Kháng sinh Penicillin hoạt động như thế nào?

Penicillin có nguồn gốc từ nấm Penicillium, con người có thể sử dụng thuốc này bằng đường uống hoặc tiêm.

Penicillin đã và đang được sử dụng phổ biến trên toàn cầu để điều trị nhiễm trùng và bệnh tật. 

Một số thông tin nhanh về penicillin:

• Là loại kháng sinh đầu tiên.
• Có một số kháng sinh khác nhau trong nhóm penicillin.
• Alexander Fleming đã tìm ra penicillin.
• Penicillin diệt khuẩn bằng cách ức chế quá trình hình thành vách tế bào vi khuẩn.
• Tỉ lệ dị ứng với penicillin là <1%. 

Kháng sinh penicilin hoạt động như thế nào?

(Penicillin hoạt động bằng cách phá vỡ vách tế bào của vi khuẩn - Nguồn ảnh: Pinterest)hình ảnh

Các thuốc trong nhóm penicillin hoạt động bằng cách gián tiếp phá vỡ vách tế bào vi khuẩn thông qua việc tác động trực tiếp vào peptidoglycans - phân tử đóng vai trò thiết yếu trong việc cấu trúc nên vách tế bào vi khuẩn.

Peptidoglycans tạo ra một cấu trúc như một mạng lưới bao xung quanh màng tế bào của vi khuẩn, làm tăng sức bền của vách tế bào và ngăn chặn các dịch ngoại bào và phân tử ngoại lai xâm nhập vào bên trong tế bào.

Khi vi khuẩn phân chia, vách tế bào xuất hiện các lỗ nhỏ. Peptidoglycans mới được sản xuất sẽ lấp đầy các lỗ này nhằm tạo vách ngăn.

Kháng sinh penicillin ngăn chặn protein có chức năng liên kết các phân tử peptidoglycan với nhau. Điều này khiến vi khuẩn không thể đóng các lỗ trên vách tế bào khi phân chia.

Hệ quả là nước ở môi trường xung quanh sẽ chảy qua các lỗ và vào bên trong khiến tế bào vi khuẩn bị vỡ ra.

Lịch sử ra đời nhóm kháng sinh Penicillin

(Alexander Fleming - Người đã tìm ra penicillin - Nguồn ảnh: britannica.com)

Mọi người thường biết câu chuyện phát hiện ra penicillin bởi Alexander Fleming. Chuyện kể rằng ông trở lại phòng thí nghiệm của mình vào một ngày tháng 9 năm 1928 để tìm một đĩa petri (đĩa nuôi cấy vi khuẩn) chứa vi khuẩn Staphylococcus mà nắp của đĩa không còn.

Đĩa petri bị nhiễm một loại nấm mốc màu xanh lam gọi là Penicillium notatum. Fleming để ý rằng có một vòng sáng xung quanh nấm mốc - nơi vi khuẩn không thể phát triển được.

Bằng cách khám phá ra loại nấm mốc này và nhận ra tác dụng của nó, Fleming đã khởi đầu đầu cho công cuộc nghiên cứu và phát triển một trong những loại thuốc hữu ích nhất trong lịch sử y khoa.

Vào tháng 3 năm 1942, Anne Miller đã trở thành thường dân đầu tiên được điều trị thành công bằng penicillin. Cô đã thoát khỏi cái chết vì bị nhiễm trùng nặng sau khi sảy thai.

Mặc dù Fleming phát hiện ra kháng sinh đầu tiên, nhưng vẫn cần rất nhiều các nghiên cứu khoa học trước khi đưa penicillin vào sản xuất đại trà, giúp penicillin có thể dễ dàng tiếp cận như hiện nay.

Các nhà khoa học với một phòng thí nghiệm hiện đại và hiểu biết sâu về hóa học hơn so với Fleming đã xây dựng phần lớn các kiến thức về peniciliin. Howard Florey, Norman Heatley và Ernst Chain là những người đầu tiên thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về thuốc.

Trong bài phát biểu khi nhận giải Nobel của mình, Fleming đã cảnh báo rằng việc lạm dụng penicillin có thể dẫn đến tình trạng vi khuẩn kháng thuốc vào một ngày nào đó, và điều này đã trở thành sự thật.

Mối đe dọa về tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn

(Vi khuẩn truyền vật chất di truyền là ADN vòng nhỏ chứa gen kháng thuốc cho các vi khuẩn khác trong quần thể - Nguồn: Wikipedia)

Trái với suy nghĩ của nhiều người, không phải là con người phát triển sự kháng với penicillin mà là chính là vi khuẩn.

Vi khuẩn đã tồn tại hàng tỷ năm. Do phải sống trong môi trường khắc nghiệt nên qua quá trình tiến hoá, vi khuẩn đã hình thành khả năng thích nghi cao. Chúng có khả năng nhân đổi rất nhanh, hình thành những thể đột biến trong tương đối nhanh trong quần thể.

