QUÍMICA DE LA PENICILINA

A.) anillo tiazolidina B.) anillo β lactámico  

Todas las penicilinas tiene la misma estructura básica un anillo tiazolidina que se une a un anillo β lactámico  que porta un grupo amino secundario (RNH-). Los sustituyentes ( R ) pueden estar unidos al grupo amino. La integridad estructural del nucleo del acido6_aminopenicilanico es esencial para la actividad biológica de estos compuestos, si el anillo β lactámico es degradado enzimáticamente por la β lactamasas bacterianas, el producto resultante, el acido peniciloico pierde su actividad bacteriana. Sin embargo es un determinante antigénico de las penicilinas, el cual actua con una estructura sensibilizante cuando se unea protinas del huésped. Los productos de la hidrólisis alcalina de las penicilinas también contribuyen a la sensibilización.

Se han producido penicilinas naturales con base en la compocicion química del medio de fermentación utilizando en el cultivo de penicillinium. La penicilina G (Bencilica) es la que presenta mayor actividad antimicrobiana de todas y la única penicilina natural que se utiliza en clínica.

De igual forma se han producido penicilinas sintéticas gracias al descubrimiento de que el acido 6-aminopenicilánico podía obtnrse de cultivos de Ρ.Chysogenum de los que se eliminanban los precursores de cadena  laterales, permitió obtener penicilina semisintetica. Pueden agregarse cadenas laterales que modifican la sensibilidad de los compuestos resultantes, a enzimas inactivadoras (β lactamasas) y que cambien la actividadantibacteriana y las propiedades farmacológicas del producto. El acido 6-aminopenicilánico actualmente se produce en gran cantidad con el auxilio de una amidasa de Ρ.Chysogenum dicha encima rompe la unión peptidica que une la cadena lateral de penicilina al acido 6-aminopenicilánico.

Estabilidad de la penicilina:

  La penicilinas naturales son muy inestables a los medios ácidos, básicos asi como a las β lactamasas producidas por las bacterias que abren el sistema β lactama, dando ácidos peniciloicos y otros derivados completamente inactivos, por lo que cuando se conoció la formula de la penicilina G  o Bencilica se  pensó añadir al caldo un metabólico o precursor para darle mas estabilidad al hongo y facilitar la síntesis de la molécula.

  Para lograr esta estabilidad se añadió el  fenoxiacetato potásico, para  obtener la fenoximetil penicilina (penicilina V), estable a los ácidos y, por consiguiente activa por vía oral.

La fenoximetil penicilina o penicilina V (1953) es la primera penicilina oral, sal potásica de la fenoximetil penicilina por adicion de acido fenoxiacetico al caldo de cultivo, esta estabilidad  la da el carácter eslectron-atrayebte del grupo fenoxi de la cadena lateral estabiliza la penicilina en medio acido la que permite la administración oral. En otras penicilinas como la ampicilina, D (-) α-aminobencilpenicilina la estabilidad en medio acido le viene dad por el carácter electron-atrayebte del grupo amino protonado.

La penicilina resistente  a la β lactamasas, como oxacilina o cloxacilina que llevan un anillo de oxazol en la cadena lateral y que son estables en medio acido, activas por via oral y de aspecto reducido {G(+)} o bien penicilinas con grupo amino en cadena lateral, como ampicilina o amoxicilina de amplio espectro. Estas aminopenicilinas son estables en medio acido por su grupo amino protonado y, por consiguiente, activas por via oral, pero no son resistentes a β lactamasas.

Solubilidad de la penicilina:

  La solubilidad de la penicilina aumenta cuando el pH aumenta, por el agregado de álcali, también  por que se forma una sal relativamente soluble en agua.

Es decir que la penicilina es un ácido, y como tal da lugar a la formación de sales solubles, y poco solubles.  Combinadas con sodio y potasio, son de acción rápida,  es decir solubles y Combinadas con procaína o benzatina (Dibenciletilenediamina) actúan en forma lenta por lo que son poco solubles.

  La asociación de la penicilina G es diferente con los metales y las bases organicas, da origen a compuestos o sales solubles y a sales insolubles. Los derivados solubles, de rápida solubilidad y corta acción y excreción, contituyen sales de acidos libres con los metales sódicos potasio como son la penicilina G sódica y la penicilina G potásica, de administración parenteral.

La penisilina insoluble o de lenta solubilidad, proviene de la unión de la penicilina G con el anestésico local procaina, o penicilina G procainica, y de dos moléculas de la misma penicilina G con una de la debencil-etil-enodiamina, o penicilina G Benzatinica, que son consideradas de depósitos, de lenta excreción y de larga duración, debiendo utilizarse solo por via intramuscular.