Biocidas: Compostos Químicos Antimicrobianos

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Biocidas
O que são?
· compostos químicos que têm a capacidade de destruir ou inibir o crescimento de microrganismos;
· têm mecanismos de ação inespecíficos e não seletivos;
· são utilizados na desinfeção e antissepsia e também na conservação.
Desinfeção
· processo de remoção de microrganismos da superfície de objetos inanimados.
Os desinfetantes podem ter diferentes graus de atividade:
· desinfetante de alto nível
· destruição de todos os microrganismos;
· esterilizantes químicos.
· Desinfetantes de nível intermedio
· Destruição de todas as formas bacterianas vegetativas;
· Maioria dos vírus. 
· Desinfetante de baixo nível
· Destruição da maior parte das formas bacterianas vegetativas, alguns fungos e vírus;
· Não destroem esporos nem microrganismos mais resistentes.
Antissépticos
· São aplicados sobre a pele e membranas mucosas;
· São utilizados para reduzir a população microbiana da pele ou das mãos antes de uma cirurgia;
· São muitas vezes concentrações mais baixas de desinfetantes.
Antissepsia
· Destruição ou inibição do crescimento de microrganismos em tecido vivos, tendo como consequência a prevenção de uma infeção.
Fatores que afetam a escolha do agente antimicrobiano
1. Propriedades do agente químico
· A atividade do agente químico pode ser influenciada:
· Concentração;
· Temperatura;
· pH;
· formulação.
2. Tipos de microrganismos presentes e sua abundância
· Quantidade de microrganismos elevada
· Tempos de exposição longos ou altas concentrações do composto químico.
· Alguns microrganismos apresentam resistência á desinfeção.
· Formas vegetativas bacterianas
· Os agentes químicos deverão matar a maior parte das formas vegetativas durante um período de contato razoável;
· Os antissépticos e conservante nas concentrações utilizadas podem ter como principal função serem biotáticos;
· Bacilos Gram- são quase sempre mais resistentes que os microrganismos Gram+.
· Mycobacterium tuberculosis
· Resistente a muitas bactericidas;
· Grave problema de saúde publica.
· Endósporos bacterianos
· São as formas mais resistentes ao tratamento com compostos químicos.
· Fungos
· São mais resistentes que as formas vegetativas;
· Candida albicans, Trichophytum mentagrophytes, Aspergillus niger – rapidamente destruídos por agentes químicos.
· Vírus
· A suscetibilidade a agentes antimicrobianos pode depender do facto do vírus ter ou não invólucro;
· Os vírus não lipídicos são frequentemente mais resistentes.
· Protozoários
· Acanthamoeba ssp.
· Priões
· Agentes infeciosos causados de BSE no gado e da doença de Creutzfelt Jakob no homem;
· Podem ser transmitidos a partir de animais doentes ou infetados;
· Resistentes à maior parte dos processos de desinfeção.
3. Tipos de avaliação
· Conservantes antissépticos ou desinfetantes.
· Desinfetantes de instrumentos
4. Fatores ambientais
· A matéria orgânica:
· Pode diminuir a capacidade antimicrobiana quer por adsorção quer por inativação química;
· Pode atuar como uma barreira contra a penetração do desinfetante.
· Biofilme – os microrganismos tornam-se menos acessíveis aos agentes químicos.
· A presença de iões na água pode também afetar a capacidade do agente antimicrobiano.
5. Toxicidade do composto
· O composto não deve ser tóxico para o pessoal que o manipula;
· Atmosfera do local de trabalho suscetível de contaminação.
Tipos de compostos
Álcool
· Utilizados como desinfetantes e antisséticos;
· O etanol e isopropanol são bactericidas, mas não são esporicidas.
· Uso um utensílios e superfícies limpas.
· Etanol – muito utilizado com antissético e desinfetante.
· Utilizado:
· Desinfeção da pele;
· Limpeza de instrumentos e superfícies;
· Bom virucida e micobactericida.
