Microbiologia Básica - Bacteriologia

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MECANISMOS DEMECANISMOS DE
AAÇÇÃO DE ÃO DE 
ANTIMICROBIANOSANTIMICROBIANOS
Antimicrobianos de uso terapêuticoAntimicrobianos de uso terapêutico
Propriedade Ideal/desejPropriedade Ideal/desejáável:vel:
Toxicidade seletiva Toxicidade seletiva -- atingir atingir alvosalvos
existentes existentes nono organismo infectanteorganismo infectante ee
ausentesausentes no organismo hospedeirono organismo hospedeiro ou infectado ou infectado 
AntibiAntibióóticos e Quimioterticos e Quimioteráápicospicos
(S(Sííntese biolntese biolóógica x Sgica x Sííntese quntese quíímica)mica)
• Grupos segundo o seu sítio alvo no 
microrganismo
• Grupos segundo a sua estrutura química
•• Grupos segundo seu Grupos segundo seu efeito inibidor ou letalefeito inibidor ou letal::
BacteriostBacteriostááticos:ticos: atuam inibindo o atuam inibindo o 
crescimento e reproducrescimento e reproduççãoão..
Bactericidas:Bactericidas: atuam levando atuam levando àà morte.morte.
Classificação dos antimicrobianos de uso 
terapêutico
Antimicrobianos que atuam na sAntimicrobianos que atuam na sííntese da ntese da 
parede celularparede celular
Gram negativo – compostos pequenos e hidrofilicos
Antimicrobianos Antimicrobianos ββββββββ--LactâmicosLactâmicos
Penicilinas,Penicilinas,CefalosporinasCefalosporinas,,CarbapenêmicosCarbapenêmicos, , 
MonobactâmicosMonobactâmicos
BactericidasBactericidas -- Agem sobre bactAgem sobre bactéérias que estão rias que estão 
em atividades em atividades biossintbiossintééticasticas..
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivas e positivas e GramGram
negativasnegativas
Derivadas do Penicillium
Alexandre Fleming
PBP 1A e PBP 1BPBP 1A e PBP 1B -- Tem atividade enzimTem atividade enzimáática de tica de 
transpeptidasetranspeptidase e e transglicosilasetransglicosilase. Estão envolvidas no . Estão envolvidas no 
alongamento da bactalongamento da bactééria.ria.
PBP 2 PBP 2 -- TranspeptidaseTranspeptidase e e carboxipeptidasecarboxipeptidase, manuten, manutençção ão 
da forma da cda forma da céélula.lula.
PBP 3 PBP 3 -- TranspeptidaseTranspeptidase e e carboxipeptidasecarboxipeptidase, forma, formaçção do ão do 
septo que divide a bactsepto que divide a bactééria em multiplicaria em multiplicaçção.ão.
Enzimas alvo da penicilina _ 
“Penicilin Binding Proteins” PBP����s
Penicilinas semi-sintéticas
1. Meticilinas – MRSA
Opções Oxacilina e Nafcilina
2. ampicilinas/amoxicilina – amplo espectro
Presença do grupo N-acil torna o 
antibiotico permeável
3. Associação com ácido Clavulônico
CefalosporinaCefalosporina
Derivado de Derivado de CephalosporiumCephalosporium
BactericidaBactericida
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivaspositivas
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: LigaLiga--se a se a PBPsPBPs, op, opçção a penicilina ão a penicilina 
pois são mais resistentes ao pois são mais resistentes ao BetaBeta--lactamaselactamase
CeftrianxonaCeftrianxona –– NisseriaNisseria gonorrheaegonorrheae
GlicopeptGlicopeptíídeosdeos: : VancomicinaVancomicina
Derivado de Derivado de StreptomycesStreptomyces
BactericidaBactericida
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivas, especialmente positivas, especialmente 
MRSAMRSA
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: Interfere com a Interfere com a biossbiossííntesentese dodo
peptideoglicanopeptideoglicano por por ligaligaçção irreversivelmente ao ão irreversivelmente ao 
terminal terminal DD--alanilalanil--DD--alaninaalanina de um precursor do de um precursor do 
peptideoglicanopeptideoglicano. . 
