Aminopenicillines zijn antibiotica die worden gebruikt voor antimicrobiële behandeling. Vanwege de chemische expansie van penicilline met een aminogroep op het benzylresidu, vertoont de medicijngroep een breder werkingsspectrum dan penicilline. Aminopenicillines worden gebruikt als breedspectrumantibiotica voor verschillende bacteriële ziekten.
Wat zijn aminopenicillines?
Aminopenicilline behoort tot de groep van bètalactamantibiotica. Dit wordt structureel gekenmerkt door een vierledige lactamring, die wordt gevormd tijdens biosynthese. Aminopenicilline en penicilline hebben dezelfde basisstructuur. Een gesubstitueerde aminogroep op de benzylrest onderscheidt de twee antibiotica in hun chemische structuur.
Voor de productie van aminopenicilline wordt een aminogroep gesynthetiseerd op de α-positie van de benzylpenicilline. De extra aminogroep leidt tot een breder werkingsbereik en maakt aminopenicilline tot een effectief breedspectrumantibioticum.
ß-lactams (beta-lactams) zoals aminopenicilline zijn zuurresistent en kunnen oraal worden toegediend. Het antibioticum is echter niet resistent tegen ß-lactamasen. ß-lactamasen worden in veel bacteriën aangetroffen en verminderen het werkingsspectrum van aminopenicilline. ß-lactamaseremmers voorkomen dat het antibioticum wordt afgebroken. In combinatie met aminopenicilline verhogen ß-lactamaseremmers het werkingsspectrum van het antibioticum.
De aminopenicillines omvatten de geneesmiddelen amoxicilline, ampicilline, pivampicilline en bacampicilline. Pivampicilline en bacampicilline worden niet meer voorgeschreven. Amoxicilline en ampicilline worden ook gebruikt om bacteriële ziekten te behandelen.
Farmacologisch effect op het lichaam en organen
Aminopenicilline bindt eiwitten via de ß-lactamring. Zoals alle ß-lactam-antibiotica, is de ß-lactamring het centrum van actie en aminopenicilline bindt eiwitstructuren die identiek zijn aan penicilline. Het eiwit transpeptidase behoort tot de groep die bekend staat als penicillinebindende eiwitten. De transpeptidase zorgt voor de verknoping van glycopeptiden in een bacteriële celwand. Als de enzymen worden geïnactiveerd door ß-lactam-antibiotica, kan de verknoping van glycopeptiden niet meer plaatsvinden en wordt de bacteriële celwand instabiel. Bij toenemende instabiliteit stroomt water de bacterie in, bouwt een osmotische onbalans op en barst de bacterie open.
ß-Lactam-antibiotica zoals aminopenicilline ontwikkelen hun bacteriedodende werking op bacteriën die zich vermenigvuldigen en een celwand vormen. Vanwege de extra aminogroep op het benzylresidu, vangen aminopenicillines meer gramnegatieve bacteriën op dan penicillines. Bovendien zijn aminopenicillines vier tot tien keer effectiever tegen gramnegatieve bacteriën in vergelijking met penicillines.
De bacteriesoorten die door aminopenicillines worden gedetecteerd, omvatten grampositieve bacteriën zoals enterokokken, listeria en Streptococcus faecalis. Salmonella, Shigella, Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Proteus mirabilis en Helicobacter pylori zijn gramnegatieve bacteriën die in het activiteitsspectrum van aminopenicillines zitten.
Hoewel het antibioticum effectief is tegen 60% van de Escherichia coli-stammen en tegen de meeste Proteus mirabilis-stammen, vertonen Haemophilus influenzae-stammen vaak resistentie. Bacteriën die ß-lactamase kunnen produceren, zijn resistent tegen ß-lactam-antibiotica. Het werkingsspectrum van aminopenicillines wordt uitgebreid als ook een ß-lactamaseremmer zoals tazobactam wordt ingenomen.
Medische toepassing en gebruik voor behandeling en preventie
Aminopenicillines zijn breedspectrumantibiotica en worden in de praktijk gegeven voor de eerste behandeling van bacteriële infecties. Als de ziekteverwekker niet bekend is, wordt altijd een breedspectrumantibioticum voorgeschreven als eerste behandeling. Voor het exacte en effectieve gebruik van aminopenicillines is het nodig om een antibiogram te maken en de bacteriestam te identificeren.
Aminopenicillines worden voornamelijk gebruikt voor luchtweginfecties, urineweginfecties, sinusitis, otitis media, bacteriële endocarditis, listeriose, epiglottitis, osteomyelitis, meningitis en infecties van weke delen.
Behandeling van bacteriële endocarditis vindt plaats wanneer de patiënt is geïnfecteerd met enterokokken. Tegelijkertijd wordt een aminoglycoside toegediend. Aminopenicillines worden alleen voorgeschreven voor urineweginfecties wanneer Proteus mirabilis, enterokokken of E. coli de infectie veroorzaken.
De biologische beschikbaarheid van een aminopenicilline hangt af van de chemische structuur. De aminopenicilline amoxicilline wordt bij voorkeur oraal toegediend en 60 tot 80% wordt enteraal geabsorbeerd. De goede biologische beschikbaarheid is te danken aan een hydroxylgroep die gesubstitueerd is op de fenolring (in de para-positie). Amoxicilline gebruikt de enterale dipeptidetransporter vanwege de chemische structuurverandering. Aan de andere kant, als de aminopenicilline ampicilline oraal wordt toegediend, is de enterale absorptie slechts 30%. 70% van het actieve ingrediënt blijft dus in het darmlumen. Dit leidt tot ongewenste bijwerkingen in het maagdarmgebied. Bovendien wordt de plasmaspiegel slechts onvoldoende verhoogd. Ampicilline wordt bij voorkeur intraveneus (i.v.) of intramusculair (i.m.) toegediend vanwege de slechte enterale absorptie.
Aminopenicillines binden aan albumine in de menselijke bloedbaan en worden via de nieren uitgescheiden. Onderzoek suggereert dat een minimale hoeveelheid aminopenicillines wordt gemetaboliseerd in de lever (hepatisch).
Risico's en bijwerkingen
Gastro-intestinale bijwerkingen komen vaak voor na orale inname van aminopenicillines. Naast diarree kan pseudomembraneuze enterocolitis optreden. Andere bijwerkingen zijn toevallen en sensorische en motorische stoornissen. Deze bijwerkingen treden vaak op na hoge doses antibiotica als gevolg van neurotoxische reacties en tasten het centrale zenuwstelsel aan.
In het geval van infectieuze mononucleosis (Pfeiffer-klierkoorts) of leukemie die tegelijkertijd met de infectie aanwezig is, kan maculaire huiduitslag optreden als gevolg van behandeling met aminopenicilline. Een ernstige bijwerking van penicillinederivaten zoals aminopenicillines is anafylactische shock.
Het is gecontra-indiceerd in gevallen van nierinsufficiëntie, chronische lymfatische leukemie en penicilline-allergie.
