MECANISMOS DE AÇÃO DOS ANTIMICROBIANOS & MECANISMOS DE RESISTÊNCIA BACTERIANA

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Mecanismos de Ação dos Antimicrobianos 
&
Mecanismos de Resistência Bacteriana
Profa. Mestre Viviam Milanez Massolini
Microbiologia 
Espectro de ação
 Estreito: contra Gram positivas (penicilinas
naturais, glicopeptideos); contra Gram negativas
(polimixinas).
 Amplo: contra Gram positivas e negativas
(tetraciclinas, sulfas, cefalosporinas,
carbapenêmicos...).
FATORES QUE INTERFEREM NA AÇÃO DO ANTIMICROBIANO
(1910)
606:Salvarsan
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Alexander Fleming – Descoberta da Penicilina (1928)
Florey & Chain – 1940
Produção da Penicilina
Streptomyces
Bacillus
Penicillium 
Cephalosporium
1935
SULFONAMIDAS
MECANISMOS BÁSICOS DE AÇÃO
ANTIMICROBIANOS:
MECANISMOS BÁSICOS DE AÇÃO
 Inibição da síntese da parede celular 
 Inibição da síntese de proteínas
 Inibição da síntese de ácidos nucléicos
 Alteração da membrana
 Alteração de via metabólica
Inibição da 
Síntese da Parede Celular
-lactâmicos Glicopeptídeos
www.warwick.ac.uk/.../H_StoryB/peptidoglycan.jpg 
N-Acetil-murâmico
N-Acetil-glicosamina
Ligações peptídicas
PENICILINAS
CEFALOSPORINAS
MONOBACTÂMICOS
CARBAPENÊMICOS
VANCOMICINA
TEICOPLANINA
Os -lactâmicos se ligam às PBPs (“Proteínas 
Ligadoras de Penicilina”) impedindo as ligações
cruzadas da parede celular.
Inibição da 
Síntese da Parede Celular
 Penicilinas naturais
- Penicilina G 
- Penicilina V
 Penicilinas semi-sintéticas
1. Resistentes à ação das -lactamases
- Oxacilina
- Meticilina
2. De amplo espectro
- Ampicilina
- Amoxicilina
 Associação de -lactâmico + inibidor da -lactamase
- Amoxicilina/clavulanato (® Clavulin) 
- Amoxicilina/sulbactam (® Unasyn)
- Piperacilina/tazobactam (® Tazocin)
-lactâmicos
PENICILINAS
1a Geração:
- Cefalotina (® Keflin)
- Cefalexina (® Keflex)
2a Geração:
- Cefoxitina (® Mefoxin)
- Cefuroxima (® Zinacef)
CEFALOSPORINAS
3a Geração:
- Cefotaxima (® Claforan)
- Ceftriaxona (® Rocefin) 
- Ceftazidima (® Fortaz)
4a Geração:
- Cefpirona (® Cefron)
- Cefepima (® Maxcef)
-lactâmicos
MONOBACTÂMICOS
- Aztreonam (® Azactam)
CARBAPENÊMICOS
- Imipenem (® Tienam) 
- Meropenem (® Meronem)
- Ertapenem (® Invanz)
-lactâmicos
Glicopeptídeos
- Vancomicina (® Vancocina) 
- Teicoplanina (® Targocid)
Inibição da 
Síntese da Parede Celular
Os glicopeptídeos se ligam ao dipeptídeo terminal 
(D-ALANINA/D-ALANINA), dos precursores do peptidioglicano
impedindo a formação das ligações cruzadas.
Glicopeptideo
-lactãmicos
Inibição da 
Síntese de Proteínas
Aminoglicosídeos
- Amicacina (®Amicacina)
- Arbecacina (®Harbekacin)
- Gentamicina (®Gentamicina) 
- Netilmicina (®Netrocina)
Macrolídeos
- Eritromicina (®Pantomicina; Ilosone)
- Claritromicina (® Klaricid)
- Azitromicina (® Zitromax) 
Lincosaminas
- Lincomicina (® Frademicina) 
- Clindamicina (® Dalacin C) 
Tetraciclinas
- Doxiciclina (® Vibramicina)
- Minociclina (® Minomax)
Cloranfenicol
Oxazolidinonas
- Linezolida (® Zivox)
Estreptogramina
- Quinupristina/dalfopristina (® Synercid)
- Pristinamicina (® Piostacina)
Glicilciclinas
- Tigeciclina (® Tigacyl)
Inibição da 
Síntese de Ácidos Nucleicos
Quinolonas
- Ácido nalidíxico (®Wintomylon)
- Ciprofloxacina (®Cipro)
- Norfloxacina (®Floxacin)
- Levofloxacina (®Levaquin)
- Gatifloxacina (®Tequin)
Rifampicina (®Rifaldin)
Metronidazol (®Flagyl)
Alteração de via metabólica
Alteração da membrana externa
- Lipopeptídeos (ação contra Gram negativos)
- Polimixina B 
- Colistina
- Sulfametoxazol-trimetoprim (®Bactrim)
Resistência Bacteriana
 Intrínseca
 Enterobactérias: penicilina G, 
vancomicina, macrolídeos, linezolida ...
 Proteus mirabilis: colistina, tetraciclina...
 Enterococcus: cefalosporinas, aminoglicosídeos
(baixos níveis)...
 Pediococcus e Leuconostoc: vancomicina.
 Klebsiella spp: ampicilina, amoxicilina...
