Penicilline Arzneimittelgruppen Antibiotika Beta-Lactam-Antibiotika

Penicilline sind bakterizide Wirkstoffe aus der Gruppe der Beta-Lactam-Antibiotika, welche für die Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten eingesetzt werden. Natürliches Penicillin stammt aus Schimmelpilzen der Gattung Penicillium und wurde im Jahr 1928 in London entdeckt. Ab den 1940er-Jahren wurde es therapeutisch verwendet. Die Effekte beruhen auf der Hemmung der bakteriellen Zellwandbildung. Aufgrund der kurzen Halbwertszeit müssen die Arzneimittel in der Regel mehrmals täglich verabreicht werden. Zu den häufigsten unerwünschten Wirkungen gehören gastrointestinale Störungen, allergische Reaktionen und Hautausschläge.

synonym: Penicillin-Antibiotika

Produkte

Penicilline sind heute unter anderem in Form von Filmtabletten, Kapseln, als Injektions- und Infusionslösungen, als Pulver zur Herstellung einer Suspension zum Einnehmen und als Sirupe im Handel.

Penicillin wurde im September 1928 am St. Mary's Hospital in London von Alexander Fleming entdeckt. Er arbeitete mit Staphylokokken-Kulturen in Petrischalen. Eine der Platten war von Schimmelpilzen (Penicillium) kontaminiert worden. In der Nähe der Pilzkolonie wurden die Staphylokokken durchsichtig und lösten sich auf. Der Pilz bildete also eine Substanz, welche die Bakterien abtötete. Fleming nannte sie Penicillin.

Der Gruppe um Howard Florey und Ernst Boris Chain an der Universität von Oxford gelang später die Reinigung, die Isolierung und Produktion des Antibiotikums. Im grossen Stil wurde Penicillin erstmals in den 1940er-Jahren in den USA hergestellt und für die Behandlung von Infektionen eingesetzt. Zu den frühesten und natürlichen Penicillinen gehört das Penicillin G (Benzylpenicillin). Durch Variation des Fermentationsmediums konnten verschiedene Wirkstoffe gewonnen werden.

Struktur und Eigenschaften

Das Grundgerüst der Penicilline ist die 6-Aminopenicillansäure, welche aus einem Thiazolinring und einem Beta-Lactam besteht. Als Lactame werden zyklische Amide bezeichnet. Die 6-Aminopenicillansäure ist aus den beiden Aminosäuren Cystein und Valin aufgebaut.

Die älteren Penicilline wie Benzylpenicillin sind säurelabil und können daher nur parenteral verabreicht werden. Es wurden säurestabile Oralpenicilline entwickelt, die auch oral verfügbar sind, wie zum Beispiel das Aminopenicillin Amoxicillin. Durch Modifikationen der Seitenkette konnten die Eigenschaften der natürlichen Penicilline entscheidend verändert werden (siehe unten).

Wirkungen

Penicilline (ATC J01C ) haben antibakterielle Eigenschaften gegen grampositive und teilweise auch gegen gramnegative Erreger. Sie hemmen die bakterielle Zellwandsynthese durch Bindung an die sogenannten Penicillin-bindenden Proteine (PBP). Zu den PBP gehört die D-Ala-D-Ala-Transpeptidase, welche an der Synthese des Peptidoglykans beteiligt ist. Penicilline sind sogenannte Suizid-Inhibitoren, weil sie unter Öffnung des Beta-Lactam-Rings irreversibel an die Enzyme binden.

Wirkmechanismus der Penicilline, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Indikationen

Für die Behandlung bakterieller Infektionskrankheiten mit empfindlichen Erregern.

Dosierung

Penicilline müssen aufgrund der kurzen Halbwertszeit in der Regel mehrmals täglich oder als Infusion verabreicht werden.

