Penicillina: cos’è, quando è stata scoperta, a cosa serve, tipi, effetti collaterali e allergie

La penicillina è una delle scoperte più significative e rivoluzionarie della medicina moderna. Appartiene alla classe degli antibiotici beta-lattamici, molecole fondamentali che hanno trasformato radicalmente il trattamento delle infezioni batteriche. 

Prima della sua introduzione, infezioni apparentemente banali potevano risultare letali; oggi, la penicillina e i suoi derivati continuano a essere strumenti essenziali nella lotta contro i patogeni. Comprendere la sua origine, il meccanismo d'azione e le precauzioni relative al suo utilizzo è indispensabile sia per i professionisti sanitari che per il pubblico generale.

Che cosa è la penicillina?

La penicillina è un gruppo di antibiotici derivati dal fungo Penicillium. Strutturalmente, queste molecole condividono un anello fondamentale, l'anello beta-lattamico, che è cruciale per la loro attività antibatterica.

Esistono due macro-categorie di penicilline:

1. Penicilline naturali: le prime molecole ad essere state isolate, tra cui la Penicillina G (benzilpenicillina), somministrabile solo per via parenterale (iniezione), e la Penicillina V (fenossimetilpenicillina), somministrabile per via orale. Sono efficaci principalmente contro i batteri Gram-positivi (come streptococchi) e alcuni batteri Gram-negativi.

2. Penicilline semi-sintetiche: sviluppate in laboratorio per superare le limitazioni delle penicilline naturali, in particolare la sensibilità all'acido gastrico (che le rende inefficaci se assunte per bocca) e la resistenza batterica (come quella indotta dall'enzima beta-lattamasi).

Tra le penicilline semi-sintetiche più comuni e utilizzate si annoverano:

• Aminopenicilline: hanno uno spettro d'azione più ampio, includendo molti batteri Gram-negativi.

• Penicilline penicillasi-resistenti: sono state sviluppate specificamente per resistere all'azione della beta-lattamasi, un enzima prodotto da alcuni batteri per inattivare l'antibiotico.

• Carbossipenicilline e Ureidopenicilline: penicilline a spettro ancora più esteso, utilizzate per infezioni gravi e multiresistenti, spesso in ambito ospedaliero.

Come agisce la penicillina

La penicillina agisce interferendo con il processo di sintesi della parete cellulare batterica. La parete cellulare è una struttura rigida, essenziale per la sopravvivenza del batterio, che lo protegge dalla pressione osmotica.

Il meccanismo d'azione è il seguente:

1. legame con gli enzimi: l'anello beta-lattamico della penicillina si lega in modo irreversibile agli enzimi noti come Proteine Leganti la Penicillina (PBP) o transpeptidasi. Questi enzimi sono responsabili della formazione dei legami crociati del peptidoglicano, il polimero che costituisce la parete cellulare.

2. inibizione della sintesi: legandosi alle PBP, la penicillina ne inattiva la funzione, bloccando la fase finale della costruzione della parete cellulare.

3. lisi e morte batterica: senza una parete cellulare integra e funzionale, la cellula batterica non riesce a mantenere la sua forma e integrità. Di conseguenza, si verifica l'autolisi (rottura) della cellula batterica per effetto della pressione osmotica e il batterio muore.

Poiché la penicillina agisce su un processo (la sintesi della parete cellulare) che è unico delle cellule batteriche e non presente nelle cellule umane, questo meccanismo le conferisce un'alta selettività, riducendo al minimo gli effetti tossici diretti sull'organismo ospite.

Chi ha scoperto la penicillina?

La storia della penicillina è un esempio celebre di scoperta accidentale seguito da un lavoro di ricerca rigoroso.

• Alexander Fleming (1928): il merito della scoperta iniziale va al medico e batteriologo scozzese Alexander Fleming. Nel 1928, lavorando presso l'Ospedale St. Mary di Londra, Fleming notò una muffa contaminante, Penicillium notatum, in una capsula di Petri dove stava coltivando batteri (Staphylococcus). Intorno alla muffa, l'area era priva di crescita batterica. Fleming intuì che la muffa producesse una sostanza in grado di inibire la proliferazione batterica, che chiamò "penicillina". Tuttavia, Fleming incontrò difficoltà nell'isolare e purificare la sostanza in quantità sufficienti per l'uso clinico, e la sua scoperta rimase in gran parte inapplicata per un decennio.

• Florey, Chain e Heatley (Anni '40): lo sviluppo della penicillina come farmaco salvavita avvenne negli anni '40, nel contesto della Seconda Guerra Mondiale. Un team di scienziati dell'Università di Oxford, guidato dal patologo australiano Howard Florey e dal biochimico tedesco Ernst Chain, con il contributo cruciale di Norman Heatley, riuscì a isolare, purificare e produrre la penicillina su larga scala. I loro studi dimostrarono la sua straordinaria efficacia nel trattamento delle infezioni e il farmaco iniziò ad essere impiegato per salvare i soldati feriti.

Nel 1945, Alexander Fleming, Howard Florey ed Ernst Chain condivisero il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina per il loro lavoro che ha reso la penicillina disponibile per l'uso clinico, inaugurando l'era degli antibiotici.

Penicillina cosa cura

La penicillina e i suoi derivati sono indicati per il trattamento di una vasta gamma di infezioni batteriche. La scelta del tipo di penicillina dipende dal tipo di batterio responsabile (spettro d'azione) e dalla via di somministrazione.

