QUÍMICA FARMACÊUTICA AGENTES AMTIINFECCIOSOS (1)

Prévia do material em texto

Química Farmacêutica Prof. Renato Reis Farmácia 6o Período Turma A
AGENTES ANTI-INFECCIOSOS
Carla Cristina Alves de Oliveira Daiane Pereira dos Santos Daiany Lino Arrais Eidna Adriano de Vasconcelos Gomes Guilherme Benigno Magalhães Duarte 
Redenção PA
2019
1. INTRODUÇÃO
O termo quimioterapia foi cunhado pelo próprio Ehrlich, no começo do século XX, para descrever o uso de substâncias químicas sintéticas para destruir patógenos infecciosos. Nos últimos anos, a definição do termo foi ampliada para incluir os antibióticos – substâncias produzidas por alguns microrganismos (ou pelos químicos farmacêuticos) que destroem ou inibem o crescimento de outros microrganismos (RANG, 2016, p. 1428-1429). Segundo BRUTON (2012) p. 1365, a teoria microbiana das doenças desenvolveu-se expressivamente ao longo do século XX com a identificação e a caracterização de muitos patógenos microbianos e seus mecanismos patogenéticos e a introdução dos agentes antimicrobianos. Com a utilização desses fármacos, surgiram problemas como definição dos esquemas mais apropriados, resistência antimicrobiana, interações farmacológicas e toxicidade. 
Os agentes anti-infecciosos, também conhecidos como antimicrobianos, são um enorme grupo de fármacos usados no tratamento de infecções causadas por bactérias, fungos, vírus e parasitas. Em geral, eles são classificados como antibacterianos, antivirais, antifúngicos e antiparasitários. As moléculas antimicrobianas devem ser entendidas como ligandos, cujos receptores são proteínas microbianas. A classificação de um antibiótico baseia-se em 3 fatores: A classe e o espectro de microrganismos que ele destrói; Os processos bioquímicos com os quais interfere; A estrutura química de seu farmacóforo; (BRUTON, 2012, p. 1365).
Neste trabalho foram selecionadas cinco das mais de 15 classes de antibióticos para falar sobre como surgiram essas substâncias, qual o seu mecanismo de ação, e, principalmente, as suas características químicas bem como a relação entre a estrutura química e a atividade antimicrobiana. 
O objetivo deste trabalho é descrever as características químicas das seguintes classes de agentes anti-infecciosos com base nos livros e artigos que foram pesquisados. 
2. REFERÊNCIAL TEÓRICO
Os agentes anti-infecciosos compreendem um enorme número de classes de fármacos que possuem atividade citotóxica contra bactérias, vírus, fungos e parasitas, eles são classificados de acordo com sua estrutura química, mecanismo de ação e espectro de ação.
2.1 Penicilinas
A primeira penicilina foi descoberta em 1928 por Alexander Fleming quando ele observava um bolor que contaminava uma de suas culturas havia causado a lise de bactérias vizinhas. O local onde o fungo havia crescido inibia o crescimento de muitos microrganismos. Como o bolor pertencia ao gênero Penicilium, Fleming deu o nome da substância que eles produziam de penicilina (BRUTON, 2012, p. 1477). 
As penicilinas fazem parte de uma classe de antibióticos chamados Beta-lactâmicos (ou β-lactâmicos), estes incluem, além das penicilinas, as cefalosporinas e os carbapenéns, eles agem como inibidores da síntese da parede celular bacteriana de peptideoglicanos e possuem estrutura química semelhante. 
A estrutura química básica das penicilinas (figura 1) consiste em um anel de tiazolidina (A) ligado a um anel βlactâmico (B), ao qual se encontra ligada uma cadeia lateral (R). O próprio núcleo da penicilina é o principal requisito estrutural para a atividade biológica; qualquer alteração nesta porção da molécula resulta na perda de toda a sua atividade antibacteriana. A cadeia lateral determina muitas das características antibacterianas e farmacológicas de cada tipo específico de penicilina. É possível produzir várias penicilinas naturais, dependendo da composição química do meio de fermentação utilizado na cultura do Penicillium. A penicilina G (benzilpenicilina) (figura 2) é, entre essas penicilinas, a que possui maior atividade antimicrobiana, sendo a única penicilina natural utilizada clinicamente. Na penicilina G, a cadeia lateral é uma substituta de fenilmetila (BRUTON, 2012, p. 1478). 
Figura 1 - Estrutura química básica das penicilinas
A introdução de novos grupos químicos em sua cadeia lateral dá origem a diversos tipos diferentes de penicilinas com sua estrutura química, propriedades físico-químicas e farmacológicas (figura 2). 
	
