Farmacologia- Penicilinas e cefalosporinas

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PENICILINAS
PENICILIUM NOTATUM
ÁCIDO 6-AMINO-PENICILÂMICO
DESCOBERTA
DA 
PENICILINA
Alexander FlemingHoward Florey
DESCOBERTA DA PENICILINA
 A descoberta da penicilina se deu por acaso. Em 1928, Alexander Fleming,
um pesquisador do Hospital St. Mary´s em Londres, observou que, no
meio de cultura em que havia semeado estafilococos, ocorreu uma
contaminação por um fungo, causando a lise das bactérias ao seu redor.
 O fungo era do gênero Penicilium sp, então Fleming chamou de penicilina
esta substância produzida pelo fungo e que tinha nítida ação bactericida
sobre vários microrganismos patogênicos.
 Somente mais tarde (10 anos) um grupo de pesquisadores liderados por
Florey, em Oxford, aperfeiçoou a penicilina como agente terapêutico,
obtendo-a a partir de caldos de cultura de Penicilium notatum.
CLASSIFICAÇÃO DAS PENICILINAS
Grupo Observação
• Penicilinas G ou benzilpenicilinas
Cristalina (sódica e potássica)
Longa duração (procaína e benzatina)
Espectro de ação: bactérias Gram-positivas
Via de administração: parenteral
• Penicilina V ou fenoximetilpenicilina Espectro de ação: bactérias Gram-positivas
Via de administração: oral 
• Penicilinas resistentes às betalactamases
(penicilinas antiestafilocócicas)
Isoxazolilpenicilinas: oxacilina, cloxaciclina, 
dicloxacilina, flucloxacilina; meticilina, 
nafcilina
Espectro de ação: Staphylococcus sp
produtores de beta-lactamases. Pouca 
atividade contra bactérias Gram-negativas 
devido à dificuldade de atravessar a camada 
externa da parede celular. 
CLASSIFICAÇÃO DAS PENICILINAS
Grupo Observação
• Penicilinas de largo espectro de ação:
Aminopenicilinas: ampicilina, (hetacilina,
metampicilina, pivampicilina) e amoxicilina.
Amidopenicilina: mecilinam (=andinocilina)
Espectro de ação: largo, porém são sensíveis
às betalactamases.
• Penicilinas antipseudomonas
Carboxipenicilinas: carbenicilina, ticarcilina
Ureidopenicilinas: azlocilina, mezlocilina,
piperacilina.
Espectro de ação: largo com atividade
contra Pseudomonas aeruginosa.
FARMACODINÂMICA DAS 
PENICILINAS
MECANISMO DE AÇÃO 
DAS PENICILINAS
 São bactericidas.
 Inibem reações
enzimáticas na fase
final da síntese da
camada de
peptideoglicano da
parede bacteriana, o
que leva à produção
de uma parede
defeituosa e lise
celular.
PENICILINAS –VARIAÇÃO DO ESPECTRO DE AÇÃO
 Varia de acordo com:
 As diferenças na quantidade relativa de peptidoglicano na parede celular
das bactérias (maior nas Gram-positivas e menor nas Gram-negativas);
 Presença ou ausências de receptores para as penicilinas na membrana
celular da bactéria;
 Capacidade das penicilinas em atravessar parede celular de Gram-
negativas através de proteínas de transporte (porinas);
 Resistência aos tipos de beta-lactamases produzidas pelas bactérias.
PENICILINAS NATURAIS
 Penicilina G: curto espectro de ação, atuando principalmente sobre
bactéricas Gram-positivas: estreptococos, estafilococos não produtores
de betalactamases, Actinomyces sp., Listeria monocitogenes, Clostridium spp,
entre outras.
 Penicilina G são inativas contra Pseudomonas, maioria das
Enterobacteriaceae e estafilococos produtores de betalactamases.
 Penicilina V possuem o mesmo espectro de ação, mas são resistentes ao
pH ácido do estômago, podendo ser administrada por via oral.
PENICILINAS NATURAIS
 Penicilinas obtidas a partir de variedades do fungo Penicilium.
 Dentre as várias penicilinas produzidas por estes fungos a penicilina G é a
mais potente, sendo a única a ser utilizada em terapias antimicrobianas.
