنه يتم تكسيره إذا تم تناوله عن طريق الوريد "Vein" وبالتالي يُعطى عن طريق الفم فقط.

3. Procaine Penicillin

نادراً ما يتم وصفه هذه الأيام، وهو يسبب حساسية مفرطة ويتم إعطاؤه عن طريق العضل فقط.

4. Benthazine Penicillin

يتم استخراجه من الفطر نفسه مباشرةً ويُعتبر الأب الروحي للمضادات الحيوية من عائلة البنسيللين.

في البداية كان البنسيللين فعالاً ضد أغلب أنواع البكتيريا (موجبة وسالبة الجرام، واللاهوائية أيضاً) لكن بمرور الوقت وبسبب الاستخدام الخاطيء طوّرت البكتيريا وسائل مقاومة ضد البنسيللين وذلك بأكثر من طريقة كما يلي:

1. تقليل قدرة البنسيللين على اختراق جدار خلايا البكتيريا مثل Atypical Bacteria مثال ال Rickettesia/Legionlla.
2. تصغير حجم فتحات الجدار الخلوي التي ينفذ منها البنسيللين وهذا يفسر عدم قدرة البنسيللين على مواجهة البكتريا سالبة الجرام، خصوصاً أن الطبقة التي يعمل عليها البنسيللين في جدار الخلية موجودة بالخارج بالنسبة للبكتريا موجبة الجرام وهو ما يسهل مهمته، عكس البكتيريا سالبة الجرام تكون فيها موجودة جهة الداخل.
3. بعض البكتيريا تنجح في إخراج جزيئات المضاد الحيوي خارج خلاياها بعد دخوله فعلياً عن طريق ما يُسمّى "Efflux Pump" مثل بكتيريا "Pseudomonas Aeurogenosa".
4. إفراز إنزيمات مضاددة للبنسيللين مثل إنزيم "Penicillinas أو Beta lactamase" يقوم بتكسير الجزء الفعال في المضاد الحيوي حتى بعد اختراقه لجدار الخلية البكتيريا، والأمثلة عديدة مثل "Neisseria" و"Haemophylus" وأغلب أنواع البكتريا المعوية، هذا بالإضافة إلى بكتيريا Staph. aureus في بعض الحالات المقاومة.
5. بعض أنواع البكتيريا أصبحت تُحدث تغييرات في البروتين الخارجي الذي يرتبط به البنسيللين ويدخل من خلاله للخلية، فتفشل العملية وبعضها يوقف تصنيع البروتين من أساسه.

بسبب تطوير البكتيريا لوسائل دفاعية مقاومة للمضاد الحيوي "بنسيللين" اتجه العلماء لتصنيع أنواع من البنسيللين تواجه هذه المقاومة، وهي كالتالي:

•  البنسيللين المضاد لبكتريا "Staph" أو Antistaphylococcal Penicillin

ولها اسم آخر أيضاً هو (Pencillinase resistant) وهي مجموعة تحتوي ثلاثة أنواع هي:

• نافيسيللين Naficillin
• أوكساسيللين Oxacillin
•  ديكلوكساسيللين Dicloxacillin

وهي مضادات حيوية تتغل على الإنزيم الذي طورته البكتيريا لتكسير حلقة "لاكتام" في البنسيللين، وهي فعّالة في القضاء على البكتريا المكورة العنقودية "Staphylococcus aures" وأيضاً "Staphylococcus epidermis"، لكنها للأسف لا تزال غير قادرة على مقاومة سلالات "MRSA" و "MRSE" ذلك أنها لا تستطيع الاترتباط بالبروتين الخاص بالبنسيللين في هذين النوعين.

كما أن هذا النوع لا يتم تصنيعه مفرداً بل يجب أن يوضع معه نوع بنسيللين آخر، مثلما يحدث في "فلوموكس" الذي يحتوي flucloxacillin مع amoxicillin وأمبيفلوكس الذي يوضع معه Ampicillin، وهذه المجموعة كما ذكرنا غير فعّالة ضد البكتيريا سالبة الجرام.

لكي نطوّر قدرة البنسيللين على مقاومة البكتيريا سالبة الجرام، تم إضافة مجموعة "أمينو" لحلقة البيتا لاكتام، مما جعلها أكثر مائيةً وبالتالي أكثر قدرةً على المرور إلى داخل البكتريا يالبة الجرام، مثل S.Enterica وE.choli وShigella وهكذا تم تطوير النوعين Ampicillin و Amoxicillin لمواجهة البكتريا سالبة الجرام.

لكن للأسف بعض البكتيريا أصبحت قادرة على تكسير حلقة البيتا لاكتام بواسطة الإنزيم المضادّ لها، ولحل هذه المشكلة أضاف العلماء مثبطات لهذه الإنزيم مثل حمض clavulanic و السلباكتام فظهر لدينا أكثر من مضاد حيوي من هذا النوع مثل:

 
- Amoxicillin +clavulanic acid=Augmantin
- Ampicillin +sulbactam=Unacyn

البنسيللين واسع المدى "Broad spectrum penicillin"

للتغلب على وسائل مقاومة البكتيريا الأخرى، تم إضافة حلقتان جانبيتان للبنسيللين جعلاه يستطيع بسهولة المرور من الفتحات الضيقة للبكتريا السالبة وزادا من قدرته على مقاومة الإنزيمات التي تكسر حلقة البيتا لاكتام فيه، وللتغلب على وسائل مقاومة البكتيريا موجبة الجرام، تم إضافة مثبطات إنزيم التكسير أيضاً مثل:

- Piperacillin +tazobactam
- Ticarcillin + clavulanic acid

أوجمنتين

المراجع: Penicillin: indications, mechanism of action