Le infezioni più comunemente trattate con le penicilline includono:

• infezioni delle vie respiratorie superiori: tonsilliti, faringiti e scarlattina causate da Streptococcus pyogenes.

• infezioni cutanee e dei tessuti molli: erisipela, celluliti e impetigine. Le penicilline penicillasi-resistenti sono cruciali per infezioni da stafilococchi che producono l'enzima beta-lattamasi, in particolare stafilococchi meticillino-sensibili, MSSA.

• infezioni odontoiatriche: ascessi dentali e infezioni post-estrattive.

• polmonite batterica: causata da pneumococchi sensibili.

• sepsi e meningite: in questi casi, la Penicillina G è talvolta  somministrata per via endovenosa per raggiungere alte concentrazioni nel sangue.

• infezioni specifiche: la penicillina è ancora il trattamento di prima linea per la sifilide, e la difterite.

È fondamentale ricordare che la penicillina, come tutti gli antibiotici, è inefficace contro le infezioni virali (come il raffreddore o l'influenza) e non deve essere utilizzata per trattare tali condizioni. L'uso inappropriato contribuisce al gravissimo problema della resistenza antimicrobica.

Si possono avere reazioni alla penicillina?

La penicillina è generalmente ben tollerata, ma le reazioni avverse e le allergie sono una preoccupazione clinica significativa.

Gli effetti collaterali più comuni sono di natura gastrointestinale e sono generalmente lievi:

• nausea

• vomito

• diarrea (spesso dovuta all'alterazione del microbiota intestinale)

L'allergia alla penicillina è una delle allergie ai farmaci più frequentemente riportate, sebbene la vera allergia sia meno diffusa di quanto si creda (circa il 5-10% della popolazione generale riporta un'etichetta di allergia alla penicillina). Le reazioni allergiche possono variare notevolmente per gravità:

• reazioni ritardate (lievi): eruzioni cutanee maculo-papulari, orticaria a comparsa lenta.

• reazioni immediate (gravi): si manifestano entro un'ora dalla somministrazione e possono includere angioedema (gonfiore del viso, della lingua o della gola) e, nella forma più grave, shock anafilattico. Lo shock anafilattico è un'emergenza medica caratterizzata da difficoltà respiratorie, calo drastico della pressione sanguigna e può essere fatale se non trattato immediatamente.

Nei pazienti con una storia clinica di sospetta allergia, prima della somministrazione di penicillina, può essere eseguito un test cutaneo o una procedura di desensibilizzazione, soprattutto se l'antibiotico è considerato l'unica opzione terapeutica efficace. Molti pazienti etichettati come allergici perdono la sensibilità nel tempo, e una diagnosi corretta è cruciale per evitare l'uso inutile di antibiotici a spettro più ampio, che possono favorire la resistenza.

Penicillina e gravidanza: cosa bisogna sapere

La necessità di trattare un'infezione batterica in gravidanza richiede di bilanciare l'efficacia del farmaco con la sicurezza per il feto.

• sicurezza: la maggior parte delle penicilline, in particolare la Penicillina G, la Penicillina V e l'Amoxicillina, sono considerate generalmente sicure durante la gravidanza e l'allattamento. Questi farmaci sono classificati come farmaci di categoria B (o equivalenti in sistemi di classificazione più recenti), il che significa che gli studi sugli animali non hanno mostrato rischi per il feto e non ci sono prove di rischio nell'uomo.

• scelta del farmaco: l'Amoxicillina è spesso il farmaco di prima scelta per le infezioni batteriche comuni nelle donne in gravidanza a causa del suo profilo di sicurezza ben documentato.

• rischio allergico: il rischio di una reazione allergica per la madre rimane identico. È fondamentale documentare eventuali allergie preesistenti prima della somministrazione.

È cruciale che qualsiasi trattamento antibiotico durante la gravidanza sia sempre prescritto e monitorato dal medico curante o dal ginecologo, valutando il rapporto rischio-beneficio in base all'infezione specifica.

FAQ

La penicillina cura la sifilide?

Sì, la penicillina è il trattamento di elezione (il farmaco di prima scelta) per la cura di tutti gli stadi della sifilide, un'infezione batterica causata dal Treponema pallidum. La Penicillina G Benzatinica somministrata per via intramuscolare è la terapia standard raccomandata a livello globale per la sifilide primaria, secondaria, latente, la neurosifilide richiede invece Penicillina G acquosa/cristallina per via endovenosa con regimi specifici

 È possibile assumere penicillina se si è intolleranti al lattosio?

Sì, l'intolleranza al lattosio non preclude l'assunzione di penicillina. L'intolleranza al lattosio è l'incapacità di digerire lo zucchero lattosio, a causa della carenza dell'enzima lattasi. Mentre alcuni eccipienti (le sostanze non attive) presenti nelle compresse o capsule di farmaci, incluse alcune formulazioni di penicilline, possono contenere piccole quantità di lattosio, queste quantità sono generalmente insufficienti per scatenare sintomi significativi nella maggior parte degli intolleranti.

Quali interazioni farmacologiche importanti ha la penicillina?

Una delle interazioni più note è quella con il metotrexato (un farmaco immunosoppressore e chemioterapico), di cui la penicillina può ridurre la clearance renale, aumentandone i livelli nel sangue e potenziando la tossicità. Un'altra interazione rilevante è quella con gli anticoagulanti orali (come il warfarin), poiché le penicilline, alterando la flora batterica intestinale, possono influenzare la produzione di vitamina K, potenziando l'effetto anticoagulante e aumentando il rischio di sanguinamento.