Inibe as reaInibe as reaçções bioquões bioquíímicas catalisadas pelasmicas catalisadas pelas
transpeptidasestranspeptidases e e carboxipeptidasescarboxipeptidases..
OOppççãoão estreptogaminaestreptogamina ou ou oxazolidinonasoxazolidinonas
BacitracinaBacitracina
Derivada de Derivada de BacillusBacillus subtilissubtilis
BactericidaBactericida
Alta toxicidadeAlta toxicidade
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivaspositivas
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: ligaliga--se ao se ao pirofosfatopirofosfato e e 
inibindo a sinibindo a sííntese do ntese do peptideoglicanopeptideoglicano por por 
impedir a entrada do transportador de lipimpedir a entrada do transportador de lipíídio.dio.
UUsado em associasado em associaçção com a Neomicina ão com a Neomicina 
Antimicrobianos que atuam na membrana Antimicrobianos que atuam na membrana 
citoplasmcitoplasmááticatica
Bactericida Bactericida -- O efeito ocorre mesmo em O efeito ocorre mesmo em 
microrganismos em inatividade de microrganismos em inatividade de biossbiossííntesentese..
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram negativosnegativos
Alta Alta nefrotoxicidadenefrotoxicidade
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: As As PolimixinasPolimixinas B sãoB são
anfipanfipááticos ticos tensoativostensoativos, (cont, (contéém grupos hidrofm grupos hidrofíílicos licos ee
hidrofhidrofóóbicos). bicos). Interagem com os Interagem com os fosfolipfosfolipíídeosdeos ee
penetram na estrutura das membranas celularespenetram na estrutura das membranas celulares
desorganizandodesorganizando--as.as.
PolimixinaPolimixina BB
Antimicrobianos que inibem a replicaAntimicrobianos que inibem a replicaçção ão 
do DNAdo DNA
QuinolonasQuinolonas -- ÁÁcido cido nalidixiconalidixico ((norfloxacinanorfloxacina e e 
ciprofloxacinasciprofloxacinas) e ) e fluoroquinolonasfluoroquinolonas
BactericidasBactericidas
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivas e positivas e GramGram negativasnegativas
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: As As quinolonasquinolonas se ligam a se ligam a 
subunidade subunidade ßß da DNA da DNA girasegirase, enzima essencial para , enzima essencial para 
replicareplicaçção do DNA, que permite o ão do DNA, que permite o 
superenovelamentosuperenovelamento ser relaxado e regenerado. ser relaxado e regenerado. 
A ligaA ligaçção das ão das quinolonasquinolonas inibe a atividade da DNA inibe a atividade da DNA 
girasegirase. . 
RifampicinaRifampicina
BactericidaBactericida
Espectro de aEspectro de açção:ão: GramGram positivas e positivas e GramGram
negativasnegativas
Mecanismo de aMecanismo de açção:ão: Inibe a RNA Inibe a RNA polimerasepolimerase
DNA dependente, atravDNA dependente, atravéés de forte ligas de forte ligaçção a ão a 
subunidade subunidade ßß da enzima da enzima interferindo interferindo 
especificamente com o processo de iniciaespecificamente com o processo de iniciaçção ão 
da transcrida transcriçção do DNA.ão do DNA.
Quinolonas
Rifampicina
MetronidazolMetronidazol
Bactericida:Bactericida: contra as bactcontra as bactéérias anaerrias anaeróóbiasbias
Espectro de aEspectro de açção:ão: Atuam sobre protozoAtuam sobre protozoáários e rios e 
bactbactéérias anaerrias anaeróóbias.bias.
Mecanismo de aMecanismo de açção: ão: um um prpróó--ffáármaco rmaco que que 
necessita da ativanecessita da ativaçção redutora do grupo nitro ão redutora do grupo nitro 
por microrganismos suscetpor microrganismos suscetííveis. veis. FerredoxinasFerredoxinas
doam eldoam eléétrons ao trons ao metronidazolmetronidazol reduzindoreduzindo--o a o a 
radicais tradicais tóóxicos xicos intermediintermediáários altamente reativos. rios altamente reativos. 
Esses radicais Esses radicais complexam com o DNA bacteriano, complexam com o DNA bacteriano, 
inativandoinativando--oo e inibindo a replicae inibindo a replicaçção.ão.
