วิทยาศาสตร์วันละนิด:เพนิซิลิน (PENICILLIN) ยาปฏิชีวนะตัวแรกของโลก !!

หน้าที่ 1 - เพนิซิลิน (Penicillin) ยาปฏิชีวนะตัวแรกของโลก !!!

          สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ อย่าง “จุลินทรีย์”  ได้รายล้อมเราไปทุกหนทุกแห่ง  ไม่เว้นแม้แต่ในร่างกายของเราเอง  และจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ในร่างกายของเราก็คือ แบคทีเรียขนาดเล็ก  ซึ่งแบคทีเรียเหล่านี้จะก่อให้เกิดโรคแก่เราได้  ก็ต่อเมื่อมันได้แพร่เชื้อเข้าไปในร่างกายของเรา  และผลิตสารพิษออกมาสร้างความเสียหายแก่เซลล์ต่าง ๆ 

          ในการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรีย  ทำได้โดยการใช้ยาปฏิชีวนะ  สมัยก่อนสงครามโลกครั้งที่  2 ยาที่ใช้รักษาเป็นยาที่ค่อนข้างอันตราย เช่น สารหนู  ซึ่งปริมาณที่ใช้ในการรักษาใกล้เคียงกับปริมาณที่ก่อให้เกิดพิษมาก  จึงยากที่จะควบคุมให้ใช้ได้อย่างปลอดภัย

  
Penicillin

          จนกระทั่งได้มีการค้นพบยาปฏิชีวนะที่มีประสิทธิภาพ  สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียในร่างกายของมนุษย์ได้อย่างไม่เป็นอันตรายมากนัก  นั่นก็คือ  “ยาเพนิซิลิน (Penicillin)”

   
Alexander Fleming

          เพนิซิลิน หรือ ฟีนอกซิลเมตทิลเพนิซิลลิน (Phenoxymethylpenicillin) เป็นยาที่ใช้รักษาการติดเชื้อจากแบคทีเรีย  ค้นพบโดย อเล็คซานเดอร์ เฟลมมิง (Alexander Fleming)  เมื่อวันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2471  ซึ่งขณะนั้นเขาทำงานเป็นอาจารย์อยู่ที่วิทยาลัยเซนต์แมรี่

          ว่ากันว่าประวัติการค้นพบยาเพนิซิลิน นี้เกิดขึ้นมาจากความผิดพลาดขณะที่ อเล็คซานเดอร์  เฟลมิง  กำลังทำการทดลองเชื้อแบคทีเรีย สเตปฟิโลคอกคัส (Staphylococcus)  ที่ทำให้เกิดโรคเซฟติซีเมีย (Septicemia) หรือภาวการณ์ติดเชื้อในกระแสเลือด

          เขาได้เพาะเชื้อแบคทีเรียใส่พืชทะเลลงบนจานทดลอง และปิดฝาให้สนิท เก็บไว้ในอุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส  แต่แล้ววันหนึ่งผู้ช่วยของเขาได้ลืมปิดฝาจานทดลอง  ทำให้พบว่ามีเชื้อราสีเขียวชนิดหนึ่งขึ้นที่จานเต็มไปหมด  บริเวณรอบ ๆ เชื้อรานี้กลายเป็นวงใส ๆ และแบคทีเรียสเตปฟิโลคอกคัสถูกฆ่าเป็นวงกว้าง   ซึ่งต่อมาพบว่าราเหล่านี้ก็คือ ราเพนนิซิลเลียม (Pennicillium family) นั่นเอง

ปฏิกิริยาของราเพนิซิลเลียมที่มีต่อเชื้อแบคทีเรีย

         เพนิซิลเลียม (Penicillium)  เป็นราที่พบได้ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง มีชื่อเรียกกันว่า green mold และ blue mold   ตามสีสปอร์ของรา  ซึ่งเชื้อราชนิดนี้สามารถสร้างสารยับยั้งการเจริญต่อแบคทีเรียชนิดแกรมบวกได้  ดังเช่น ราPenicillium notatum   ที่มีผลต่อแบคทีเรียแกรมบวกอย่าง Staphylococcus  ต่อมาจึงมีการนำราเพนิซิลเลียมมาสกัดเป็น ยาเพนิซิลิน  ซึ่งถือว่าเป็นยาปฏิชีวนะตัวแรกของโลก

Penicillium sp.

          ความสำเร็จในการคิดค้นยาเพนิซิลินนี้  ทำให้วิธีการรักษาโรคติดเชื้อเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก  เนื่องจากประสิทธิภาพของยาเพนิซิลินที่สามารถยับยั้งการสร้างผนังเซลล์ของแบคทีเรียได้นั่นเอง!!!

          โดยทั่วไปแล้ว  ผนังเซลล์แบคทีเรียที่ประกอบไปด้วย Peptidoglycan สานกันเป็นร่างแห  และเชื่อมต่อกันด้วยโปรตีนที่เรียกว่า Penicillin Binding Proteins (PBP)

โครงสร้างของเซลล์แบคทีเรีย

          และโครงสร้างของเพนิซิลินจะมี  Beta-lactamsm ring  ซึ่ง Beta-lactamsm ring นี้เองจะไปจับกับ Penicillin Binding Proteins (PBP)  ของแบคทีเรีย  ทำให้ไม่เกิดการสร้าง Peptidoglycan  อันเป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์แบคทีเรีย

โครงสร้าง amoxicillin (กลุ่มยาปฏิชีวนะในกลุ่ม penicillin)
(โครงสร้างที่เรียกว่า beta-lactam คือวงแหวนสี่เหลี่ยมจัตุรัส)

          ท้ายที่สุด  เมื่อแบคทีเรียถูกยับยั้งการสร้างผนังเซลล์  ทำให้สภาพเซลล์ไม่สมบูรณ์  มันไม่สามารถทนทานต่อความกดดันภายในเซลล์ที่สูงกว่าสภาพภายนอกได้  เซลล์ของแบคทีเรียจึงแตกและตายไปในที่สุด

          จากผลงานการคิดค้นยาเพนิซิลินนี้ทำให้ อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่ง ได้รับพระราชทานยศเป็นท่าน เซอร์ อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่ง  และได้รับ รางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ ในปี ค.ศ 1946

         แม้ปัจจุบันนี้เวลาจะผ่านล่วงเลยมากว่า 84 ปีแล้ว  แต่ผลงานของเขาก็ยังคงสร้างคุณประโยชน์ให้แก่คนรุ่นปัจจุบันอยู่ถึง ณ ตอนนี้ค่ะ