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LA PENICILLINA 06/08/2011
 
Le penicilline sono antibiotici beta-lattamici isolati da prodotti del metabolismo di alcune specie di Penicillium, in particolare Penicillium notatum e Penicillium chrysogenum.
Le penicilline sono attive contro la maggior parte dei batteri gram positivi come gli stafilococchi e gli streptococchi, contro gli spirilli (Treponema pallidum), contro gonococchi e meningococchi. Nonostante le penicilline siano antibiotici battericidi, a causa dell'intenso uso che se ne è fatto ed alla produzione di particolari enzimi (penicillinasi o β-lattamasi ) da parte dei germi, spesso si incorre in fenomeni di resistenza batterica. Le penicilline naturali sono inattive nei confronti del batterio della tubercolosi e dei germi gram negativi. Le penicilline semi-sintetiche sono prodotte da colture biologiche di Penicillium ed hanno in comune un sistema beta-lattamico-diazolico, essi sono antibiotici ad ampio spettro di azione attivi anche contro i batteri gram negativi.
Le penicilline sono presenti sotto diverse preparazioni farmaceutiche : preparazioni somministrabili per via orale, sotto forma di capsule, compresse, sciroppi ecc., preparazioni da somministrare per via parenterale, per esempio sospensioni sterili liofilizzate in flaconi da ricostituire e somministrare poi per via sottocutanea, intramuscolare, endovenosa, ma anche supposte ed ovuli, ecc., preparazioni somministrabili per via topica, come creme, pomate, unguenti, ecc. Preparazioni oculistiche come i colliri e le pomate oftalmiche, ecc.
Caratteristiche Le penicilline sono antibiotici β-lattamici che contengono cioè un lattame (deriva dalla condensazione di una funzione carbossilica con l'ammina sul Cβ)la base è L'acido 6-amino penicillanico.
Sono farmaci ideali perché colpiscono la transpeptidasi, un enzima presente solo nei batteri e non nell'organismo umano, che permette la sintesi dei peptidoglicani di membrana della cellula batterica: hanno specificità d'azione. L'anello β-lattamico è condensato con un anello tiazolidinico (è a 5 termini con S e N)e prende nome di nucleo penam.
I raggruppamenti sono:
  • carbossile in posizione 2
  • 2 metili in posizione 3
  • gruppo amminico in posizione 6 acilato con acidi di tipo diverso, responsabili delle diverse caratteristiche delle penicilline.
Ci sono tre C asimmetrici:
  • C2 ;ache ha configurazione assoluta S ed il carbossile è in 
  • C5 e C6 che hanno configurazione assoluta R, hanno ognuno un H in cis tra loro.
Il radicale R è responsabile della sensibilità all'idrolisi da parte delle β-lammasi, del legame con le proteine carriers, e al legame con le proteine batteriche PBPs che trasportano la penicillina all'interno della cellula.
C'è analogia strutturale con il dipeptide D-Ala-D-Ala (anche per la lunghezza del legame) che è il substrato della transpeptidasi. L'anello β-lattamico è molto tensionato e quindi molto reattivo; quello a cinque termini è leggermente ripiegato (più reattivo): il nucleofilo O(-) serinico della transpeptidasi attacca il C carbonilico del β-lattamico per l'analogia e la reattività; si forma l'estere serinico che non è più idrolizzabile perché c'è grande ingombro sterico. È quasi una inibizione irreversibile -> morte batterica. A causa della presenza del legame ammidico, queste molecole vengono facilmente idrolizzate sia da acidi anche deboli sia da basi; é importante quindi controllare l'ambiente di conservazione per evitare perdita di attività.

 
 
Sir Alexander Fleming era un biologo e farmacologo britannico, è nato a Lochfield il 6 agosto del 1881 e morto a Londra l’11 marzo del 1955 in seguito ad un arresto cardiaco.
I suoi successi più noti sono stati la scoperta dell'enzima lisozima nel 1922 e l'avere isolato la sostanza antibiotica penicillina dal fungo Penicillium notatum nel 1928, per cui ricevette il Premio Nobel per la medicina nel 1945 assieme a Florey e Chain. 