Mecanismo de aMecanismo de açção do ão do metronidazolmetronidazol
AntibiAntibióóticosticos queque inibeminibem
a a ssííntesentese protprotééicaica
A A maiormaior parte parte éé bacteriostbacteriostááticotico
SeletividadeSeletividade devidodevido ààss diferendiferenççasas entre entre 
ribossomosribossomos procariotasprocariotase e eucariotaeucariota
AlgumaAlguma toxicidadetoxicidade -- ribossomosribossomos
eucariotaseucariotas 70S70S
AntimicrobianosAntimicrobianos queque se se ligamligam àà
subunidadesubunidade 30S do 30S do ribossomaribossoma
AminoglicosAminoglicosíídeosdeos ((bactericidabactericida) , ) , estreptomicinaestreptomicina, , 
gentamicinasgentamicinas e e NeomicinaNeomicina
�� ModoModo de de aaççãoão:: osos aminoglicosaminoglicosíídeosdeos se se ligamligam
irreversivelmenteirreversivelmente àà subunidadesubunidade 16S do RNA ribosomal e 16S do RNA ribosomal e 
paralisamparalisam a a iniciainiciaççãoão do do complexocomplexo 30S(30S30S(30S--mRNAmRNA--tRNA)tRNA)
�� EspectroEspectro de de aaçção:ão:MuitosMuitos gramgram--negativosnegativos e e muitasmuitas gramgram--
positivapositiva bacteria.bacteria.
�� SinergiaSinergia:: A A sinergiasinergia dos dos aminoglicosideosaminoglicosideos com com antibioticosantibioticos
��������--lactâmicolactâmico. Os . Os ��������--lactâmicoslactâmicos inibeminibem ssííntesentese dada paredeparede
celularcelular e e assimassim aumentamaumentam a a permeabilidadepermeabilidade dos dos 
aminoglicosaminoglicosíídeosdeos..
TetraciclinasTetraciclinas ((bacteriostbacteriostááticotico) ) ––
DerivadoDerivado de de StreptomycesStreptomyces
•• ModoModo de de aaççãoão:: As As tetraciclinastetraciclinas ligamligam--se se 
reversivelmentereversivelmente aoao ribossomoribossomo 30S e 30S e inibeminibem a a 
ligaligaççãoão do do aceptoraceptor aminoacylaminoacyl--tt--RNARNA aoao ssíítiotio
no no ribossomoribossomo 70S70S
•• EspectroEspectro de de atividadeatividade:: amploamplo espectroespectro; ; usadousado
emem infecinfecççãoão bacterianabacteriana intracelularintracelular
•• EfeitosEfeitos adversosadversos:: DestruiDestruiççãoão dada microbiotamicrobiota
intestinal normal, intestinal normal, resultandoresultando emem crescimentocrescimento
de de infecinfecççãoão secundsecundááriaria, , manchamancha osos dentesdentes e e 
danificadanifica a a estruturaestrutura de de ossosossos
CloranfenicolCloranfenicol, , LincomicinaLincomicina, , ClindamicinaClindamicina
((bacteriostbacteriostááticotico))
•• ModoModo de de aaççãoão:: estesestes antimicrobianosantimicrobianos ligamligam a a 
subunidadesubunidade 50s no 50s no ribossomoribossomo e e inibeminibem
atividadeatividade dada enzimaenzima peptidilpeptidil transferasetransferase
•• EspectroEspectro de de atividadeatividade:: CloranfenicolCloranfenicol ( ( amploamplo
espectro);Lincomicinaespectro);Lincomicina e e clindamicinaclindamicina ((espectroespectro
restritorestrito))
•• EfeitosEfeitos adversosadversos:: CloranfenicolCloranfenicol éé ttóóxicoxico
((supressãosupressão de de medulamedula óósseassea) ) masmas éé usadousado no no 
tratamentotratamento de de meningitemeningite bacterianabacteriana
AntimicrobianosAntimicrobianos queque se se ligamligam àà
subunidadesubunidade 50S do 50S do ribossomaribossoma
MacrolMacrolíídeosdeos ((bacteriostbacteriostááticosticos))
•• ModoModo de de aaççãoão:: ligaliga--se a 50S e se a 50S e inibeinibe sintesesintese
protprotééicaica
•• EspectroEspectro de de atividadeatividade:: bactbactéériaria GramGram--positivapositiva, , 
especialmenteespecialmente LegionellaLegionella
•• MuitoMuito utilizadoutilizado emem substituisubstituiççãoão a a penicilinapenicilina emem
pacientespacientes alaléérgicosrgicos..