 A penicilina G tem sua dose expressa em unidades internacionais (UI) e
uma UI representa a atividade específica de 0,6 μg de penicilina sódica.
 A diferença entre as penicilinas G cristalina, procaína e benzatínica:
características farmacocinéticas.
PENICILINAS NATURAIS
 Penicilina G cristalina (sódica e potássica) – quando administrada por via SC ou
IM, apresenta latência de cerca de 30 minutos para atingir níveis terapêuticos, e
estes são mantidos por 4 a 6h. Apenas essa pode ser aplicada via IV.
 Penicilina G procaína, por estas mesmas vias, têm latência de 1 a 3 horas para
atingir níveis terapêuticos, que são mantidos por 12 a 24 horas, porém os níveis
séricos são mais baixos do que aqueles obtidos com a penicilina cristalina.
Aplicada via SC ou IM (profunda).
 Penicilina G benzatina apresenta latência de 8 horas, com níveis séricos podendo
perdurar por 3 a 30 dias; ressalta-se que estes níveis são mais baixos e vão
decaindo gradativamente, dependendo do microrganismo podem ser ineficazes
para debelar o processo infeccioso. Aplicada via SC ou IM (profunda).
 Penicilina G procaína e G benzatina permanecem no organismo do animal por tempo
prolongado e por isso são chamadas de penicilinas de longa duração ou de depósito.
PENICILINAS RESISTENTES ÀS BETALACTAMASES
(ANTIESTAFILOCÓCICAS)
 Penicilinas resistentes às betalactamases ou penicilinas antiestafilocócicas: atuam
contra Staphylococcus aureus produtores de betalactamases, sendo utilizadas
principalmente para o tratamento ou a prevenção da mastite estafilocócica
bovina. Exemplos: oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina, flucloxaciclina. Podem ser
administradas V.O., são parcialmente transformadas pelo fígado, e são eliminadas
pelos rins.
 Meticilina – não é usada pela via oral, sofre biotransformação hepática, sendo
eliminado pelos rins. Há relatos de S.A. resistente à meticilina em cães e cavalos.
 Nafciclina – pouca absorção V.O. sendo preferida sua utilização por via
parenteral.
PENICILINAS DE AMPLO ESPECTRO DE AÇÃO
 Todas penicilinas de amplo espectro são inativadas pelas betalactamases, e
por esse motivo os inibidores de betalactamases (ácido clavulânico e
sulbactam) podem ser associados a essas penicilinas, a fim de se obter
efeito sinérgico sobre bactérias produtoras de betalactamases.
 Grupo das aminopenicilinas: ampicilina e suas pró-drogas (convertidas em
ampicilina) hetacilina, metampicilina, pivampicilina, bacampicilina; e a
amoxicilina.
 Grupo das amidopenicilinas: mecilinam.
PENICILINAS DE AMPLO ESPECTRO DE AÇÃO
 Ampicilina – ativa contra cocos Gram-positivos e Gram-negativos e grande
número de gêneros de bacilos Gram-negativos. Eliminada na forma ativa pela
urina e bile.
 Amoxicilina – mesmo espectro de ação que a ampicilina, e possui uma absorção
maior pelo TGI, podendo alcançar até 90% da dose administradaV.O.
 Mecilinam (= andinocilina) – pouca atuação contra bactérias Gram-positivas,
mas atua em baixas concentrações sendo ativa contra várias Enterobacteriaceae,
como Enterobacter spp., E. coli, Proteus spp., Klebsiella pneumoniae; mas não atua
contra Pseudomonas aeruginosa. Não é absorvido por via oral, tendo seu uso
por via parenteral (SC ou IM) para obtenção de efeito sistêmico.
PENICILINAS ANTIPSEUDOMONAS
 Grupo das carboxipenicilinas: carbenicilinas, indanilcarbenicilina, ticarcilina.
 Grupo das Ureidopenicilinas: azlocilinas, mezlociclina (mais ativa contra
Enterobacteriaceae), piperacilina. Todas são inativados por betalactamases e são
utilizadas somente por via parenteral.
 Carbenicilina: ativa contra Pseudomonas aeruginosa, Proteus spp; pode ser utilizada
somente por via parenteral.
