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Antimicrobianos de uso odontológico CONCEITOS Antimicrobiano = termo genérico empregado para designar agentes químicos capazes de promover destruição ou inibição do desenvolvimento de microrganismos. Antibiótico: substâncias químicas produzidas por determinados micro-organismos que interferem diretamente em outros micro-organismos, seja inibindo sua proliferação ou os destruindo. Antissépticos = são substâncias químicas com ação antimicrobiana aplicadas em tecidos vivos. Des infetante = são substâncias químicas aplicadas em superfícies inanimadas para destruir micro-organismos. Antibacteriano: agentes químicos que atuam inibindo ou destruindo as bactérias. Antifúngicos = agentes químicos capazes de promover inibição ou destruição de fungos. Antiv irais = são substâncias químicas usadas para tratamento de infecções ocasionadas por vírus. Toxicidade seletiva = um agente antimicrobiano deve atuar sobre os micro-organismos sem causar dano significativo ao hospedeiro. PRODUÇÃO DOS ANTIMICROBIANOS - Bioss íntese: antibióticos produzidos exclusivamente por bactérias ou fungos. EX: Produção de Anfoterecina pelos fungos S. nodosus e Bacitracina pela bactéria B. - Semis íntese: sua produção se inicia pelo microrganismo/biossíntese, entretanto, o processo é parado e o restante da produção é sintético. EX: na penicilina o fungo metaboliza até 6-amino- penicilânico, sendo essa substância então utilizada para elaboração de diferentes penicilinas. - Síntese total : sintetizados totalmente em laboratório; EX: sulfas e metronidazol. Características gerais dos agentes antimicrobianos - Antibacteriano, antifúngico, antiviral, antiprotozoário; - Associações: sinergismo, antagonismo ou indiferença; - Resposta do hospedeiro; - Preço e disponibilidade. Agentes antimicrobianos CLASSIFICAÇÃO QUANTO: 1 . Ação biológica: - Ação bacteriostática: são aqueles antimicrobianos que inibem o crescimento bacteriano, sendo esse efeito suprimido quando cessado o efeito do mesmo. Os agentes desse tipo inibem a multiplicação ou metabolismo dos micro-organismos, tornando-os presas mais fáceis dos fagócitos. Exemplos: eritromicina, espiramicina, tetraciclina, cloranfenicol. - Ação bactericida: são substâncias que exercem efeito letal e irreversível na célula do micro-organismo. Exemplos: penicilinas, estreptomicinas, bacitracina, polimixina, cefalosporina, canamicina, clindamicina OBS: Algumas substâncias, tipicamente bacteriostáticas, podem atuar como bactericidas para determinadas espécies de bactérias. 2 . Espectro de ação; - Pequeno espectro: são antibióticos que agem sobre número limitado de micro-organismos em doses terapêuticas/dose mínima. Exemplo: agindo contra bactérias Gram-positivas (penicilina, eritromicina, espiramicina, bacitracina), contra Gram-negativas (polimixina, amicacina, gentamicina, canamicina, neomicina, estreptomicina).. -Amplo espectro: antibióticos que agem sobre uma ampla faixa de micro-organismos em doses terapêuticas, em geral eficazes contra bactérias Gram- positivas e negativas. 3 . Mecanismo de ação: (IMPORTANTE) Refere-se à estrutura bacteriana em que o antibiótico atua Microbiologia oral - Os únicos que não ocasionam danos da célula dos hospedeiro são: replicação de DNA; síntese de proteínas - Antibióticos que atuam sobre a parede celular A parede celular tem como função proteção, sustentação e manutenção da forma das células bacterianas, além da manutenção da hipertonicidade interna da bactéria, sendo necessária para sua reprodução, que se inicia pela formação de um septo a partir dela. Os antibióticos que atuam na parede celular têm como local de ação a camada de peptídeoglicano (compostos que são formados por aminoácidos, assim como nas nossas células/ assim, se os compostos forem tóxicos para a bactéria, também serão para nós), impedindo