Meccanismo della penicillina

La penicillina è un antibiotico ampiamente usato prescritto per trattare gli stafilococchi e gli streptococchi infezioni batteriche. La penicillina appartiene alla famiglia del beta-lattame degli antibiotici, i membri di cui usano un simile meccanismo di atto inibire la crescita batterica delle cellule che finalmente uccide i batteri.

Le celle dei batteri sono circondate da una busta protettiva chiamata la parete cellulare.  Una delle componenti primarie della parete cellulare batterica è peptidoglycan, una macromolecola strutturale con una composizione tipo rete che fornisce la rigidità ed il supporto alla parete cellulare esterna. Per formare la parete cellulare, una singola catena peptidoglycan è unita con legami atomici incrociati ad altre catene peptidoglycan con l'atto della DD-transpeptidasi degli enzimi (anche chiamata una penicillina proteina-PBP obbligatoria). Durante un ciclo di vita batterico, la parete cellulare (e così i legami incrociati peptidoglycan) è ricostruita continuamente per accomodare per i cicli ripetuti della crescita e della replica delle cellule.

Le penicilline ed altri antibiotici nella famiglia del beta-lattame contengono un anello quattro-membered caratteristico del beta-lattame. La penicillina uccide i batteri attraverso l'associazione dell'anello del beta-lattame alla DD-transpeptidasi, all'inibizione della sua attività dicollegamento e ad impedire la nuova formazione della parete cellulare. Senza una parete cellulare, una cella batterica è vulnerabile all'acqua esterna ed alle pressioni molecolari e rapidamente muore.  Poiché le cellule umane non contengono una parete cellulare, risultati di trattamento della penicillina nella morte batterica delle cellule senza pregiudicare le cellule umane.

I batteri gram-positivi hanno pareti cellulari spesse contenere gli alti livelli di peptidoglycan, mentre i batteri gram-negativi sono caratterizzati dalle pareti cellulari più sottili con i bassi livelli di peptidoglycan.  Le pareti cellulari dei batteri gram-negativi sono circondate da un livello (LPS) del lipopolysaccharide dell'entrata antibiotica nella cella. Di conseguenza, la penicillina è più efficace contro i batteri gram-positivi in cui l'attività della DD-transpeptidasi è più alta.

Resistenza

I batteri si riproducono rapidamente e sono a mutazioni genetiche inclini quando cresce in presenza delle pressioni ambientali, quale un antibiotico. Col passare del tempo, le mutazioni genetiche che forniscono un vantaggio di sopravvivenza possono sorgere nella popolazione batterica, permettendo che i batteri continuino a svilupparsi e moltiplicarsi in presenza dell'antibiotico. Ciò piombo alla creazione di uno sforzo resistente, che può essere ucciso soltanto con l'uso dell'alternativa, più forti antibiotici. Il potenziale per resistenza a antibiotici aumenta con uso ripetuto o improprio di un antibiotico. I ceppi batterici possono diventare resistenti a più di un antibiotico, piombo alla creazione “dei superbugs„ che sono estremamente difficili da trattare medicamente.

I batteri generano la resistenza a antibiotici attraverso una serie di meccanismi. Alcuni batteri possono diventare resistenti a penicillina producendo beta-lactamase, un enzima batterico che distrugge l'anello del beta-lattame di penicillina e lo rende inefficace. Un esempio comune è staphylococcus aureus, che produce gli alti livelli di beta-lactamase e causa le infezioni nel sangue, nell'interfaccia, o nei polmoni.  La maggior parte dei sforzi di staphylococcus aureus ora sono resistenti a penicillina. Nella risposta, gli scienziati hanno sviluppato un modulo sintetico di penicillina che è resistente a beta-lactamase, definito penicilline penicillinase-resistenti o penicilline della seconda generazione. Questi includono il dicloxacillin, il oxacillin, il nafcillin e la meticillina. Presto dopo lo sviluppo, i ricercatori hanno identificato rapidamente gli sforzi di staphylococcus aureus resistenti alla meticillina, definita staphylococcus aureus meticillina-resistente (MRSA).  Uso di MRSA un secondo metodo di resistenza sormontare meticillina-cioè upregulating un modulo di basso affinità della proteina obbligatoria della penicillina che non lega l'antibiotico e di cui l'attività non sia inibita. Fin qui, MRSA ha dimostrato la resistenza generale a tutti gli antibiotici del beta-lattame ed è un rischio sanitario estremamente serio.

Minaccia contro la salute pubblica

Nel 2014, l'organizzazione mondiale della sanità ha riferito che la resistenza a antibiotici è una minaccia mondiale contro la salute pubblica. Nelle aree intorno al mondo, malattia-causante i batteri sia già resistente a tutti i moduli iniziali dell'antibiotico e rapidamente stanno sviluppando i meccanismi della resistenza ai trattamenti di ultima località di soggiorno.  Alcuni batteri resistenti agli antibiotici sono altamente contagiosi e possono spargersi rapidamente in tutta una famiglia o una comunità, creante un rischio serio di salute pubblica. Mentre i batteri continuano a guadagnare la resistenza ad alcuni di più forti antibiotici disponibili, lo sviluppo farmaceutico di nuovi agenti antibiotici è in diminuzione.  Ciò è dovuto parecchie ragioni, compreso redditività bassa dovuto i brevi cicli del trattamento, la mancanza di nuovi obiettivi o strategie terapeutici per l'uccisione delle celle batteriche e la tollerabilità bassa in comunità medica per gli effetti secondari.

Sorgenti

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Last Updated: Aug 23, 2018

Susan Chow

Written by

Susan Chow

Susan holds a Ph.D in cell and molecular biology from Dartmouth College in the United States and is also a certified editor in the life sciences (ELS). She worked in a diabetes research lab for many years before becoming a medical and scientific writer. Susan loves to write about all aspects of science and medicine but is particularly passionate about sharing advances in cancer therapies. Outside of work, Susan enjoys reading, spending time at the lake, and watching her sons play sports.

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