Trois groupes de pénicillines sont utilisés en médecine vétérinaire :
- les pénicillines naturelles : les benzylpénicillines (pénicilline G) et la phénoxyméthylpénicilline (pénicilline V) dont le spectre est essentiellement limité aux bactéries GRAM+ et à certaines anaérobies. Un ester lipophile (pénéthamate) est également disponible pour le traitement systémique des mammites. La bénéthamine pénicilline, une formulation longue action de la benzylpénicilline, est commercialisée en Belgique sous forme d’injecteur intramammaire (voir : Préparations utilisées au cours du tarissement et contenant un antimicrobien).
- les aminopénicillines, dont le spectre est élargi à certaines bactéries GRAM- et,
- les pénicillines dites « résistantes aux pénicillinases » comme p. ex. la cloxacilline (voir : Mammites et Préparations utilisées au cours du tarissement et contenant un antimicrobien).
Des résistances acquises aux pénicillines existent cependant chez certaines bactéries GRAM+, notamment certaines souches de Staphylococcus aureus, productrices de bêta-lactamases (ou pénicillinases) extracellulaires. Diverses bactéries GRAM- peuvent également acquérir des résistances vis-à-vis des aminopénicillines.
Les pénicillines, tout comme les céphalosporines, possèdent un noyau bêta-lactame qui leur confère une activité bactéricide. On les regroupe sous le terme de bêta-lactamines. Elles agissent en inhibant la synthèse des peptidoglycans de la paroi des bactéries. Leur effet bactéricide s'exerce uniquement sur les germes en croissance chez lesquels la synthèse des peptidoglycans est la plus intense.
La cinétique est très spécifique à chacune de ces substances. Elle varie d’une espèce à l’autre et est fortement influencée par la forme galénique des médicaments. Par conséquent, il est vivement conseillé d’utiliser des préparations pour lesquelles les profils pharmacocinétiques ont été optimalisés et décrits dans le Résumé des Caractéristiques du Produit (RCP). Leur mise en parallèle avec le niveau de sensibilité des germes visés peut être très utile pour le choix d’un antimicrobien et d’une forme pharmaceutique particulière. Ces substances dont la plupart sont éliminées par les reins grâce à un mécanisme de filtration glomérulaire et de sécrétion tubulaire active ont une demi-vie d’élimination proche de 1 heure quelle que soit l’espèce.
Les bêta-lactamines sont à proscrire chez le lapin, le chinchilla, le cobaye et le hamster car elles provoquent, chez ces espèces, une dérive de la flore caecale qui peut être fatale. L’hypersensibilité est aussi une contre-indication majeure.
Ne pas utiliser chez les animaux présentant un dysfonctionnement rénal, y compris l’anurie et l’oligurie.
Les pénicillines ont une très faible toxicité, même à des posologies largement supérieures aux doses recommandées. Des réactions croisées d'hypersensibilité plus ou moins sévères, comme de l’urticaire, des œdèmes, voire un choc anaphylactique, peuvent toutefois être observées. Les autres effets toxiques dépendent de la nature chimique du principe actif utilisé. Dans le cas des sels potassiques, les effets indésirables sont liés, en cas de surdosage, au potassium, responsable d’arrêts cardiaques. La procaïne, entrant dans la composition de certaines préparations à base de pénicilline (pénicilline-procaïne), peut induire des symptômes nerveux centraux. Le cheval est particulièrement sensible à la procaïne.
Des synergies ou des interactions additives ont été constatées contre certaines bactéries lors d’associations avec d’autres antibiotiques bactéricides, comme les aminoglycosides.
On évitera les associations avec des antibiotiques bactériostatiques, comme les tétracyclines ou les phénicolés (florfénicol).
Le cheval est particulièrement sensible à la procaïne présente dans la composition de certaines préparations à base de pénicilline (pénicilline-procaïne). Une attention toute particulière doit donc être portée au respect des posologies et aux conditions de conservation des préparations injectables.
Les pénicillines pénètrent le placenta en quantité variable selon les espèces animales et le type de molécules. Leur sécurité durant la gestation étant considérée comme très élevée et aucun effet tératogène n’ayant été décrit, leur administration au cours de la gestation est envisageable. La pénicilline est excrétée par le lait et peut engendrer de la diarrhée, de la candidose ou des réactions allergiques chez les animaux allaités.