a sua síntese, a qual se processa em três etapas: Estágio 1:ocorre o agrupamento dos precursores; Estágio 2: transporte dos precursores/aminoácidos de dentro da célula para fora, a fim de formar a parede celular; (antimicrobianos que atuam no estágio 1 ou 2 são tóxicos para nós, devido a semelhança das características da parede); Estágio 3: formação da estrutura final., estrutura essa que já é própria da bactéria. Ou seja, agentes que atrapalham nesse estágio não comprometem a célula do hospedeiro, apenas a bacteriana, de modo que, apresentam toxicidade seletiva. - Antibióticos que atuam sobre a membrana c itoplasmática A membrana citoplasmática apresenta constituição lipoproteica e recobre o citoplasma de todas as células, mantendo a integridade celular e controlando as trocas de substâncias entre a célula e o meio extracelular. Sua função é o transporte ativo e passivo de substâncias entre a célula e o meio externo, fornecendo elasticidade, resistência mecânica, mantendo o sistema respiratório da célula e a pressão osmótica. Qualquer uma dessas funções, se atingidas por uma substância, levam a modificações irreversíveis e morte da célula. As polimixinas são antibióticos que contêm grupos lipossolúveis e hidrossolúveis que interagem com a membrana celular inserindo-se como uma cunha entre as moléculas de fosfolipídeos, deformando-a e provocando assim inibição do crescimento bacteriano ou causando morte celular por perda de seus componentes. Os antibióticos com esse mecanismo de ação têm efeito bactericida e geralmente apresentam toxicidade para as células de mamíferos, pois as diferenças entre a membrana citoplasmáticas dessas células e das bactérias não são tão grandes. - Antibióticos que atuam na s íntese de proteínas A ação deste grupo de fármacos é a inibição da síntese de proteínas por meio da ligação aos ribossomos bacterianos. Os ribossomos bacterianos são diferentes dos ribossomos de células eucarióticas, A ligação desses fármacos ao ribossomo bacteriano pode ocasionar a produção de proteínas defeituosas como resultado da leitura errada do RNA mensageiro (RNAm), pela interrupção da síntese de proteínas por causar a liberação prematura do ribossomo do RNAm ou pelo impedimento da fixação do RNA transportador (RNAt) ao ribossomo. Ou seja, pode tanto dificultar essa síntese proteica quanto provocar a formação de proteínas defeituosas. - Antibióticos que atuam sobre a s íntese de ác idos nuc leicos A inibição da síntese dos ácidos nucleicos pode ser obtida pela ação direta do antimicrobiano sobre a molécula de DNA ou pela inibição de enzimas importantes nos processos de replicação ou transcrição (p. ex., DNA-polimerase e RNA-polimerase). Agentes antifúngicos - Utilizados para tratamento de infecções ocasionadas por fungos; - Há grandes semelhanças bioquímicas e fisiológicas entre a célula fúngicas e a célula do hospedeiro humano, o que pode ocasionar toxicidade; - A abordagem terapêutica inclui agentes de administração tanto tópica quanto sistêmica. CLASSIFICAÇÃO QUANTO: 1 . Ação biológica: -Ação fungistática: são aquelas substâncias que inibem o crescimento fúngico. Exemplos: cetoconazol, fluconazol, voriconazol. - Ação fungic ida: são substâncias que matam a célula fúngica. Ex: equinocandinas, anfotericina B, nistatina. 