BIOGRAFIA 
Alexander Fleming nacque il 6 agosto del 1881 a Lochfield, vicino Darvel, una cittadina nell'Ayrshire, una regione rurale della Scozia. Discendente di una famiglia di agricoltori, fu il terzo di quattro figli nati da Grace Morton, la seconda moglie di Hugh Fleming; aveva anche altri quattro fratellastri, nati dal precedente matrimonio del padre. I suoi genitori lavoravano in una fattoria di ottocento acri, che distava un miglio dalla casa più vicina. Durante l'infanzia Fleming passò molto del suo tempo libero divertendosi a correre e giocare tra i ruscelli, le valli e le brughiere, tipici del paesaggio scozzese, sviluppando un sempre crescente interesse per i fenomeni naturali: affermò in seguito "Io e miei fratelli inconsapevolmente, imparavamo molto dalla natura".
Suo padre morì quando egli aveva sette anni, lasciando la madre a occuparsi della fattoria con il figliastro più vecchio. Fleming frequentò l'asilo da cinque a dieci anni, poi andò a scuola a Darvel, la piccola città che distava quattro miglia e due anni dopo frequentò la Kilmarnock Accademy, distante dodici miglia da casa sua. Uno dei suoi fratelli, Tom, aveva studiato medicina, era andato a lavorare a Londra dove era diventato oculista e presto altri quattro fratelli e una sorella lo raggiunsero: Fleming si allontanò ulteriormente da casa trasferendosi presso i fratelli all'età di circa quattordici anni, per frequentare gli studi alla Polytechnic School in Regent Street. Pur essendosi impegnato moltissimo nel corso degli studi, non eccelse certamente per il suo rendimento scolastico: per questo motivo Tom lo incoraggiò ad entrare nel mondo degli affari, così per qualche tempo lavorò come impiegato in una compagnia di navigazione dell'epoca, ma presto, non essendo molto entusiasta di questo impiego che reputava noioso e troppo umile per una persona come lui, approfittando di una piccola eredità per coprire le spese necessarie, decise di proseguire gli studi iscrivendosi all'università. Uno dei suoi quattro fratelli, lo spinse alla scelta della Facoltà di medicina presso il Saint Mary's Hospital di Londra, uno dei più recenti ospedali del tempo.
Come studente di medicina dimostrò immediatamente di possedere eccezionali capacità, superando con estrema facilità tutti gli esami e guadagnando numerosi premi: nel 1906 ottenne il College Diploma e nel 1908 il London University Degree con medaglia d'oro. In virtù della brillante carriera universitaria, fu immediatamente scelto come allievo interno da Sir Almroth Wright, microbiologo, professore di patologia ed uno dei maggiori esperti di immunologia del tempo: iniziò così la sua brillante attività che da semplice studente lo portò a diventare uno degli assistenti personali di Wright ed a lavorare al suo fianco in laboratorio.
Fleming fu particolarmente entusiasta dell'opportunità che gli venne offerta perchè in caso contrario, si sarebbe indirizzato verso la specializzazione in chirurgia, dovendosi però allontanare dal St. Mary's Hospital, che in quel tempo era uno degli ospedali più prestigiosi.
Nel frattempo scoppiò la prima guerra mondiale e la maggior parte dello staff del laboratorio del Saint Mary's Hospital, lui compreso, raggiunse la Francia, a Boulogne, per curare i soldati feriti sul campo di battaglia. Fleming era diventato ufficiale medico e da quel momento il suo intento divenne quello la ricerca di terapie efficaci per guarire le infezioni insorgenti sulle ferite di guerra: Wright e Fleming si convinsero che tutti gli antisettici che avevano a disposizione erano completamente inutili per combatterle. Sostennero tali conclusioni riferendosi al modello di una ferita slabbrata i cui interstizi e angoli erano inaccessibili alle soluzioni antisettiche allora conosciute che, inoltre, come ad esempio il fenolo, dovevano essere utilizzate a bassa concentrazione, a causa dell'azione distruttiva nei confronti dei tessuti trattati con esse.
Nel 1922 scoprì il lisozima un enzima che presenta proprietà antibatteriche.
Nel 1928 Fleming osservò casualmente che colture di batteri contaminate da una muffa non si sviluppavano formando una patina confluente, ma che intorno al punto in cui era presente la colonia della muffa esisteva una superficie priva di batteri. La sua conclusione fu che quel tipo di muffa, Penicillium notatum, produceva una sostanza, che chiamò Penicillina, in grado di impedire la crescita dei batteri. Fleming, che pubblicò questa sua osservazione, tuttavia non ne poté approfondire fino in fondo l'importanza. I tentativi di tradurre in risultati pratici le sue osservazioni non diedero i risultati sperati.
Il suo lavoro fu rispolverato quando, con lo scoppio della seconda guerra mondiale, si incrementò di molto la ricerca di sostanze in grado di contrastare le infezioni che i soldati contraevano in battaglia e che provocavano cancrena e morti in numero maggiore di quanto la gravità delle ferite potesse giustificare. Di fronte alle scelte drammatiche imposte dalla guerra, si effettuarono tentativi con farmaci che, in condizioni normali, non sarebbero mai stati sperimentati. Fra questi anche la penicillina, nella sua forma modificata ad opera dei due scienziati americani che avevano riscoperto il lavoro originale di Fleming, che fu così il primo antibiotico utilizzato per curare, permettendo di salvare milioni di vite umane. Più tardi, nel 1944, fu estratta, da un' altra muffa, una sostanza, chiamata streptomicina,in grado di combattere altri tipi di batteri.
I riconoscimenti per Fleming, alla fine, arrivarono: nel 1944 fu fatto Cavaliere, e nel 1945, con Howard Florey ed Ernst Chain, due scienziati che hanno studiato a fondo le ricerche di Fleming, ricevette il Premio Nobel per la fisiologia e la medicina.

