UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRONOMICE SI MEDICINA VETERINARA BUCURESTI

UTILIZAREA FUNGILOR FILAMENTOSI IN INDUSTRIA FARMACEUTICA

STUDENT : MATEI DANIELAANUL I, FAC. DE BIOTEHNOLOGIIGRUPA 6014LECTOR DR.:FLORENTINA MATEI

1

CUPRINS

Utilizarea fungilor filamentosi in industria farmaceutica:

Introducere

Penicilina: Cum a aparut penicilina?

Ineficient.

Miraculos.

Recunoastere.

Structura Penicilinei.

Farmacologie.

Importanta.

In Romania.

2

UTILIZAREA FUNGILOR FILAMENTOSI IN INDUSTRIA FARMACEUTICA

Introducere Un progres considerabil a fost inregistrat in ultimii ani in domeniul producerii de alimente, prin utilizarea unor specii de fungi filamentosi in calitate de biocatalizatori ai proceselor biotehnologice de fermentare a unor substraturi, reprezentate de subproduse sau deseuri rezultate din fluxurile tehnologice aplicare in industria alimentara. In prezent, pe plan international cercetarile referitoare la producerea de alimente functionale – care au efecte benefice asupra sanatatii consumatorilor umani si care se pot obtine din biomasa diferitelor specii de macromicete comestibile si medicinale – sunt destul de avansate. Studiile aprofundate efectuate in China, Japonia, SUA si Rusia au demonstrat efecte destul de benefice ale producerii de alimente functionale din biomasa fungica, obtinuta prin cultivarea unor macromicete comestibile, in vederea utilizarii acestora pentru prevenirea si tratarea unor afectiuni umane. Antibioticele au fost mai intai naturale. Apoi s-a folosit structura naturala ca baza de plecare pentru a se ajunge la productia unor antibiotice de semisinteza si de sinteza", explica prof. dr. Dumitru Lupuleasa, decanul Facultatii de Farmacie din Bucuresti. Astazi exista un numar foarte mare de clase de antibiotice, grupate dupa structura lor. De la penicilina lui Fleming au aparut cefalosporinele (de genul cefaclorului), macrolidele (eritromicina), lincosamidele (clindamicina), aminoglicozidele (streptomicina, gentamicina), tetraciclinele (tetraciclina, doxiciclina), amfenicolii (cloramfenicol), chinolonele (ciprofloxacina) si antibioticele polipeptidice (bacitracina). Iar industria antibioticelor este in continua dezvoltare. Un numar foarte mare de centre de cercetare incearca astazi dezvoltarea unor noi clase de antibiotice.

Actiunea penicilinei asupra bacteriilor

PENICILINA

3

Cum a aparut penicilina? In mai putin de un secol de când penicilina fost descoperită, antibioticele au salvat peste 200 de milioane de vieti. Mucegaiul verde (Penicillium chrysogenum) si mucegaiul verde-albastrui (Penicillium notatum) sunt speciile din care se obtin antibioticul numit Penicilina G, util in tratarea infectiilor. Aceste mucegaiuri au reusit astfel sa revolutioneze medicina si, din 1928 pana astazi, tot Penicillium chrysogenum se foloseste pentru obtinerea penicilinei comerciale. Cele semisuntetice (ampicilina, penicilina V, amoxicilina) san rezultatul modificarii penicilinei G in laborator, cu scopul de a le face mai rezistente la mediul acid din stomac si mai active in lupte cu bacteriile. De la descoperirea lui Fleming de penicilină ca un metabolit al mecanismului de antagoniste împotriva ciupercilor cu alte microorganisme, a dezvoltat o industrie mare pentru descoperirea, separarea şi comercializarea de noi antibiotice. Printre cele mai importante specii medicinale poate fi citată şi Penicillium notatum Penicillium chrysogenicum, din care se extrage penicilină, 40 de Ganoderma lucidum, Trametes versicolor (Coriolus sau v.), Agaricus blazei, Cordyceps sinensis şi Grifola frondosa, printre multe altele.Mucegaiul a fost folosit ca leac inca din antichitate. Acum 3.000 de ani, egiptenii, chinezii si indienii din America Centrala aplicau mucegaiul pe rani infectate si pe iritatii, crezand ca efectul miraculos se datoreaza alungarii spiritelor rele ce provoaca bolile. Dar mucegaiul a fost dintotdeauna o problema de care oamenii au incercat sa scape. Pentru a proteja lemnul de mucegai, Alexandru Macedon i-a obligat, printr-un decret special, pe supusi sa imbibe cu ulei de masline cele mai importante detalii din lemn ale podurilor si captuseala si coastele corabiilor. In China Antica, pentru a nu mucegai, lemnul era inmuiat in solutie apoasa de sare de bucatarie. Blestemul lui Tutankamon si alte decese aparent inexplicabile ale persoanelor care au participat la deschiderea cavourilor faraonilor se datoreaza aflotoxinei care provoaca pneumonii severe si cancerul hepatic. Chiar pe statia orbitala Mir s-au gasit filamente de mucegai care, in 1997, a distrus plasticul,