ÁÁcidocido FusFusíídicodico ((bacteriostbacteriostááticotico))
•• ModoModo de de aaççãoão:: ÁÁcidocido fusfusíídicodico se se ligaliga aoao fatorfator
G(EFG(EF--G) de G) de elongaelongaççãoão e e inibeinibe a a liberaliberaççãoão de de 
EFEF--G do G do complexocomplexo EFEF--G/GDPG/GDP
•• EspectroEspectro de de atividadeatividade:: cocoscocos gramgram--positivospositivos
AntimicrobianosAntimicrobianos queque interfereminterferem com com 
fatoresfatores de de elongaelongaççãoão
InibidoresInibidores de de SSííntesentese ProtProtééicaica
(Tortora, 2000)
AntimicrobianosAntimicrobianos antimetabantimetabóólitoslitos
(Tortora, 2000)
InibidorInibidor dada SinteseSintese do do ÁÁcidocido FFóólicolico
•• Bases Bases dada
SeletividadeSeletividade
•• RevisãoRevisão dada ssííntesentese
do do áácidocido ffóólicolico
p-aminobenzoic acid + Pteridina
Ácido diidropteróico
Ácido diidrofólico
Ácido tetraidrofólico
Pteridina
sintetase
Diidrofolato
sintetase
diidrofolato
redutase
Timidina
Purinas
Metionina
Trimetoprim
Sulfonamidas
MECANISMOS DE MECANISMOS DE 
RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA 
BACTERIANABACTERIANA
RESISTÊNCIA AOS ANTIMICROBIANOSRESISTÊNCIA AOS ANTIMICROBIANOS
CONCEITO:CONCEITO:
A resistência bacteriana A resistência bacteriana éé a capacidade da a capacidade da 
bactbactééria ria evitar a aevitar a açção inibitão inibitóória ou letalria ou letal do do 
atbatb..
IMPORTÂNCIA EPIDEMIOLIMPORTÂNCIA EPIDEMIOLÓÓGICA:GICA:
–– ↑↑ na morbidade/mortalidade;na morbidade/mortalidade;
–– menos opmenos opçções terapêuticas;ões terapêuticas;
–– ↑↑ custos (custos (atbatb mais caros, precaumais caros, precauçções de ões de 
contato, adequacontato, adequaçção ão áárea frea fíísica, sica, ↑↑
permanência hospitalar);permanência hospitalar);
–– ocorrência de surtos.ocorrência de surtos.
TIPOS DE TIPOS DE RESISTRESISTÊÊNCIA NCIA 
BACTERIANABACTERIANA
ResistResistêênciancia intrintríínsecanseca
BGN x BGN x GlicopeptGlicopeptíídeosdeos
AnaerAnaeróóbiosbios x x aminoglicosaminoglicosíídeosdeos
EnterococosEnterococos x x CefalosporinasCefalosporinas
ResistResistêênciancia adquiridaadquirida CromossCromossôômicamica
PlasmidialPlasmidial
AquisiAquisiççãão de geneso de genes
MutaMutaççãão de genes jo de genes jáá existentesexistentes
Microrganismo resistente
Mut aç ã o
XX
EmergênciaEmergência de de resistênciaresistência
microbianamicrobiana
Microrganismo sensível
Campaign to Prevent Antimicrobial Resistance in Healthcare Settings
Microrganismo resistente
Gene de transferência de resistência
Cepas resistentes
raras
xx
Cepas resistentes
dominantes
Exposição ao
antibiótico
xxxx
xx
x
x
xx
SeleSeleççãoão de de cepascepas resistentesresistentes
Campaign to Prevent Antimicrobial Resistance in Healthcare Settings
Mecanismos gerais de Mecanismos gerais de resistresistêênciancia
ReduReduçção da incorporaão da incorporaçção do ATBão do ATB
-- ReduReduçção da permeabilidade da membrana ão da permeabilidade da membrana 
externa,externa, porinasporinas
-- EfluxoEfluxo do ATBdo ATB
AlteraAlteraçção do alvo de aão do alvo de açção do ATBão do ATB
-- ModificaModificaçção e diminuião e diminuiçção da afinidade do alvo ão da afinidade do alvo 
receptor receptor 
-- SubstituiSubstituiçção do alvo por uma via alternativaão do alvo por uma via alternativa