Halogénios
· Cloro – Um dos mais importantes compostos à base e cloro líquido;
· Hipoclorito – Eliminam rapidamente a maioria dos microrganismos inclusive fungos, vírus, microbactérias e endósporos bacterianos.
· Desvantagem:
· Corrosivos;
· Inativados por matéria orgânica;
· Podem tornar-se instáveis.
· Iodóforos – Permitem a libertação lenta de iodo a partir de um complexo.
Peróxido de hidrogénio
· Largo espetro com boa atividade esporicida.
Mecanismos de ação biocidas
O mecanismo de ação é múltiplo e inespecífico.
Podem atuar sobre:
· A parede celular;
· A membrana citoplasmática e citoplasma microbiano;
· Ácidos nucleicos e enzimas;
· Sobre todos estes ao mesmo tempo.
Mecanismos de resistência dos microrganismos
· As bactérias esporuladas são as mais resistentes à ação dos biocidas;
· Os priões são os agentes infeciosos mais resistentes à inativação pelos biocidas.
· Biofilme – as bactérias são mais resistentes à ação dos biocidas.
Resistência intrínseca
· Podem ocorrer devido:
· Impermeabilidade celular aos biocidas;
· Degradação enzimática dos biocidas.
Resistência adquirida
· Resulta de alterações genéticas e ocorrem:
· Por mutação genética;
· Pela aquisição de material genético a partir de outras células.
Esterilização
· É a aplicação de um agente biocida, ou processo físico que remova os microrganismos, num produto ou preparação, com o objetivo de matar ou remover todos os microrganismos:
· Temperatura elevada;
· Gás reactivo;
· Irradiação;
· Filtração.
Sensibilidade dos microrganismos
· O padrão de resistência dos microrganismos aos processos de esterilização é independente do tipo de agente utilizado;
· Os esporos bacterianos mais resistentes são, por isso, escolhidos como organismos de referência adequados para testar a eficiência dos processos de esterilização.
· Bacillus stearothermophilus – calor húmido;
· Bacillus subtilis – calor seco e esterilização gasosa;
· Bacillus pumilus – radiação ionizante.
· Expressão de resistência
· D-value
Métodos de esterilização
· Calor seco;
· Aquecimento em autoclave;
· Filtração;
· Gás de óxido etileno;
· Radiação;
· Em algumas situações específicas gás de formaldeído e luz UV.
Esterilização pelo calor
· O calor é o meio de esterilização mais fiável e mais utilizado;
· É limitado a produtos termoestáveis
· Calor seco
· Produtos sensíveis à humidade.
· Calor húmido
· Produtos resistentes à humidade.
Esterilização gasosa
· Os gases quimicamente reativos possuem um largo espetro de atividade biocida, e são aplicados na esterilização de instrumentos cirúrgicos reutilizáveis, certos medicamentos, equipamento de diagnostico, e pós.
· Não apresentam o mesmo grau de segurança de esterilidade dos métodos pelo calor e são reservados para os itens termosensíveis;
· É necessário remover resíduos tóxicos dos gases antes de usar os utensílios.
Esterilização por radiação
· Vários tipos de radiação são utilizados para esterilização de produtos médicos e farmacêuticos:
· Eletrões acelerados;
· Raios gama e luz UV.
· O maior alvo destas radiações julga-se ser o DNA microbiano;
· As formas bacterianas vegetativas são as mais sensíveis às radiações, seguidas pelos fungos filamentosos e leveduras;
· Os vírus e os esporos bacterianos são os mais resistentes.
Esterilização por filtração
· Remove os microrganismos, em vez de os destruir;
· É capaz de impedir a passagem tanto de partículas viáveis como não viáveis.
Validação de esterilização
Indicadores físicos
· Calor
· Medida de temperatura atingida em casa ciclo;
· Termopares colocados em vários locais da câmara.