metalul si chiar sticla, provocand chiar deranjamente in computerul de bord.O intamplare petrecuta in anul 1928 avea sa schimbe pentru totdeauna cursul medicinei. Bacteriologul de origine scotiana Alexander Fleming a plecat in vacanta, lasand in laboratorul sau o lamela cu o cultura de bacterie. Cand omul de stiinta s-a intors din vacanta, lamela era acoperita cu mucegai. Analizand cultura la microscop, Fleming a constatat ca toate bacteriile disparusera. Tot Fleming a fost cel care a constatat ca unele microorganisme secreta niste substante care au capacitatea de a

distruge bacteriale.Alexander Fleming Mucegaiul, numit Penicillium Notatum, a dat numele substantei miraculoase care distrugea germenii: penicilina. Desi a facut o descoperire colosala, Fleming nu a putut extrage din mucegai o substanta pura, careia sa-i testeze eficacitatea la animale si oameni. Abia zece ani mai tarziu, Howard Florey, Ernst Chain si Norman Heatley au reusit sa produca un medicament si sa-l foloseasca impotriva

4

infectiilor cu Staphilococcus. In timpul celui de-al doilea razboi mondial au folosit medicamentul pe scara mica, desi costurile de productie erau foarte mari. Ranitii in razboi erau tratati cu penicilina impotriva pneumoniei, febrei rosii si altor boli infectioase.

Structura penicilinei in format 3D.

In aceeasi perioada, Florey si Chain i-au informat pe americani despre efectele penicilinei. Pentru ca, spre deosebire de Anglia, SUA dispuneau de mijloace

materiale, au inceput productia pe scara larga a penicilinei, revolutionand terapia bolilor infectioase. In 1945, Florey, Chain si Fleming au primit Premiul Nobel

pentru descoperirea penicilinei.Rezistenta Dupa succesul pe care l-a inregistrat penicilina, oamenii de stiinta au incercat descoperirea de noi antibiotice care sa vindece si alte boli provocate de bacterii. Au incercat mai intai sa gaseasca un mijloc de a distruge bacteriile care devenisera rezistente la penicilina. Au facut acest lucru prin modificarea chimica a penicilinei, obtinand derivati, precum ampicilina. Intre anii 1950 si 1960 au fost descoperite cele mai multe clase de antibiotice. Desi parea ca aceste medicamente castigau teren in fata bolilor infectioase, bacteriile dobandeau rezistenta in fata lor, fiind nevoie de noi tratamente.

Ineficient La mijlocul anilor ’50, penicilina era disponibila in Europa si SUA sub forma de tablete, fara sa fie nevoie de o reteta pentru a o procura din farmacii. Pentru ca era accesibil tuturor, medicamentul a inceput sa fie utilizat necorespunzator in boli neinfectioase. Se credea ca penicilina este un medicament miraculos, care vindeca toate bolile, inclusiv pe cele care nu erau provocate de bacterii. Fleming a avertizat insa ca folosirea necorespunzatoare a medicamentului poate crea o rezistenta a bacteriilor.

Miraculos. Pana la descoperirea penicilinei, victimele incendiilor mureau frecvent din cauza infectiilor bacteriene. In 1944, doctorul Merck, de la Spitalul General Massachusetts, SUA, a salvat cu penicilina mai multe victime ale unui incendiu. Tratamentul miraculos s-a bucurat din acel moment de succes in SUA.