2 . Mecanismo de ação: Refere-se à estrutura da célula fúngica em que o antifúngico atua; - Antifúngicos que atuam sobre a parede celular Assim como para as bactérias, a parede celular desempenha um papel importante de proteção (danos físicos, dissecação e lise osmótica) e manutenção da forma das células fúngicas, além de serem necessárias para o crescimento celular. A parede celular nos fungos é bastante complexa, sua estrutura é basicamente composta de polissacarídeos, glucana e quitina - Antifúngicos que atuam sobre a membrana celular A membrana celular fúngica se assemelha à membrana celular dos mamíferos, é composta por bicamada lipídica, presença de fosfolipideos, lipídeose esteróis. No entanto, o principal esterol da parede fúngica é o ergosterol, diferente das células de mamíferos que é o colesterol. (assim, antifúngicos que atuam sobre o ergosterol não acarretam prejuízos para a célula do hospedeiro). - Antifúngicos que atuam sobre a s íntese proteica A inibição da síntese de proteínas ocorre por meio da ligação do agente a um fator de elongamento 2 (EF2) nos ribossomos. Os fármacos com esse mecanismo de ação são os derivados da sordarina e azasordarina, e estão sob avaliação clínica.. - Antifúngicos que atuam sobre a mitose Impede a multiplicação do fungo. A griseofulvina atua bloqueando a reprodução do fungo, uma vez que inibe seletivamente o processo de mitose. Esse fármaco liga-se aos microtúbulos do fuso mitótico, agindo, portanto, apenas sobre os fungos que estão se reproduzindo. Sua ação é exercida somente quando administrados por via sistêmica e apresenta afinidade particular com as células de queratina da pele, unhas e cabelos. Agentes antivirais - A atividade da maioria dos agentes antivirais é limitada a uma especifica família de vírus; - A terapia antiviral atual como: Virucidas = atuam na partícula viral/ matando-os; Antivirais = atuam no processo de replicação do vírus; Imunomoduladores = atuam na resposta imunológica do hospedeiro. Mecanismo de ação/ estágio de inibição e repl icação v iral em que os agentes v irais podem atuar : - Adesão Uma etapa essencial ao início da replicação viral é a ligação da partícula viral a uma célula suscetível. Essa adesão, de maneira geral, é mediada pela interação entre proteínas virais, (do envelope ou do capsídeo) e receptores celulares (na membrana plasmática). Esse processo pode ser impedido por meio de anticorpos neutralizantes, que recobrem a partícula viral, ou por receptores antagonistas, que são análogos de peptídeos de proteínas de adesão que competitivamente bloqueiam a interação do vírus com a célula. - Desencaps idação Após a adesão à membrana celular, os vírus devem introduzir seu material genético no interior da célula. Esse processo envolve a entrada (penetração), e posterior desmontagem do capsídeo (desencapsidação ou desnudamento) para liberação do genoma viral no citoplasma celular. Os fármacos atuam impedindo o processo de desencapsidação ligando-se a receptores no capsídeo (arildona, disoxaril, pleconaril e outros compostos metilisoxazólicos) ou neutralizando o pH das vesículas endocíticas (amantadina, rimantdina), o que impede essa introdução/liberação do material genético no interior da célula. - Síntese de RNA A inibição da síntese de RNAm não é um bom alvo de inibição dos antivirais em relação a toxicidade. Isto porque os vírus que possuem DNA como ácido nucleico utilizam a enzima da própria célula infectada e os vírus de RNA codificam RNA polimerase semelhante à enzima do hospedeiro para sintetizar o RNAm. Contudo, alguns fármacos com esse mecanismo de ação estão disponíveis para uso no caso de infecção por alguns vírus (guanidina, ribavirina,isatin-β-tiosemicarbazona, interferon). - Repl icação do DNA Algumas enzimas essenciais na replicação viral são utilizadas como alvo por serem diferentes das enzimas do hospedeiro, como a DNA polimerase dos herpesvírus e a transcriptase reversa do HIV e do vírus da hepatite B. Dentre os fármacos com esse mecanismo de ação, a maioria atua como um análogo de nucleosídeo. Os análogos de nucleosídeos inibem com maior frequência a polimerase viral porque esta é menos precisa que as enzimas celulares. Há um grupo de fármacos que são chamados de inibidores da transcriptase-reversa não nucleosídeos, pois se ligam na enzima transcritase-reversa, porém em sítios diferentes do substrato. Nevirapina, delavirdina e efavirenz são