Benzylpenicillin


Benzylpenicillin

Strukturformel
Struktur von Benzylpenicilin
Allgemeines
Freiname Benzylpenicillin
Andere Namen
  • IUPAC: (2S,5R,6R)-3,3-Dimethyl-7-oxo-6- (2-phenylacetamido)-4-thia-1-azabicyclo [3.2.0]heptan-2-carbonsäure
  • Penicillin G
  • Penicillin II
Summenformel C16H18N2O4S
CAS-Nummer
  • 61-33-6
  • 113-98-4 (Benzylpenicillin-Kaliumsalz)
PubChem 5904
ATC-Code

J01CE01

DrugBank DB01053
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse

β-Lactam-Antibiotikum

Verschreibungspflichtig: Ja
Eigenschaften
Molare Masse 334,39 g·mol−1
Schmelzpunkt

217 °C[1]

pKs-Wert

2,74 bei 25 °C [2]

Löslichkeit

Wasser: 210 mg·l−1 bei 25 °C [2]

Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 317
P: 280 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][3]

Xn
Gesundheits-
schädlich
Benzylpenicillin-Kaliumsalz
R- und S-Sätze R: 42/43
S: 36/37
LD50

329 mg·kg−1 (Maus i.v.) [2]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Penicillin G (auch Benzylpenicillin genannt) ist eine vom Schimmelpilz Penicillium notatum produzierte Substanz mit antibiotischer Wirkung und wurde 1928 von Alexander Fleming entdeckt. Benzylpenicillin wird auch heute nicht synthetisch hergestellt, sondern fermentativ aus Pilzkulturen gewonnen. Strukturell handelt es sich um ein β-Lactam-Antibiotikum.

Penicillin G stellt die „Muttersubstanz“ der Penicilline dar, davon ausgehend wurden Derivate mit veränderten Eigenschaften entwickelt. Nachteilig ist seine durch Säureinstabilität bedingte orale Unwirksamkeit und die Empfindlichkeit gegen das bakterielle Enzym Penicillinase. Penicillin G kann somit nur parenteral verabreicht werden, wobei das gut wasserlösliche Kalium- (CAS 113-98-4) oder Natrium­salz (CAS 69-57-8)[5] für die intravenöse oder die wenig wasserlöslichen Depotpenicilline Benzylpenicillin-Benzathin oder Benzylpenicillin-Procain für die intramuskuläre Injektion zum Einsatz kommen.

Wirkungsspektrum

Das Wirkungsspektrum umfasst in groben Zügen:

  • grampositive Bakterienarten
  • gramnegative Kokkenarten
  • gramnegative anaerobe Stäbchen
  • Spirochäten

Folgende Erreger sind Penicillin-G-empfindlich:

  • α- und β-hämolysierende Streptokokken
  • nicht penicillinase-bildende Staphylokokken (ca. 20 % der Stämme)
  • Pneumokokken (Streptococcus pneumoniae)
  • Meningokokken (Neisseria meningitidis)
  • Corynebakterien
  • Clostridien
  • Bacillus anthracis
  • Treponema pallidum
  • Borrelien (Borrelia spec.)
  • Leptospiren
  • Bacteroides-Arten (Ausnahme: B. fragilis)

Dabei ist zu beachten, dass die Zahl der Penicillin G-resistenten Stämme weiter zunimmt, besonders der Gonokokken.[6]

Pharmakokinetik

Penicillin G ist nicht säurestabil und kann so von der Magensäure hydrolysiert werden. Eine parenterale, meist intravenöse oder intramuskuläre Gabe ist daher nötig. Die Freisetzung aus intramuskulären Depotpenicillinen erfolgt langsam, mit kontinuierlichen Plasmaspiegeln. Bei intravenöser Gabe (z.B. mittels Kurzinfusion über 30-60min) werden zwar höhere Wirkspiegel erreicht, allerdings ist für eine wirksame Therapie mit Beta-Laktam-Antibiotika nicht die absolute Konzentration, sondern die Zeit entscheidend, in der die Wirkspiegel oberhalb der minimalen Hemmkonzentration (MHK) der Erreger liegen. Die Plasmaproteinbindung beträgt ca. 50 %, die Eliminationshalbwertszeit beträgt 30 bis 40 Minuten. Dabei werden über 90 % über die Niere ausgeschieden. Bei intravenöser Gabe werden 50 bis 70 % der Dosis in antibakteriell aktiver Form renal eliminiert, weitere 20 % in Form von inaktiven Zerfallsprodukten, von denen Penicilloinsäure den Hauptanteil bildet.

Bei Meningitis erreicht der Liquorspiegel bis zu 50 % des Plasmaspiegels[7], sinkt nach Abklingen der Infektion (und dadurch wieder intakter Blut-Hirn-Schranke) drastisch ab. Im fetalen Kreislauf und im Fruchtwasser werden therapeutische Konzentrationen erreicht. In der Muttermilch sind 2–15 % der Plasmakonzentration nachweisbar.[7]

Durch Penicillin G (sowie alle anderen β-Lactam-Antibiotika) können innerhalb der Zellen keine ausreichenden antibakteriellen Konzentrationen erreicht werden, weswegen diese Substanzgruppe intrazelluläre Erreger nicht erfassen kann.