 Indanilcarbenicilina: mesmo espectro de ação da Carbenicilina, mas pode ser utilizada
porV.O.
 Ticarcilina: mais ativa que a Carbenicilina contra Pseudomonas aeruginosa, usada
exclusivamente por via parenteral e usada exclusivamente para tratar infecções
graves causadas por bacilos Gram-negativos.
RESISTÊNCIA ÀS PENICILINAS
 Microrganismos que carecem de parede celular são resistentes às
penicilinas (Micoplasmas, clamídias, e ricketsias)
 Bactérias produtoras de beta-lactamases(penicilinases) no caso de
bactérias Gram-positivas. Essa forma de resistência, geralmente, é
resultado de mutações cromossômicas.
 Nas bactérias Gram-negativas, a resistência ocorre em função da redução
da permeabilidade da parede celular (que já é naturalmente escassa) –
essa forma de resistência geralmente é transmitida por plasmídeos.
http://www.icb.usp.br/bmm/mariojac/index.php?option=com_content&view=article&id=47&Ite
mid=57&lang=br
RESISTÊNCIA ÀS PENICILINAS
 A produção de enzimas beta-lactamases, tem sido relatada como um importante
mecanismo de resistência a antibióticos beta-lactâmicos, hidrolisando o anel beta-
lactâmico pela quebra da ligação amida, perdendo assim, a capacidade de inibir a
síntese da parede celular bacteriana (Williams, 1999).
 As beta-lactamases podem ser detectadas em Enterobacteriaceae, Haemophilus
influenza, Neisseria gonorrhoeae, Vibrio cholerae, Pseudomonas aeruginosa, Moraxella spp.,
(GARAU, 1994) e anaeróbios, tais como as espécies do grupo Bacteroides fragilis, cepas
de Prevotella que produzem pigmento, Porphyromonas spp., Bilophila wadsworthia,
Fusobacterium spp. e Clostridium spp. (Summanen et al., 1993; Könönen et al., 1998).
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BETA-LACTAMASES
 A hidrólise do anel beta-lactâmico
do núcleo estrutural das penicilinas
- o ácido 6-aminopenicilâmico -
provoca a formação do ácido
penicilóico desprovido de atividade
antimicrobiana.
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 Os inibidores de β-lactamase são
estruturalmente semelhantes às
penicilinas, retendo a ligação amida
do grupo beta-lactâmico, mas
possuem uma cadeia lateral
modificada (Figura 2). Tais aspectos
estruturais permitem aos
inibidores ligar-se
irreversivelmente às β-lactamases
como substratos suicidas,
mantendo-as inativas.
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BETA-LACTAMASES
TOXICIDADE E EFEITOS ADVERSOS DAS PENICILINAS
 Em geral a toxicidade é baixa mesmo em altas doses, já que seu alvo de sua ação é uma
estrutura que não existe nas células animais (parede celular bacteriana).
 Reações alérgicas – de graus variados desde leve até choque anafilático. Reações
alérgicas já foram relatadas em cães, bovinos e equinos, mas a ocorrência é bastante
rara.
 Penicilina G procaína potássica – causa arritmias cardíacas que podem ser evitadas
pelo uso da G procaína sódica por IV.
TOXICIDADE E EFEITOS ADVERSOS DAS PENICILINAS
 Altas doses de penicilina G procaína podem causar excitação do SNC (incoordenação
motora, ataxia, excitação) e morte em equinos; deve ser administrado com mínimo de
duas semanas antes da competição para evitar resultado positivo em exames
antidoping.
 Administração V.O. de penicilinas pode romper o equilíbrio da microbiota intestinal e
permitir a proliferação intestinal de Clostridium spp, particularmente em hamster,
gerbils e coelhos.
 Reações adversas (resposta prejudicial ou indesejável e não intencional)mais comuns:
anemia hemolítica e a trombocitopenia.
FARMACOCINÉTICA 
DAS PENICILINAS
CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS PENICILINAS 
 Em conjunto com as
cefalosporinas, as
penicilinas são
classificadas no grupo
dos antibióticos beta-
lactâmicos.
 Quadro apresenta os
principais princípios
ativos e suas
características.