VITA PRIVATA
Nel 1915 Fleming sposò Sarah Marion McElroy, figlia di un allevatore irlandese, la quale lavorava in una casa di cura privata: il matrimonio durò fino alla morte di lei, nel 1949.
Nel 1924 Alexander e Sarah ebbero un bambino, che chiamarono Robert, il quale sarebbe poi diventato un fisico affermato.
Poiché la sua prima moglie, Sarah Marion McElroy, era deceduta nel 1949, 4 anni dopo, nel 1953 Fleming si sposò una seconda volta, con la dr. Amalia Coutsuris-Voureka, una batteriologa greca che da tempo lavorava con lui al Saint Mary's Hospital.

LE SUE SCOPERTE
LA SCOPERTA DEL LISOZIMA
Fleming aveva un forte raffreddore che durava da parecchi giorni: decise allora di prelevare un campione delle proprie secrezioni nasali e di incubarli su piastre per la coltura batterica, al fine di valutare l'eventuale crescita di qualche colonia batterica.
Il giorno seguente, mentre stava analizzando le colonie dei batteri cresciuti, una sua lacrima cadde inavvertitamente sulla piastra di coltura: all'inizio Fleming non diede alcun peso all'accaduto, e dopo aver compiuto le sue osservazioni ripose la piastra.
Il giorno dopo, riprendendo in esame la medesima coltura, si accorse con molto stupore che i batteri erano cresciuti ovunque, tranne che in un punto, dove si poteva scorgere chiaramente un'area tondeggiante e chiara, proprio dove il giorno precedente era caduta la lacrima. Pensò allora che nella lacrima potesse esserci una sostanza ad azione antibiotica naturale, responsabile della morte dei batteri o dell'inibizione della loro crescita: in effetti verificò in seguito che si trattava di un enzima capace di distruggere le cellule batteriche e lo battezzò, lisozima, a causa della sua caratteristica attività che cercò di sfruttare per la cura delle malattie infettive.
Purtroppo però il lisozima, che è normalmente presente nelle lacrime, presenta solo una blanda attività antimicrobica e non è in grado di uccidere i microrganismi patogeni più aggressivi e resistenti, quali sono ad esempio quelli responsabili delle infezioni suppurative: l'idea di trovare un antibiotico efficace venne perciò per il momento accantonata.