exemplos desse grupo de fármacos e são administrados normalmente em combinação com os análogos de nucleosídeo para o tratamento da infecção pelo HIV. Outros fármacos inibem a replicação viral por meio de ligação ao sítio de ligação da DNA polimerase ao pirofosfato, impedindo a incorporação de nucleotídeos (p. ex.: foscarnete derivados de ácidos fosfomonoacéticos). - Síntese proteica Como os vírus se utilizam dos ribossomos celulares para síntese proteica, tornam-se um alvo ruim para a ação dos antivirais, uma vez que a inibição seletiva é impossível. Contudo, alguns fármacos como interferon - α e interferon-β promovem a inibição da maioria da síntese proteica nas células hospedeiras. - Montagem e l iberação A protease do HIV atua em um passo fundamental na estruturação das proteínas virais, no processo de montagem para produção de novas partículas virais infectantes. - Dentre todos esses mecanismos, a maioria é tóxico para as células do hospedeiro, bem como: os antiv irais que atuam na síntese proteica, montagem e l iberação e s íntese de RNA. Ação conjunta de antimicrobianos - A ação combinada de antibióticos deve ou pode ser empregada nas seguintes situações: 1. Para prevenir aparecimento de micro-organismos resistentes, especialmente em infecções crônicas, como a tuberculose ou as micoses; 2. No tratamento de emergência de infecções declaradamente graves (septicemia em hospedeiro imunodeficiente, por exemplo), antes dos estudos laboratoriais revelarem o agente etiológico; 3. Em infecções causadas por dois ou mais tipos de micro-organismos. A combinação de antibióticos pode resultar em sinergismo, antagonismo ou indiferença. - Sinergismo: A potência total é maior que a soma da potência ambos antimicrobianos. Para se obter sinergismo, pode-se associar: a) inibidores de síntese da parede celular com inibidores da síntese de parede celular; b) inibidores de síntese da parede celular com antimicrobianos que alteram a membrana citoplasmática; c) inibidores da síntese da parede celular com antimicrobianos que provoquem a formação de proteínas defeituosas. - Antagonismo: A potência total da associação é menor que a soma da potência dos dois antimicrobianos. Geralmente ocorre quando da utilização de inibidores da síntese da parede celular associada com inibidores da síntese proteica. - Indiferença: A potência total é dada pela potência do antimicrobiano mais ativo. Resistência dos microrganismos aos antimicrobianos - O micro-organismo é dito resistente quando não é inibido in vitro pelas concentrações normalmente prescritas do agente antimicrobiano durante o tratamento. - A resistência dos micro-organismos ante fármacos antimicrobianos, de uma maneira geral, está relacionada a modificações genéticas seguidas de seleção natural. Essas modificações podem ser decorrentes de mutações no genoma das bactérias, fungos e vírus; - Na presença de um agente antimicrobiano, os micro-organismos resistentes sobreviverão, ao passo que os micro-organismos não resistentes morrerão. - Com isso, após algumas gerações a maioria dos sobreviventes será resistente ao antimicrobiano. ALTERAÇÃO DOS ALVOS: A mutação altera o genoma de tal modo que a proteína ou estrutura produzida seja modificada. Com isso, os agentes antimicrobianos não podem mais se ligar ao alvo. - Alteração da permeabilidade da membrana celular Este mecanismo ocorre quando há diminuição do sistema de transporte pela membrana. Se há o aumento dessa permeabilidade, o medicamento não consegue entrar e, consequentemente, não faz afeito. - Desenvolvimento de enz imas que podem destruir ou inativar os agentes antimicrobianos Uma enzima deste tipo é a –lactamase, capaz de romper o anel -lactâmico nas penicilinas e em algumas cefalosporinas.. Não há evidências de que fungos e vírus são capazes de destruir ou modificar os agentes antimicrobianos. - Alteração