Indikationen

Gegenüber Penicillin-empfindlichen Erregern hat Penicillin G die höchste Wirksamkeit aller Penicillinantibiotika. Insbesondere bei Beta-hämolysierenden Streptokokken der Gruppe A bzw. B und Alpha-hämolysierenden Streptokokken der Viridans Gruppe ist Penicillin G bzw. Penicillin V (oral verabreichbares Penicillin bei leichten Infekten) das Mittel der Wahl. Beispiele für Erkrankungen, die mit Penicillin G behandelt werden, sind:

  • Erysipel
  • Scharlach
  • Rheumatisches Fieber
  • Endocarditis lenta
  • Syphilis
  • Lyme-Borreliose
  • Leptospirose
  • Gasbrand, Tetanus, Diphtherie

Viele Erkrankungen, die durch Penicillin G sensible Erreger verursacht werden, werden im klinischen Alltag dennoch mit anderen Antibiotika behandelt. Gründe dafür sind zunehmende Resistenzen gegen Penicillin G und häufige Mischinfektionen, bei denen mehrere Erreger Auslöser der Erkrankung sind. So werden Sepsis, Meningitiden und Pneumonien heute auch bei Nachweis primär Penicillin G sensibler Erreger mit breitwirksamen Antibiotika behandelt. Auch die Gonorrhoe zeigt mittlerweile überwiegend eine Penicillinresistenz, da seit vielen Jahren aufgrund des Sextourismus Penicillin-resistente Stämme eingeschleppt werden. Ein Antibiogramm ist unabdingbar.[8]

Stabilität von zubereiteten Lösungen

Die physikalisch-chemische Haltbarkeit einer zubereiteten wässrigen Lösung beträgt bis zu 8 Stunden bei Raumtemperatur.[7] Gekühlt (2-8 °C) sind die Lösungen für bis zu 7 Tage stabil.[9] Tiefgefrorene Benzylpenicillin-Lösungen (pH gepuffert bei pH 6,85) mit einer Konzentration von 1-10 % zeigen weniger als 1 % Aktivitätsverlust nach einem Monat.[9]

Handelsnamen

Monopräparate

InfectoCillin parenteral (D), Penicillin G-Natrium (A)

Kombinationspräparate

Tardocillin (D), Pendysin (D), Retacillin (D), Fortepen (A), Ophcillin (A), Retarpen compositum (A) [10][11][12]

Tiermedizin
  • Benzylpenicillin-Benethamin: Benestermycin (Kombinationspräparat mit Neomycin, Framycetin)
  • Benzylpenicillin-Benzathin: Penomycin, Strepdipen, Veracin-compositum (Kombinationspräparate mit Dihydrostreptomycin)
  • Benzylpenicillin-Kalium: Aviapen, Masticillin, Mastipen comp. (Kombi), Mastitar forte (Kombi)
  • Benzylpenicillin-Natrium: Penicillin-G-Natrium
  • Benzylpenicillin-Procain: Mastipen comp., Mastitar forte (Kombi), Medi-Proc, Nafpenzal T (Kombi), Neopen (Kombi), Penicillin-Dihydrostreptomycin-Suspension (Kombi), Penomycin (Kombi), Pro Pen, Procain-Penicillin, Procapen, Procillin, Procmast, Streptocombin (Kombi), Veracin-compositum (Kombi), Vetriproc, Veyxid Pen-Proc

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Zhao, J.; Lubman, D.M.: Anal. Chem. 65 (1993) 866–876.
  2. 2,0 2,1 2,2 Benzylpenicillin bei ChemIDplus
  3. 3,0 3,1 3,2 Datenblatt Penicillin G potassium salt bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 13. März 2011.
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu Benzylpenicillin im Römpp Online. Version 3.29. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2012, abgerufen am 25. Juli 2012.
  6. Burgis: Intensivkurs Allg. und spez. Pharmakologie, 4. Aufl.
  7. 7,0 7,1 7,2 Fachinformation InfectoCillin parenteral & Fachinformation Penicillin Grünenthal
  8. Hof, Dörries: Medizinische Mikrobiologie, 3. Aufl.
  9. 9,0 9,1 Handbook on Injectable drugs, 16th edition, Stand Oktober 2010
  10. Rote Liste Online, Stand: August 2009
  11. Arzneimittelkompendium der Schweiz, Stand: August 2009
  12. AGES-PharmMed, Stand: August 2009

Literatur

  • Aktories, Förstermann, Hofmann, Starke: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie. 9. Auflage. 2005, ISBN 3-437-42521-8
  • Karow, Lang-Roth: Allgemeine und Spezielle Pharmakologie und Toxikologie 13. Auflage 2005
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