· Gás
· Sondas de temperatura;
· Testes de fugas;
· Concentração de gás.
· Radiação
· Dosímetro de plástico que escurece na proporção da radiação absorvida.
· Filtração
· Verificar integração dos filtros.
Indicadores químicos
· Substâncias químicas que sofrem alteração das suas características;
· Utilizados em conjunto com outros indicadores.
Indicadores biológicos
· Preparações de esporos bacterianos que após o processo de esterilização são colocados em meio de cultura e incubação para verificar se existe crescimento;
· As espécies utilizadas não devem ser patogénicas e devem ter uma resistência acima da média ao processo de esterilização.
· Esterilização por vapor
· Geobacillus stearothermophilus;
· Calor seco
· Bacillusatrophaeus
· Peróxido de hidrogénio e ácido peracético
· Geobacillus stearothermophilus
· Óxido de etileno
· Bacillus atrophaeus
· Radiação ionizante
· Bacillus pumilus
· Filtração
· Mede-se a capacidade do filtro para produzir um filtrado estéril a partir de uma cultura de microrganismo apropriado.
· Serratia marcescens
· Brevundimonas diminuta 
Antibióticos
Elevada morbilidade e mortalidade das doenças infeciosas
Pesquisa de compostos antimicrobianos
· Inicio da quimioterapêutica;
· Maior avanço da medicina ni sec.XX;
· Não exercem atividade biológica no organismo.
Antibióticos inibidores da síntese do peptidoglicano
· Afetam a integridade da parede celular;
· Lise celular em ambiente hipotónico
· Bactericida
· Não atuam nas células do Homem – ausência de parede celular;
· Não atuam nis fungos – parede celular com quitina
· Não atuam nos vírus – não têm organização celular.
Fosfomicina
· Bloqueia a síntese do peptidoglicano na fase citoplasmática;
· Impede a formação de NAMA;
· Indicado no tratamento de infeções de trato urinário;
· Bem tolerada e poucos efeitos secundários;
· Resistência bacteriana frequente.
Vancomicina e Teicoplanina
· Atuam na fase membranar da síntese do peptidoglicano;
· Ligam-se ao dipéptido D-alanina-D-alanina;
· Bloqueia a formação da parede celular.
· Vancomicina – tratamento de infeções por Gram+;
· Teicoplanina – idêntico ao Vancomicida.
Beta-Lactâmico
· Atuam na fase parietal;
· Inibem irreversivelmente as PBP;
· Lise celular;
· Ampla classe de antibióticos;
· Inclui a penicilina e seus derivados;
· Anel beta-lactânico;
· Grupo de Ab mais utilizado;
· Grupo de Ab mais utilizado.
· Existem 4 subclasses utlizadas no tratamento de infeções:
· Derivados semi-sinteticos da penicilina;
· Cefalosporinas de 1ª, 2ª, 3ª, 4ª e 5ªgeração;
· Carbapenemos;
· Ácido clavulânico.
Antibióticos antimembranares
Membrana celular – semipermeável
Permite a passagem de iões K+ que se acumulam no citoplasma.
A alteração da permeabilidade – efluxo dos iões K+, aa, nucleótido.
Morte celular
Polimixinas
· Produzidas por Bacillus polymyxa – Gram+;
· Alteram a permeabilidade da membrana externa, e em seguida alteram a permeabilidade da membrana celular;
· Polimixina B e polimixina E;
· Ativos contra alguns microrganismos multirresistentes;
· Potente atividade bactericida;
· Neutralizam o lípido A;
· Grande espetro de ação.
Antibióticos inibidores da síntese proteicaRibossomas das células humanas
Ribossomas bacterianos 
Ab inibidores da síntese proteica sem efeitos graves para o hospedeiro
· Atuam em diferentes locais do ribossoma
Aminoglicosideos
· Estreptomicina – atravessa a parede celular e a membrana celular e liga-se a proteínas específicas da subunidade 30s.
