Cơ chế tác dụng của Penicillin

Nhóm Penicillin được biết đến như là một trong những kháng sinh hiệu quả, an toàn nhất, tuy nhiên do tỷ lệ kháng thuốc cao nên việc sử dụng Penicillin trên lầm sàng bị hạn chế rất nhiều.

Các thành viên trong họ kháng sinh này khác nhau ở gốc R- gắn với phân tử acid 6-aminopenicillinanic. Nhóm R- có vai trò quyết định đặc tính của thuốc bao gồm: Phổ kháng khuẩn, độ ổn định trong acid dịch vị, khả năng kháng enzyme lactamase và các phản ứng dị ứng chéo (cross – hypersensitivity)

A.Cơ chế tác dụng:

– Thuốc tác dụng vào bước cuối cùng trong tổng hợp thành tế bào (quá trình vận chuyển chuỗi peptide và tạo cầu nối chéo giữa các chuỗi glycan), làm giảm độ bền vững cơ học của thành tế bào và màng tế bào sẽ bị ảnh hưởng bởi áp suất thẩm thấu từ môi trường xung quanh.

– Tế bào vi khuẩn có thể bị ly giải do áp suất thẩm thấu hoặc do hoạt động của Autolysis ( các enzyme tự phân
giải của vi khuẩn). Penicillin tác dụng tốt trên các chủng vi khuẩn phân chia nhanh, quá trình sinh tổng hợp peptidoglycan diễn ra mạnh.

– Trái lại, với các vi sinh vật không có peptidoglycan như Mycobacteria, động vật đơn bào, nấm, virus thuốc không có tác dụng.

1.Penicillin – binding proteins (PBPs):

– Các protein này có mặt ở màng tế bào, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp thành tế bào và có vai trò duy trình hình dạng vi khuẩn.

– Penicillin bất hoạt PBPs, không những làm gián đoạn quá trình tổng hợp thành tế bào mà còn làm biến dạng, thậm chí ly giải tế bào vi khuẩn. Số lượng protein này thay đổi tùy loài vi khuẩn.

– Một trong những cơ chế kháng thuốc của vi khuẩn là thay đổi PBPs ( Tụ cầu kháng Methicillin – MRSA kháng thuốc theo cơ chế này)

2.Ức chế Transpeptidase:

– Một số PBPs (transpeptidase) đóng vai trò xúc tác cho quá trình tạo cầu nối bắt chéo giữa các chuỗi peptidoglycan – Penicillin ức chế enzyme này, làm cản trở sự hình thành cầu nối chéo giữa các chuỗi polymer, phá hỏng tính toàn vẹn thành tế bào vi khuẩn.

3.Hoạt hóa các enzyme tự hủy (autolysis):

– Nhiều vi khuẩn, đặc biệt là các cầu khuẩn Gram dương, tiết ra các enzyme tự phân hủy (autolysis), các enzyme này có vai trò trong tu sửa thành tế bào. Với sự có mặt của Penicillin, hoạt động tự hủy diễn ra mạnh hơn đồng thời quá trình tổng hợp thành tế bào vi khuẩn bị gián đoạn.

– Như vậy, tác dụng kháng khuẩn của Penicillin là hệ quả của cả quá trình ức chế tổng hợp thành tế bào mới và qúa trình tiêu hủy phần thành tế bào cũ của các enzyme tự hủy.