HiperproduHiperproduççãoão de enzimas de enzimas inativadorasinativadoras do do 
ATBATB
--BetalactamasesBetalactamases/ESBL/ESBL
--MBL (MBL (metalobetalactamasesmetalobetalactamases))
Mecanismos gerais de Mecanismos gerais de resistresistêênciancia
InativaInativaçção ão 
EnzimEnzimááticatica
BetalactâmicosBetalactâmicos Betalactamases,penicilinases,
cefalosporinases,carbapenases
AminoglicosAminoglicosíídeosdeos
Enzimas modificadoras de Enzimas modificadoras de 
aminoglicosaminoglicosíídeosdeos de de GramGram--
negativasnegativas e positivase positivas
Resistência aos Resistência aos ββββββββ--LactâmicosLactâmicos
Enzimas que Enzimas que quebramquebram o anel o anel ββ--lactâmicolactâmico::
�� PenicinilasePenicinilase
�� CefalosporinaseCefalosporinase
�� CarbecilinaseCarbecilinase
��MetaloenzimaMetaloenzima
��... + 170... + 170
Mediadas por Mediadas por plasmplasmíídeosdeos ou cromossomosou cromossomos
Constitutivas ou indutivasConstitutivas ou indutivas
Streptomyces: produção do antibiótico + enzima modificadora–
proteção autodestruição
Mecanismos gerais de Mecanismos gerais de resistresistêênciancia
Receptores Receptores 
alteradosalterados
BetalactâmicosBetalactâmicos
ProteProteíínas fixadoras nas fixadoras 
de penicilina de penicilina 
alteradas em alteradas em GramGram--
negativasnegativas e e GramGram--
positivaspositivas
TetraciclinasTetraciclinas
EritromicinasEritromicinas
AminoglicosAminoglicosíídeosdeos
AlteraAlteraçções ões 
ribossômicasribossômicas
QuinolonasQuinolonas AlteraAlteraçções da DNA ões da DNA 
girasegirase
SulfametoxazolSulfametoxazol//
trimetoprimatrimetoprima
Enzimas bacterianas Enzimas bacterianas 
alteradasalteradas
Mecanismos gerais de Mecanismos gerais de resistresistêênciancia
Transporte Transporte 
alterado do alterado do 
antibiantibióóticotico
AlteraAlteraçções nas ões nas 
proteproteíínas da nas da 
membrana membrana 
externaexterna
((porinasporinas))
BactBactéérias rias GramGram--
negativasnegativas; influxo ; influxo 
reduzidoreduzido
ForForçça protônica a protônica 
reduzidareduzida
AminoglicosAminoglicosíídeosdeos e e 
bactbactéérias rias GramGram--
negativasnegativas; influxo ; influxo 
reduzidoreduzido
Transporte ativo Transporte ativo 
a partir da a partir da 
ccéélula bacterianalula bacteriana
TetraciclinasTetraciclinas;;eritroeritro
micinamicina; ; efluxoefluxo ativoativo
BOMBAS DE EFLUXOBOMBAS DE EFLUXO
Exportação ativa de produtos por transporte 
através de membrana (proteínas)
� Eliminação de escórias metabólicas
� Secreção de produtos celulares 
� Proteção dos efeitos de numerosos produtos 
tóxicos do ambiente
Conferem resistência por redução das 
concentrações intracelulares do antibiótico
Testes de susceptibilidade aos antimicrobianosTestes de susceptibilidade aos antimicrobianos
Determinação da concentração inibitória mínima (CIM) em meios líquidos
Testes de susceptibilidade aos antimicrobianosTestes de susceptibilidade aos antimicrobianos
Teste de Difusão em Ágar ou antibiograma 
Caracteristicas do antimicrobiano ideal
• Ação bactericida
• Espectro o mais especifico possivel
• Menor MIC
• Menos Tóxico
• Maior concentração no local da infecção
• Melhor farmacocinética
• Compatível com o estado clínico do paciente
• Mais Barato