Provoca leitura errada do mRNA
Estas proteínas resultantes incorporam-se na membrana celular alterando a sua permeabilidade.
· Morte Celular
· Amicacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, tobramicina, ...
· São excretados pelos rins – contra-indicados se existe patologia renal.
· Utilizados principalmente em bactérias Gram-.
Tetracidinas
· Constituída por 4 anéis benzénicos fundidos;
· Utilizam-se também derivado na terapêutica;
· Atuam na subunidade 30s;
· Impedem a ligação dos aminoacil-tRNA aos ribossomas.
· Impedem a ligação codão-anticodão.
· Efeito bacteriostático.
· Não devem ser administradas a grávidas nem crianças com menos de 6 anos.
· Doxiciclina
· minociclina
Cloranfenicol
· Atua na subunidade 50s;
· Impede a ação da transpeptidase;
· Amplo espetro de ação;
· Pode provocar danos na medula óssea;
· Foi muito utilizado para o tratamento da febre tifóide;
· Hoje em dia pouco utilizado.
Antibióticos do grupo MLSB
· Macromoléculas
· Ativos contra numerosos Gram+;
· Alternativa às penicilinas no tratamento de infeções por Estreptococos e Enterococos;
· Enterobacterias e Pseudomonas aeruginosa resistentes;
· Claritromicina;
· Azitromicina;
· Eritromicina.
· Cetólidos
· Nova classe de Ab, derivados semi-sintéticos dos macrólidos;
· Atividade contra Gram+ multirresistentes e contra Haemophilus.
· Telitromicina.
· Lincosamidas
· Bacteriostáticos ou bactericidas, dependendo da dose;
· Efeitos adversos gastrointestinais.
· Lincomicida;
· Clindamicina.
· Estreptograminas B
· Utilizadas em infeções por estafilococos resistentes à vancomicina e oxacilina.
· Pristinamicina;
· Quinopristina;
· Dalfonopristina.
· Atuam a nível da unidade 50s.
Oxazolidinonas
· Composto de síntese química;
· Apresentam afinidade para as subunidades 50s;
· Atuam na interface com a subunidade 30s;
· Efeito bacteriostático.
· Linezolida
· Muito boa atividade contra cocos Gram+;
· Não ativa em Gram-;
· Pode apresentar neurotoxicidade.
Sulfonamidas e Trimetoprim
· Compostos de síntese química;
· Bacteriostáticos;
· Antimetabolitos – inibem a cadeia metabólica.
Sulfonamidas
· Competem com a PABA para a síntese do ácido fólico.
· Inibem a enzima responsável pela incorporação do PABA no ácido fólico;
· São rapidamente absorvidas oral e topicamente;
· São metabolizadas no fígado e excretadas pelo rim;
· Utilização: Gram+ e Gram-;
· Já existem muitas resistências.
Trimetoprim
· Inibidor da di-hidrofolato redutase;
· Utilizado em infeções do trato urinário e respiratório.
Fluorquinolonas
· Antibióticos de síntese química;
· Inibem a ação das topoisomerases bacterianas;
· Efeito bactericida;
Rifampicina
· Derivado semi-sintético da Rifarnicina;
· Inibe a transcrição;
· Utilizada no tratamento da tuberculose;
· Rapidamente se desenvolvem resistências.
Ácido Fusídico
· Produzido pelo fungo Fusidium coccieneum;
· Inibidor da síntese proteica;
· Bacteriostático;
· Ativo só em bactérias Gram+
Resistência bacteriana aos antibióticos
· Natural
· Observa-se em todos os membros de uma mesma espécie ou género.
· Adquiridas
· Aquisição de um ou mais mecanismos de resistência -antibiograma.
Resistência Adquirida
· Redução da quantidade de Ab que atinge o alvo;
· Modificações do alvo;
· Inativação do antibiótico.