LA SCOPERTA DELLA PENICILLINA
Nel 1928 Fleming divenne titolare della cattedra di batteriologia e, durante l'estate dello stesso anno, mentre stava svolgendo ricerche sul presunto agente patogeno dell'influenza (che solo in seguito si scoprì essere di natura virale e non batterica), si assentò dal suo laboratorio per un breve periodo di vacanza di circa tre giorni, dimenticando di distruggere alcune colture di Staphilococcus aureus.
Al suo ritorno, il 3 settembre, riprese in mano le colture che aveva preparato prima di partire e che avrebbe dovuto gettare via tre giorni prima e, con un "That's funny..." ("è buffo..."), espresse al collega Pryce tutta la propria meraviglia nel constatare che in una piastra di Petri c'era un alone chiaro inusuale: in quella zona, vicino a colonie fungine contaminanti (in seguito identificate come colonie di Penicillium notatum) le colonie di Staphilococcus aureus non erano cresciute.
Pare che Fleming non sia stato subito in grado di riprodurre il fenomeno originale, probabilmente avvenuto in coincidenza di particolari condizioni meteorologiche. L'estate del 1928 fu infatti molto fredda ed i batteri crescevano lentamente sulle piastre, dal momento che non si usavano ancora incubatori termostatati.
L'inibizione della crescita batterica in una limitata porzione della piastra assomigliava al fenomeno che aveva osservato sei anni prima e che era stato provocato dalla lacrima caduta casualmente sulla piastra di coltura: questa volta, però, al centro dell'area più chiara non c'era una lacrima, ma una muffa, contaminante.
Fleming intuì subito l'importanza della sua osservazione e la collegò a quella fatta anni prima e invece di eliminare la coltura contaminata, fece ulteriori esperimenti.
Fleming identificò in un secondo momento la muffa come appartenente al genere Penicillium.Se nei punti in cui la muffa era accidentalmente caduta sul terreno di coltura i batteri scomparivano, significava che questa conteneva qualche sostanza in grado di distruggerli. Quando riuscì ad isolare ed estrarre, anche se non totalmente, questo nuovo composto, lo chiamò penicillina: ne descrisse la stabilità a pH neutro ed acido, l'attività selettiva sui Gram positivi e su alcuni Gram negativi ed iniziò a studiarne la tossicità in animali da esperimento.
Il merito di Fleming fu di riconoscere ed interpretare adeguatamente osservazioni frutto di circostanze fortuite, aprendo in questo modo le porte allo sviluppo della moderna terapia antibiotica, permettendo di iniziare ad affrontare malattie che per lungo tempo erano risultate molto gravi ed in alcuni casi mortali: la tubercolosi, le broncopolmoniti e le infezioni suppurative postoperatorie.