Wirkstoffe

In der Schweiz sind derzeit die folgenden Wirkstoffe als Humanarzneimittel registriert:

• Amoxicillin (Clamoxyl®, Generika, mit Clavulansäure: Augmentin®, Generika)
• Benzylpenicillin (Penicillin Grünenthal®), entspricht Penicillin G
• Flucloxacillin (Floxapen®, Generika)
• Phenoxymethylpenicillin (Ospen®), entspricht Pencillin V
• Piperacillin (+ Tazobactam: Tazobac®, Generika)

Daneben existieren zahlreiche weitere Penicilline, wie z.B. Ampicillin.

Einteilung der Penicilline

Penicilline werden in verschiedene Gruppen eingeteilt. Sie entstehen durch die Variation der Seitenkette:

• Natürliche Penicilline wie Benzylpenicillin stammen von Penicillium-Arten (Penicillium chrysogenum).
• Oralpenicilline wie Amoxicillin sind oral bioverfügbar und können z.B. in Form von Tabletten oder als Suspension eingenommen werden.
• Säurestabile Penicilline wie Phenoxymethylpenicillin bleiben beim Kontakt mit der Magensäure stabil.
• Penicillinase-resistente Penicilline wie Oxacillin und Flucloxacillin sind gegen penicillinabbauende Enzyme der Bakterien resistent.
• Aminopenicilline wie Ampicillin und Amoxicillin tragen eine Aminogruppe.
• Breitspektrum-Penicilline wie Piperacillin haben ein breiteres Wirkspektrum als die frühen Wirkstoffe, z.B. auch gegen Pseudomonaden.

Einige Penicilline werden mit Beta-Lactamase-Inhibitoren wie der Clavulansäure, Sulbactam und Tazobactam kombiniert, um Resistenzen aufzuheben und die Wirksamkeit zu erhöhen.

Kontraindikationen

Penicilline sind bei einer Überempfindlichkeit kontraindiziert, auch gegen andere Beta-Lactam-Antibiotika. Die vollständigen Vorsichtsmassnahmen finden sich in der Arzneimittel-Fachinformation.

Interaktionen

Penicilline sind organische Anionen und werden an der Niere aktiv sekretiert. Andere organische Anionen können die Elimination kompetitiv hemmen. Probenecid wurde während des 2. Weltkriegs entwickelt, um Penicillin zu „strecken“ (pharmakokinetischer Booster). Es kam allerdings zu spät auf dem Markt, um tatsächlich angewendet zu werden.

Unerwünschte Wirkungen

Zu den häufigsten unerwünschten Wirkungen gehören:

• Gastrointestinale Störungen wie Durchfall, Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen, Appetitlosigkeit
• Überempfindlichkeitsreaktionen (allergische Reaktionen) bis zur Anaphylaxie
• Candidainfektionen der Schleimhaut, z.B. Scheidenpilz und Mundsoor
• Hautausschläge, siehe auch unter → Hautausschlag unter Amoxicillin
• Resistenzen

siehe auch

Beta-Lactam-Antibiotika, Beta-Lactamase-Inhibitoren, Hautausschlag unter Amoxicillin

Literatur

• Arzneimittel-Fachinformation (CH, USA)
• Lehrbücher der Pharmakotherapie
• Martin W.J. The penicillins. J Lancet, 1967, 87(3), 79-88 Pubmed 
• Miller E.L. The penicillins: a review and update. J Midwifery Womens Health, 2002, 47(6), 426-34 Pubmed 
• Nathwani D., Wood M.J. Penicillins. A current review of their clinical pharmacology and therapeutic use. Drugs, 1993, 45(6), 866-894 Pubmed 
• Neu H.C. The penicillins. II. Overview of pharmacology, toxicology, and clinical use. N Y State J Med, 1977, 77(6), 962-7 Pubmed 
• Weitere Quellen

Autor

Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.

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Der Autor dieses Artikels ist Dr. Alexander Vögtli. Dieser Artikel wurde zuletzt am 14.6.2022 geändert.
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