Recunoastere. In 1945, Comitetul Nobel i-a inmanat lui Alexander Fleming premiul pentru descoperirea penicilinei, una dintre cele mai mari realizari ale medicinei81 de ani de penicilina. Astazi exista un numar foarte mare de clase de antibiotice, iar in laboratoare se dezvolta altele.Bacteriologul scotian Alexander Fleming mentioneaza ca data a descoperirii acesteia ziua de 28 septembrie 1928. De fapt, descoperirea a facut-o din greseala. El a uitat sa isi curete instalatia de lucru inainte de a pleca in

5

vacanta. Cand s-a intors, a observat ca, in jurul unei culturi de mucegai, bacteriile mor. Abia in 1945, Flming a primit premiul Nobel pentru revolutionara descoperire a penicilinei, unul dintre cele mai folosite medicamente la nivel mondial. Datorita ei, boli letale pana atunci, ca sifilisul si pneumonia, si-au gasit leacul. La mijlocul anilor '50, penicilina se gasea in farmacii la liber. Din acest motiv, oamenii o foloseau aproape pentru orice afectiune. Astfel, folosirea necorespunzatoare a medicamentului a creat o rezistenta a bacteriilor. Antibioticul, in general, se administreaza numai la prescriptia medicului. Penicilina este un antibiotic derivat din fungii penicillium. Cu toate că descoperirea ei îi este atribuită lui Alexander Fleming (1928),[1]în anul 1870 medicul englez John Scott Burdon-Sanderson descoperise deja o legătură între mucegai ?i cultivarea bacteriilor. Primul care a semnalat, in 1885, actiunea inhibanta a substantelor elaborate de microorganisme a fost savantul roman Victor Babe?; tot el a sugerat ca aceste substante ar putea fi utilizate in scop terapeutic pentru distrugerea agentilor patogeni. Aceste fapte constituie o anticipatie geniala(judecată de valoare) a savantului roman care, cu 50 de ani inaintea descoperiri epocal e a lui Fleming (obtinerea penicilinei), a intuit efectele practice ce le-ar putea avea pentru terapeutica antagonismul microbian.

Structura Penicilinei. Penicilina actionează în special asupra bacteriilor gram pozitive, are formula chimică C9H11N2O4S.

FORMULA STRUCTURALA A PENICILINEI În prezent multe tulpini de bacterii au devenit prin folosirea iratională a antibioticului penicilino-rezistente. Structura chimica-penicilinele au la baza un sistem heterociclic numit penam format prin condensarea unui ciclu azetidin-2-onic cu un ciclu tiazolidinic.Atomii de carbon 2, 5, 6 sunt asimetrici, avand configuratiile absolute [2S, 5R, 6R]. Prezenta celor trei atomi de carbon asimetrici face ca penicilinele sa fie substante optic active. Pe langa radicalii din imagine, penicilina G, V si ampicilina, mai exista si alte tipuri de peniciline: penicilina F (pentenil penicilina): R= CH3-CH2-CH=CH-CH2.

Farmacologie Există două forme uzuale de penicilină: Penicilina G (forma injectabilă) si Penicilina V (forma acidorezistentă, care se poate administra oral). Penicilina este un antibiotic cu un spectru bactericid relativ redus contra germenilor gramnegativi, ceea ce a determinat obtinerea derivatelor ei ca ampicilina care are un spectru bactericid contra gramnegativilor si grampozitivilor.

Importanta

6

Acest medicament a avut un puternic impact asupra medicinei.Până la descoperirea antibioticelor, infectiile produse de răni si boli precum sifilisul erau aproape întotdeauna mortale.Penicilinele sunt indicate in tratamentul infectiilor cu germeni sensibili, ca: faringita, bronsita, pneumonia, amigdalita, endocardita bacteriana (infectia uneia dintre tunicile inimii, endocardul), sifilisul, blenoragia si angina lui Vincent, si in prevenirea crizelor de reumatism articular acut.

Formula Penicilinei utilizata in medicina.

Spectrul penicilinelor este, in general, ingust. Bacteriile sensibile la aceste medicamente sunt putin numeroase: bacilul difteriei, gonococul, listeria, meningococul, pneumococul, stafilococul, streptococul etc. De altfel, bacteriile devin din ce in ce mai rezistente la peniciline; unele secreta o enzima, penicilinaza, capabila sa distruga mai multe varietati de penicilina.

In Romania Intre 1948 si 1956, Romania importa antibiotice, intrucat ele nu se produceau in tara. Prima fabrica de antibiotice din Romania a fost infiintata la Iasi, in 1956. Profesorul Matei Bals a fost unul dintre medicii infectionisti care au sprijinit dezvoltarea acestei metode de tratament.

Penicilina in cutia Petri.

Bibliografie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Penicilin%C4%83

7

http://www.sfatulmedicului.ro/medicamente/penicilina-g-potasica-flacon-injectabil_13612

http://www.sfatulmedicului.ro/medicamente/penicilina-g-sodica-flacon-injectabil_11039

http://www.referat.ro/referate/Microorganisme_folositoare_07960.html

http://www.bioterapi.ro/aprofundat/index_aprofundat_index_enciclopedic_botanicMucegaiuri_aspergillus_penicillinum.html

8