 
BLAISE PASCAL 06/08/2011
 
Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 giugno 1623Parigi, 19 agosto 1662) è stato un matematico, fisico, filosofo e teologo francese. Bambino precoce, fu istruito dal padre. I primi lavori di Pascal sono relativi alle scienze naturali e alle scienze applicate. Contribuì in modo significativo alla costruzione di calcolatori meccanici e allo studio dei fluidi. Egli ha chiarito i concetti di pressione e di vuoto per ampliare il lavoro di Torricelli. Pascal scrisse importanti testi sul metodo scientifico. A sedici anni scrisse un trattato di geometria proiettiva e, dal 1654 lavorò con Pierre de Fermat sulla teoria delle probabilità che influenzò fortemente le moderne teorie economiche e le scienze sociali. Dopo un'esperienza mistica, nel 1654, abbandonò matematica e fisica per dedicarsi alle riflessioni religiose e filosofiche. Morì due mesi dopo il suo 39º compleanno, nel 1662, dopo una lunga malattia che lo affliggeva dalla fanciullezza.
Biografia Nato a Clermont-Ferrand, nell'Auvergne, Pascal perse la madre, Antoinette Begon, all'età di 3 anni, quando essa non si riprese dal parto della figlia Jacqueline Pascal (1625 - 1662). A causa di questo il padre, Étienne Pascal (1588 - 1651), magistrato e matematico, si occupò personalmente della sua educazione. Il giovane Blaise si rivelò assai precoce nello studio e nella comprensione della matematica e della fisica, tanto che fu ammesso alle riunioni scientifiche del circolo intorno a Marin Mersenne, che era in corrispondenza con i più grandi ricercatori del tempo, tra cui Girard Desargues, Galileo Galilei, Pierre de Fermat, René Descartes ed Evangelista Torricelli.
Dal 1639 al 1647 fu a Rouen, dove suo padre aveva avuto un incarico da parte del cardinale Richelieu. Qui, nel 1640, Blaise Pascal compose la sua prima opera scientifica "Sulle sezioni coniche" (Essai pour les coniques), basata sul lavoro di Desargues, e nel 1644 costruì la sua prima macchina calcolatrice, la Pascalina. Nel 1646, inoltre, suo padre, che si era ferito in una caduta, fu curato da due gentiluomini della setta di Giansenio, che in breve convinsero sia lui che i figli ad abbracciare le idee religiose e morali gianseniste.
Nel 1650, a causa della sua salute cagionevole, Pascal si ritirò dallo studio della matematica. Comunque nel 1653, quando la salute migliorò, scrisse il Traité du triangle arithmétique, nel quale descrisse il triangolo aritmetico che porta appunto il suo nome.
A seguito di un incidente avvenuto nel 1654 sul ponte di Neuilly, nel quale i cavalli finirono oltre il parapetto ma la carrozza si salvò miracolosamente, Pascal abbandonò definitivamente lo studio della matematica e della fisica per dedicarsi alla filosofia e alla teologia. Da quel momento, Pascal entrò a far parte dei "solitari" dell'abbazia di Port-Royal, fra i quali vi era già sua sorella, e qui diventò membro della setta dei giansenisti, fondata e guidata dal vescovo Giansenio. Proprio in quel periodo si era accesa un'aspra controversia tra i giansenisti e i teologi dell'Università della Sorbona di Parigi, ed egli intervenne in tale disputa in difesa del Giansenismo.
Il 23 gennaio 1656 pubblicò le sue prime lettere, con lo pseudonimo di Louis de Montalte, scritte da un provinciale ad uno dei suoi amici, sulle dispute della Sorbona. A queste seguirono altre 17 lettere (l'ultima è datata 24 marzo 1657). Nel 1660, il re Luigi XIV ordinò però la distruzione delle Lettere provinciali di Pascal, scritte in difesa del giansenista Antoine Arnauld.
Comunque, proprio mentre pubblicava le sue Lettere, Pascal aveva concepito l'intenzione di scrivere una grande opera apologetica del Cristianesimo (oltre che del giansenismo). La sua salute già malferma, era divenuta ancor più fragile: morì il 19 agosto 1662, a soli trentanove anni.
L'autopsia a cui fu sottoposto rivelò gravi disturbi a carico dello stomaco e dell'addome, nonché danni al tessuto cerebrale, tuttavia la causa della morte e della salute cronicamente malferma non furono mai del tutto chiarite. Si pensa alla tubercolosi, ad un tumore allo stomaco, oppure ad una combinazione delle due malattie. Le emicranie che afflissero Pascal furono molto probabilmente causate dai danni al cervello. Fu sepolto nel cimitero di St. Étienne-du-Mont.
Il pensiero scientifico Tra i suoi apporti matematici vi è il triangolo di Pascal (noto in Italia come Triangolo di Tartaglia), che è un modo di presentare i coefficienti binomiali, e porta appunto il suo nome, anche se i matematici conoscevano tali coefficienti già da tempo.
Inoltre, il suo notevole contributo nello studio dei fluidi (idrodinamica e idrostatica); in particolare si incentrò sul principio di fluido idraulico. Le sue invenzioni comprendono la pressa idraulica (che usa la pressione per moltiplicare la forza) e la siringa. Pascal chiarificò anche concetti quali "pressione" (la cui unità di misura porta il suo nome) e "vuoto": riguardo alla pressione, formulò il cosiddetto principio di Pascal, ovvero il principio secondo il quale la pressione esercitata in un punto qualunque di un liquido incomprimibile, si trasmette inalterata in tutti gli altri punti di tale liquido; riguardo il vuoto, invece, riuscì a dimostrarne l'esistenza, confutando quindi il pensiero della fisica antica, che lo negava. Fece inoltre delle brillanti considerazioni sulla teoria della probabilità, e all'età di sedici anni elaborò anche un trattato sulle sezioni coniche. Nel 1654, spinto dall'interesse di un amico in problemi legati alle scommesse, avviò una corrispondenza con Fermat e stese un piccolo saggio sulle probabilità.
Pascal è anche considerato uno dei precursori dell'informatica poiché, appena diciottenne, progettò e costruì circa cinquanta esemplari di un calcolatore meccanico, detto Pascalina, capace di eseguire addizioni e sottrazioni (alcuni di questi esemplari originali sono stati conservati fino ad oggi, come quello al Museo Zwinger di Dresda).