	
	
	Benzilpenicilina
	Ampicilina
	Amoxilina
Figura 2 – Estrutura química de penicilinas específicas
Algumas bactérias produzem uma enzima chamada beta-lactamase. Essas enzimas catalisam a quebra do anel de quatro membros das penicilinas promovendo sua abertura e inativação e consequente hidrólise pelo ácido estomacal, as bactérias que possuem esta enzima são chamadas de bactérias penicilina-resistentes (PUTAROV, 2011).
Figura 3 – Inativação da penicilina pela enzima beta-lactamase 
Algumas das estratégias para vencer a resistência bacteriana é a adição de grupos químicos volumosos em sua cadeia lateral, porem se essa cadeia for muito volumosa a penicilina não consegue atacar a enzima responsável pela síntese da parede celular bacteriana, outra estratégia seria administrar a penicilina junto com um inibidor da beta-lactamase, como, por exemplo, o ácido clavulâmico (PUTAROV, 2011).
2.2 Cefalosporinas
As cefalosporinas foram descobertas em 1948, por Brotzu, do mar próxima uma saída de esgoto na costa da Sardenha. Os filtrados não purificados das culturas desse fungo inibiam o crescimento in vitro do S. aureus e curavam infecções estafilocóccicas e febre tifoide dos seres humanos. Além disso, verificou-se que os líquidos das culturas nos quais o fungo da Sardenha era cultivado continham três antibióticos diferentes, que foram denominados cefalosporinas P, N e C. Com o isolamento do núcleo ativo da cefalosporina C (ácido 7-aminocefalosporânico) e com o acréscimo de cadeias laterais, foi possível produzir compostos semissintéticos com atividade antibacteriana muito maior que a da substância original (BRUTON, 2012, p. 1493).
As cefalosporinas fazem parte dos antibióticos beta-lactâmicos que agem como inibidores da síntese da parede celular. A cefalosporina C (figura 4) contém uma cadeia lateral derivada do ácido D α-aminoadípico, que é condensada com um sistema de anel diidrotiazina--lactâmico (ácido 7-aminocefalosporânico), compostos que contêm ácido em suas cadeias laterias são relativamente estáveis em ácido diluído e altamente resistentes à penicilinase, independentemente da composição de suas cadeias laterais e de sua afinidade pela enzima. A cefalosporina C pode ser hidrolisada por ácido em ácido 7-aminocefalosporânico. Subsequentemente, esse composto foi modificado pelo acréscimo de diferentes cadeias laterais, criando toda uma família de antibióticos cefalosporinas. Parece que as associadas a uma alteração da atividade antibacteriana, e as substituições na posição 3 do anel de diidrotiazina estão associadas às alterações do metabolismo e das propriedades farmacocinéticas dos fármacos (BRUTON, 2012, p.1493).
Figura 4 - Estrutura química da cefalosporina C
2.3 Tetraciclinas
As tetraciclinas são antibióticos inibidores da síntese de proteínas que atuam nos ribossomos da bactéria. A clortetraciclina, o protótipo dessa classe, foi introduzida em 1948, porém não é mais comercializada nos EUA. A oxitetraciclina é um produto natural elaborado por Streptomyces rimosus. A tetraciclina é um derivado semissintético da clortetraciclina. A demeclociclina é o produto de uma cepa mutante de S. aureofaciens, enquantoa metaciclina (não disponível nos EUA), a doxiciclina e a minociclina são todas derivados semissintéticos. 
As Tetraciclinas constituem um grupo de substâncias cristalinas de natureza anfotérica, que contêm um esqueleto comum, hidronaftacénico em sua estrutura química (CRISTINA, 1999).
Figura 5 - estrutura química básica das tetraciclinas
	