de uma v ia metaból ica Este mecanismo despreza uma reação inibida por um agente antimicrobiano. Algumas bactérias, por exemplo, adquiriram a capacidade de usar o ácido fólico do meio, nãomais necessitando fabricá-lo. Ao alterar o sítio de ligação, o medicamento não consegue se ligar e realizar seu trabalho. . - Bomba de efluxo (ejeção) Sistema que bombeia o fármaco para fora da célula, diminuindo a quantidade de fármaco intracelular disponível para ligar em seu alvo. Efeitos colaterais - Toxic idade: Em relação à citoxicidade é comparativamente mais fácil desenvolver fármacos que são efetivos contra células procarióticas que não afetem as células eucarióticas humanas, uma vez que esses dois tipos celulares diferem mais. O maior problema é quando o patógeno também é uma célula eucariótica como no caso dos fungos, protozoários e helmintos ou no caso das infecções virais, uma vez que o patógeno multiplica- se dentro das células hospedeiras - Alergias : A alergia é uma reação do sistema imunológico do hospedeiro ante uma substância estranha, geralmente a uma proteína. A resposta ao alérgeno pode ser leve ou grave. - Destruição da microbiota res idente: Um fármaco de amplo espectro deve ser prescrito a um paciente com um quadro grave de infecção causada por um micro-organismo não identificado, uma vez que a administração desse grupo de fármaco aumenta a chance de que o organismo seja suscetível a ele. No entanto, se há a identificação do micro-organismo causador, um fármaco de pequeno espectro no qual este patógeno é suscetível deve ser escolhido, evitando ao mínimo a destruição da microbiota residente (normal) do hospedeiro. Isto porque os micro-organismos da microbiota residente apresentam um papel protetor, competindo ou impedindo a colonização de micro-organismos potencialmente patogênicos. Se alguns desses patógenos potenciais na microbiota normal não são destruídos pelo antibiótico, mas seus competidores o são, poderão aumentar em número e desencadear um processo infeccioso. Testes de susceptibilidade aos agentes antimicrobianos - Realizados para se determinar a atividade de um agente contra um patógeno e assim servir como guia para prescrição de determinado fármaco. Métodos : 1. Método de ágar difusão – O Método de Kirby-Bauer ou de disco-difusão é provavelmente o método mais utilizado, embora não necessariamente o melhor. O método consiste em semear o inóculo padronizado uniformemente por toda a superfície de ágar sólido e adicionar sobre essa superfície discos de papel filtro impregnados com concentrações conhecidas de cada agente antimicrobiano. Durante a incubação, os fármacos difundem-se dos discos de papel para o meio de cultura, em todas as direções. Após a incubação, pode- se observar ao redor do disco uma área mais clara denominada zona de inibição, indicando que o agente inibiu o crescimento do organismo. O diâmetro da zona de inibição pode ser medido e é comparado com uma tabela padrão para o fármaco e a concentração, e o organismo é classificado como sensível, intermediário ou resistente. 2. Método de diluição em calda –frequentemente usado para determinação de CIM e da concentração bactericida mínima(CBM) ou concentração fungicida mínima (CFM). A CIM é determinada por uma sequência decrescente de concentrações do fármaco em um caldo, que é então inoculado com patógeno-teste. Após a incubação, a leitura é realizada pela observação da mais baixa concentração do agente que impede o crescimento visível do microrganismo. Características ideais de um antimicrobiano - Toxicidade seletiva; - Não agir contra a microbiota residente; - Solubilidade em líquidos corporais; - Alcançar altas concentrações nos tecidos e sangue; - Não ser afetado pela acidez estomacal ou proteínas do sangue; - Não produzir efeitos colaterais.
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