Il Teorema di Pascal
Un altro suo importante apporto alla matematica è il Teorema di Pascal, che è uno dei teoremi-base della teoria delle coniche. Premesso che sei punti ordinati A1, A2, A3, A4, A5, A6 di una conica individuano un esagono inscritto in essa, il teorema di Pascal fornisce una condizione grafica caratteristica affinché un dato esagono sia inscrivibile in una conica.
Poiché una conica è individuata da 5 suoi punti, tale teorema fornisce una condizione affinché un sesto vertice dell'esagono appartenga alla conica individuata dagli altri 5 vertici di tale poligono. La condizione è la seguente: siano A1, A2, A3, A4, A5, A6 sei punti dati ordinatamente nel piano e siano B1, B2, B3 i punti comuni, rispettivamente, alle rette A1-A2 e A4-A5, alle rette A2-A3 e A5-A6, alle rette A3-A4 e A6-A1; i sei punti appartengono ad una conica se, e soltanto se, i tre punti B1, B2, B3 appartengono ad una retta, che è chiamata retta di Pascal. Il caso particolare in cui i sei punti sono contenuti in una conica degenere, cioè l'unione di due rette, si traduce nel teorema di Pappo-Pascal.
Il pensiero filosofico Secondo alcuni studiosi, Pascal aveva in mente di scrivere un'immensa opera in cui riversare tutto il suo genio, una Apologia del Cristianesimo (l'apologetica è una delle scienze sacre, e si propone la difesa, cioè l'apologia, del Cristianesimo contro gli attacchi degli avversari) di cui, a suo dire, chiunque l'avesse letta per intero avrebbe dovuto infine confessare la sua fede o ammettere la sua completa follia. Secondo altri, invece, il progetto di una grande opera non fu mai nelle intenzioni di Pascal. Di questo ambizioso progetto, incompleto a causa della sua morte prematura a soli trentanove anni, restano in realtà dei frammenti sparsi, intitolati Pensieri (in francese, Les pensées), pubblicati postumi, nel 1670. Pascal aveva l'abitudine, quando aveva un qualche progetto, di elaborare e revisionare le frasi e i vari capitoli tenendo tutto a mente, avendo una memoria prodigiosa, e di scriverli su carta solo quando fosse convinto della loro forma definitiva. Perciò iniziò a scrivere i Pensieri, almeno come appunti sparsi, solo quando capì che la malattia non gli avrebbe permesso di portare a compimento l'opera. Alcuni di essi furono scritti (dai suoi familiari ed amici fidati) sotto sua dettatura, perché alla fine non era più nemmeno in grado di scrivere.

 
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