Princípio ativo Resistência à acidez 
gástrica
Resistência à 
beta-lactamase
Amplo espectro 
de atividade
Penicilina G Não Não Não
Penicilina V Sim Não Não
Cloxacilina Sim Sim Não
Oxacilina Sim Sim Não
Carbenicilina Não Sim Sim
Meticilina Não Sim Não
Ampicilina Sim Não Sim
Amoxicilina Sim Não Sim
CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS PENICILINAS 
 As penicilina se difundem
pelo líquido extravascular e
se distribuem por vários
tecidos, tendo dificuldade em
atravessar a barreira
hematoencefálica íntegra.
 As penicilinas não são
biotransformadas no
organismo, sendo eliminadas
pelo rim.
 Existe boa distribuição nas
secreções bronquiais.
POSOLOGIA E ESPECIALIDADES FARMACÊUTICAS
Penicilinas Via Dose 
(UI ou mg /Kg)
Intervalo (horas) Especialidade 
Farmacêutica
Penicilina G cristalina IM, IV 20.000 a 40.000 UI 4 a 6 Megapen®
Penicilina G procaína IM 20.000 a 40.000 UI 12 a 24 Despacilina®, 
Wycillin®, Megacilin®
Penicilina G benzatina IM 40.000 UI 72 Benzetacil®, 
Longacilin®, 
Agrobiótico®
Penicilina V Oral 10 6 a 8 Meracilina®, Pen-Ve-
Oral®
Oxacilina, cloxacilina Oral, IM 40 a 60 8 Staficilin®
Ampicilina IV, IM 10 a 20 6 a 8 Amplacilina®, 
Binofen®
POSOLOGIA E ESPECIALIDADES FARMACÊUTICAS
Penicilinas Via Dose 
(UI ou mg /Kg)
Intervalo (horas) Especialidade 
Farmacêutica
Ampicilina Oral 20 a 30 8 Binotal®, Ampicil®
Amoxicilina Oral, IM 20 a 30 8 a 12 Amoxil®, Agemoxi®, 
Bactrosina®, 
Clamoxyl®, 
Farmaxilin®
Amoxicilina + ácido 
clavulânico
Oral 14 12 Clavulin®, Clavoxil®, 
Novamox®, 
Clavamox®
Indanilcarbenicilina Oral 50 a 100 8
Carbenicilina IM, IV 50 6 a 8
Ticarcilina IM, IV 50 a 75 6 a 8 Timentin®
Piperacilina IM, IV 50 8 Novataz®, 
Tazocilina®, Tazocin®
CEFALOSPORINAS
CEPHALOSPORIUM ACREMONIUM
ÁCIDO 7-AMINO-CEFALOSPORÂMICO
CLASSIFICAÇÃO DAS CEFALOSPORINAS
 Classificadas quanto a resistência às betalactamases e quanto à ordem
cronológica de sua síntese.
 Atualmente são classificadas em quatro gerações.
 Novas cefalosporinas continuam sendo desenvolvidas, visando ampliar o
espectro de ação e facilitar o uso por diferentes vias.
 São usadas como bases livres por via oral (se ácido resistentes), ou para
uso parenteral, como sais em solução aquosa.
CARACTERÍSTICAS GERAIS - CEFALOSPORINAS
 Mecanismo de ação e farmacocinética: semelhante ao das penicilinas.
 Espectro de atividade: ativas contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. O
espectro contra bactérias Gram-negativas depende da capacidade das diferentes
cefalosporinas em passar para o interior das células e em resistir à ação das
betalactamases.
 Em processo inflamatório das meninges, por exemplo, facilita sua penetração no SNC.
 Em conjunto com as penicilinas, as cefalosporinas são classificadas como beta-
lactâmicos.
 Assim como as penicilinas, as cefalosporinas são antibióticos muito pouco tóxicos,
embora a experiência clínica em animais ainda seja pequena.
CARACTERÍSTICAS GERAIS - CEFALOSPORINAS
 Ceftiofur (suínos) – boa atividade terapêutica frente a uma série de microrganismos
Gram-positivos e Gram-negativos; possui propriedades farmacocinéticas semelhantes
às das penicilinas, embora mais estável a variações de pH e temperatura.
 As cefalosporinas são úteis para animais sensíveis à penicilina.
 As limitações ao uso desses grupo de produtos: custo, indução de resistência
frequente.