Có 3 cách phổ biến mà vi khuẩn có thể phát triển khả năng kháng penicillin:

• Penicillinase: Vi khuẩn có khả năng tạo ra penicillinase - một loại enzyme phân giải penicillin. Khả năng này có thể truyền trong khắp quần thể vi khuẩn bằng một DNA vòng nhỏ thông qua quá trình liên hợp. Quá trình này ở vi khuẩn có vai trò tương đương với sinh sản hữu tính, giúp chia sẻ vật chất di truyền mới giữa các vi khuẩn trong quần thể.
• Vi khuẩn thay đổi cấu trúc: Một số vi khuẩn có thể thay đổi cấu trúc protein đích của penicillin, làm cho penicillin không gắn được vào và mất tác dụng.
• Thải trừ penicillin: Vi khuẩn có thể phát triển hệ thống thải trừ penicillin ra khỏi tế bào bằng các bơm trên vách tế bào, bơm penicillin ngoài. 

Các tác dụng phụ khi dùng penicillin

 (Buồn nôn là tác dụng phụ phổ biến khi dùng penicillin - Nguồn ảnh: ibdnewstoday.com)

Một số tác dụng phụ phổ biến khi dùng penicillin bao gồm:

• Tiêu chảy
• Buồn nôn
• Đau đầu
• Phát ban, nổi mề đay 

Các tác dụng phụ ít gặp hơn bao gồm:

• Khó thở hoặc nhịp thở bất thường
• Đau khớp
• Đột nhiên bị choáng và ngất
• Mặt sưng phù và đỏ
• Da có các vảy, đỏ
• Ngứa âm đạo và khí hư bất thường - do sự nhiễm nấm âm đạo hoặc nhiễm khuẩn âm đạo
• Đau miệng và lưỡi, có thể xuất hiện mảng trắng
• Chuột rút, đau bụng 

Một số tác dụng phụ hiếm gặp bao gồm:

• Lo âu, sợ hãi, bối rối
• Lo lắng quá mức, cảm thấy những điều không hay sắp xảy ra
• Ảo giác
• Vàng da, vàng mắt
• Đau họng
• Xuất huyết bất thường
• Tiêu chảy và thiểu niệu
• Co giật 

Nguy cơ khi sử dụng penicillin

Mặc dù penicillin được sử dụng rỗng rãi nhưng nó vẫn có một số lưu ý và chống chỉ định:

• Phụ nữ cho con bú: Penicillin có thể truyền qua sữa mẹ sang em bé, có thể khiến em bé xảy ra các phản ứng dị ứng, tiêu chảy, nhiễm nấm, phát ban.
• Tương tác thuốc: Một số loại thuốc có thể tương tác với penicillin. Hãy nói với bác sĩ về các loại thuốc bạn đang dùng trước khi sử dụng penicillin.
• Chảy máu: Một số penicillin, chẳng hạn như carbenicillin, piperacillin và ticarcillin, có thể làm cho tình trạng xuất huyết có từ trước trở nên tệ hơn.
• Thuốc tránh thai đường uống: Penicillin có thể ảnh hưởng tới sự chuyển hoá thuốc tránh thai, làm tăng nguy cơ có thai ngoài ý muốn.
• Bệnh xơ nang: Những người bị xơ nang dễ bị sốt và phát ban da khi dùng piperacillin.
• Bệnh về thận: Những người gặp có các bệnh về thận dễ gặp các tác dụng phụ hơn.
• Methotrexate: Methotrexate ức chế sự phát triển của tế bào và có thể dùng để điều trị một số bệnh, bao gồm bệnh bạch cầu và một số bệnh tự miễn. Penicillin ngăn cơ thể thải trừ loại thuốc này, dẫn đến việc có thể xảy ra các biến chứng nghiêm trọng.
• Phenylketo niệu: Một số loại penicillin mạnh như amoxicillin dạng viên nhai có hàm lượng aspartam cao - cơ thể chuyển hoá thành phenylalanine - rất nguy hiểm đối với người bị phenylketo niệu.
• Các vấn đề về hệ tiêu hoá: Bệnh nhân có tiền sử loét dạ dày hoặc các bệnh về đường ruột dễ bị viêm đại tràng hơn khi dùng penicillin.

Dị ứng với penicillin

(Tiêm trong da penicillin trước khi dùng giúp kiểm tra khả năng xảy ra phản ứng dị ứng với penicillin - Nguồn ảnh: idevax.com)

Một số người bị dị ứng với penicillin.

Phản ứng dị ứng với penicillin thường có các triệu chứng như nổi mề đay, khó thở và phù, đặc biệt là phù ở mặt.

Khoảng 10% người báo cáo là dị ứng với penicillin nhưng thực tế là chỉ gần 1% là thật sự dị ứng, và chỉ khoảng 0,03% xảy ra phản ứng dị ứng nghiêm trọng, đe dọa tính mạng. 

Tương tác giữa rượu và penicillin

Một số loại kháng sinh, như metronidazole và tinidazole, có xảy ra tương tác nghiêm trọng với rượu. Tuy nhiên, điều này không xảy ra với penicillin.

Tổng kết về penicillin

Penicillin đã cứu sống vô số người trong suốt lịch sử y khoa kể từ khi nó được phát hiện ra. Tuy nhiên hiện nay, các bác sĩ lo lắng về việc gia tăng tỉ lệ vi khuẩn kháng kháng sinh. Chỉ có thời gian mới có thể trả lời cho câu hỏi: Liệu các thuốc kháng sinh trong tương lai sẽ đối mặt với vấn đề này như thế nào?