Resistência Bacteriana
 Adquirida
 Mutações
 Processos de Recombinação Genética 
(Conjugação, Transformação e 
Transducção)
 Transposição (transposons)
Modificação do Sítio de Ação
Interior da bactéria
Parede
Celular
Sítio Modificado
Antibiótico
Alteração estrutural do sítio de ação: 
Ligação bloqueada
Com a mudança estrutural do alvo, o antimicrobiano 
perde a capacidade de se ligar ao sítio 
-LACTÂMICOS
AMINOGLICOSÍDEOS
QUINOLONAS
Alteração de Acesso ao Sítio Alvo:
Diminuição da Permeabilidade
Interior da bactéria
Parede
Celular
Porina
Antibiótico
Antibimicrobianos geralmente entram nas bactérias através de 
canais protéicos (porinas) da parede celular de BGN
-LACTÂMICOS
QUINOLONAS
Alteração do Acesso ao Sítio Alvo:
Bombas de Efluxo
Interior da bactéria
Cell wall
Porina
Antibiótico
Entrada Saída
Bomba Ativa
Bombas no interior da bactéria fazem com que, assim que o 
antimicrobiano entra na célula, ele seja lançado para o meio externo
TETRACICLINAS
QUINOLONAS
MACROLÍDEOS
Inativação do Antibiótico
Interior da bactéria
Parede 
Celular
Antibiótico
Sítio de AçãoEnzyme
Antibiótico
destruído
Antibiótico alteredo,
Previne a ligação
As enzimas destroem ou modificam o antimicrobiano
- LACTÂMICOS
AMINOGLICOSÍDEOS
CLORANFENICOL
ENZIMA
BOMBA DE 
EFLUXO
PERMEABILIDADE 
DIMINUIDA
ALTERAÇÃO 
DO ALVO
PRINCIPAIS MECANISMOS DE 
RESISTÊNCIA BACTERIANA
PRINCIPAIS PATÓGENOS ENVOLVIDOS COM RESISTENCIA
S. aureus resistente a meticilina: HA- MRSA, CA-MRSA
Streptococcus pneumoniae resistente a penicilina
Enterococcus resistente a vancomicina: VRE
Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae produtores de -
lactamases de espectro ampliado: ESBL
Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemase: KPC
Pseudomonas aeruginosa produtora de metalo-beta-lactamase:
ML
Acinetobacter produtor de carbapenemase (oxacilinases): OXAs
Resistência em S. aureus
PRODUÇÃO DE -
LACTAMASE
(Atualmente: >90%)
Resistente a:
- Penicilinas naturais
- Penicilinas de amplo-espectro
Sensível a:
- Oxacilina
- Cefalosporinas
- Carbapenêmicos
 Década de 40: resistência a penicilina
PRODUÇÃO DE PBP 
ALTERADA: PBP2a 
(gene mec A)
SCCmec (Cassete 
Cromossômico 
estafilocócico)
Resistente a:
- Oxacilina (MRSA/ORSA)
-TODOS os -lactâmicos
- NOVA CEFALOSPORINA: 
CEFTAROLINA (S)
 Década de 60: resistência a meticilina
Resistência em S. aureus
 Década de 80: Ca-MRSA (Comunity Adquired).
- Cepas mais sensíveis às outras classes de antimicrobianos,
porém, geralmente mais virulentas (PVL)
 Década de 90: resistência a vancomicina
 1996: VISA (Japão/EUA)
 2002: VRSA (EUA; gene vanA – 12 cepas até 2012)
 2013: Brasil (06/13 - São Paulo)
Resistência em S. aureus
Epidemiological Alert: 
Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus 
27 June 2013 
RESISTÊNCIA EM ENTEROCOCOS - VRE
Ocorrência de VRE no Brasil
 1996: primeiro relato de isolamento de amostras com
resistência a vancomicina em Curitiba, PA. E. faecium
vanD
 2000: Hospital Pedro Ernesto, Rio de Janeiro, RJ e
Porto Alegre, RS. E. faecalis vanA
 2002: Hospital Universitário Antônio Pedro, Niterói, RJ.
E. faecalis, vanA.
Bactérias Gram negativas
 Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli: ESBL e
KPC
 Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter spp.:
ML (SPM) e OXA
 PRODUÇÃO DE -LACTAMASES
 - LACTAMASES (esquema de Ambler)
• Classe A: penicilinases, -lactamases de espectro
estendido (ESBL), carbapenemases (KPC)
• Classe B: Metalo--lactamase (carbapenemases)
• Classe C: -lactamasecromossômica (plasmidial
em algumas espécies)
• Classe D: oxacilinases (algumas:
carbapenemases)
Enzimas de amplo espectro: penicilinas de amplo espectro e cefalosporinas de 1ª geração
Enzimas de espectro estendido: cefalosporinas de 1ª, 3ª e 4ª e aztreonam
Metalo--lactamases: todos os -lactâmicos com exceção do aztreonam
KPC: cefalosporinas de 1ª, 3ª e 4a geração e carbapenêmicos
Localizados em elementos genéticos móveis! 
IPM
Detecção de 
Carbapenemases*
* Amostras hiperprodutoras de AmpC podem dar resultados falso +
KPC: Detecção Laboratorial
KPC: K. pneumoniae produtora de ESBL e já tem relatos em P. aeruginosa
CAZ
CAZIPM IPM
Teste positivoTeste negativo
Figura 2. Disseminação mundial das diferentes classes de
metalo-beta-lactamases
Fonte: Metallo-B-lactamases: a last frontier of -lactams?. Cornaglia, G. et al., 2011.
Conclusões
 Resistência microbiana é um problema global em
ascensão.
 A redução da emergência de cepas resistentes
e a prevenção da sua disseminação requer,
entre outras medidas:
 uso criterioso dos antimicrobianos,
&
 aderência rigorosa às recomendações para o
controle de infecção hospitalar.