 Baixa toxicidade.
 Algumas cefalosporinas podem ter atividade nefrotóxica quando usada em altas doses.
CLASSIFICAÇÃO DAS CEFALOSPORINAS
Grupo Princípio ativo Características
1ª Geração Cefaloridina, cefalotina,
cefapirina, cefazolina
Via de administração parenteral; resistentes
à betalactamases de estafilococos; inativas
contra betalactamases de enterobactérias.
Cefadroxila, cefadrina,
cefalexina.
Via de administração V.O., resistentes à
betalactamases de estafilococos,
moderadamente resistente a algumas
betalactamases de enterobactérias.
CLASSIFICAÇÃO DAS CEFALOSPORINAS
Grupo Princípio ativo Características
2ª geração Cefaclor, cefoxitina, 
cefuroxima, cefamandol
Vias de administração oral e 
parenteral, resistente à váriasbetalactamases. 
CLASSIFICAÇÃO DAS CEFALOSPORINAS
Grupo Princípio ativo Características
3ª geração Cefotaxima, ceftizoxima, 
ceftriaxona, ceftiofur
Via de administração parenteral, 
resistente a várias betalactamases. 
Cefixima, cefpodoxima, 
cefetamet, 
Vias de administração oral, resistente a 
várias betalactamases. 
Cefoperazona, ceftazidima Via de administração parenteral, 
resistente a várias betalactamases, ativa 
contra Pseudomonas aeruginosa. 
CLASSIFICAÇÃO DAS CEFALOSPORINAS
Grupo Princípio ativo Características
4ª geração Cefepima, cefquinoma, 
cefpiroma
Via de administração 
parenteral, resistente às 
betalactamases de 
estafilococos, de 
enterobactérias e de 
pseudomonas. 
CEFALOSPORINAS 1ª GERAÇÃO
Antibiótico Via Dose (mg/kg) Intervalo 
(horas)
Especialidade farmacêutica
Cefalotina IV, IM 20-40 6-8 Cefalotil®, Keflitin®
Cefazolina IV, IM 15-30 8 Ceftrat®, Fazolix®
Cefapirina IV, IM 20-30 6-8 Cefa-Dri®, Metricure®
Cefradina IV, IM, oral 20-40 6
Cefalexina oral 10-30 6-8 Keflex®
IM 10-15 12-24 Desflex®
Cefadroxila oral 15-30 8-12 Cefamox®, Cefa-cure®, Cefa-
Drops®
CEFALOSPORINAS 2ª GERAÇÃO
Antibiótico Via Dose (mg/kg) Intervalo 
(horas)
Especialidade farmacêutica
Cefamandol IM, IV 15-30 8
Cefoxitina IM, IV 20-40 6-8 Cefoxitina sódica®, Cefton®
Cefaclor oral 20 a 40 8 Ceclor®
CEFALOSPORINAS 3ª GERAÇÃO
Antibiótico via Dose (mg/kg) Intervalo 
(horas)
Especialidade farmacêutica
Cefotaxima IV, IM 20 - 40 8 - 12 Cefloran®, Claforan®
Cefoperazona IV, IM 30 - 50 8 - 12 Pathozone®
Ceftizoxima IV, IM 25 - 50 8 – 12
Ceftriaxona IV, IM 25 - 50 12 Ceftriona®, Rocefin®
Ceftazidima IM 25 8 - 12 Cefazima®, Ceftafor®, Fortaz®
Ceftiofur IM 1 24 Accent®, Bioxell®, Excenel®
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 SPINOSA, H. de S. Antibióticos que interferem na síntese da parede celular:
betalactâmicos. In: SPINOSA, H. de S.; GÓRNIAK, S.L.; BERNARDI, M.M.
Farmacologia aplicada à medicina veterinária. 5ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2015. p. 442-447.
 AHRENS, F. A. Drogas antimicrobianas. In: AHRENS, F. A. Farmacologia
veterinária. Porto Alegre:Artes Médicas, 1997. p. 243-267.
 VADEN S. L.; RIVIERE, J. E.; ADAMS, H.R.(ed). Penicilinas e antibióticos β-
lactâmicos. In: Farmacologia e terapêutica em veterinária. 8ª ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 2003. p. 683-687.