	
	Clortetraciclina
	tetraciclina
	
	
	oxitetraciclina
	doxiciclina
Figura 6 – estrutura química de tetraciclinas específicas
2.4 Quinolonas
A primeira quinolona, o ácido nalidíxico, foi isolado como subproduto da síntese da cloroquina e foi disponibilizada para o tratamento das infecções do trato urinário. A introdução das 4-quinolonas fluoradas, como ciprofloxacino, moxifloxacino representou um avanço terapêutico particularmente importante. Esses fármacos têm ampla atividade antimicrobiana e mostram-se eficazes depois da administração oral para o tratamento de grande variedade de doenças infecciosas (BRUTON, 2012, p. 1470).
As quinolonas (figura 7) agem como inibidores da síntese de DNA bacteriano, elas tem como alvo principal a DNA-girase e a topoisomerase IV. Sua estrutura química consiste em uma molécula de ácido carboxílico na posição 3 do anel primário. Muitas das fluoroquinolonas mais recentes também contêm um substituinte flúor na posição 6 e uma molécula de piperazina na posição 7 (BRUTON, 2012, p. 1470).
Figura 7 - estrutura química básica das quinolonas
	
	
	
	ciprofloxacino
	levofloxacino
	norfloxacino
Figura 8 – estrutura química de quinolonas específicas
2.5 Sulfonamidas 
As pesquisas efetuadas na I. G. Farbenindustrie em 1932 resultaram no registro da patente do PRONTOSIL e de vários outros corantes azos contendo um grupo sulfonamida. Estudos realizados indicaram que os corantes azo sintéticos possuíam ação contra estreptococos. Domagk testou os novos compostos e observou que os camundongos com infecções estreptocócicas e outras infecções podiam ser protegidos com o PRONTOSIL. Em 1933, Foerster relatou a administração do PRONTOSIL a um lactente de 10 meses de idade com septicemia estafilocócica e conseguiu uma cura notável. Os resultados clínicos favoráveis obtidos com o PRONTOSIL e seu metabólito ativo, a sulfanilamida, na sepse puerperal e nas infecções meningocócicas chamaram a atenção da comunidade médica para o novo campo da quimioterapia antibacteriana e, pouco tempo depois, surgiram incontáveis artigos experimentais e clínicos (BRUTON, 2012, p. 1463).
As sulfonamidas são inibidores competitivos da diidropteroato-sintase, a enzima bacteriana responsável pela incorporação do PABA ao ácido diidropteroico, o precursor imediato do ácido fólico. Desse modo, esses análogos estruturais do ácido para aminobenzoico (PABA) impedem que as bactérias utilizem normalmente este composto para sintetizar ácido fólico (BRUTON, 2012, p. 1464).
O termo sulfonamida é utilizado como nome genérico para referir-se aos derivados da para-aminobenzeno-sulfonamida (sulfanilamida). A Figura 10 ilustra as fórmulas estruturais de alguns membros dessa classe. A maioria é relativamente insolúvel em água, mais seus sais de sódio são rapidamente solúveis. Todos os pré-requisitos estruturais mínimos para a ação antibacteriana estão reunidos na própria sulfanilamida.
	
	
	
	sulfanilamida
	sulfadiazina
	Sulfametoxazol
	
	
	
	sulfisoxazol
	sulfacetamida
	Ácido para-amino-benzoico
Figura 10 – estrutura química de sulfonamidas específicas e ácido para-amino-benzoico
3. CONCLUSÃO
Os agentes anti-infecciosos compreendem um enorme número de classes de fármacos que são usados na terapêutica de infecções causadas por bactérias, fungos vírus e parasitas. Os antimicrobianos são a classe mais extensa estude na farmacologia e química medicinal, cada classe possui sua estrutura química, mecanismo de ação e espectro de ação contra uma variedade de espécies de microrganismos. 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
BRUTON, L. L, CHABNER, B. A, KNOLLMANN, B. C. As Bases Farmacológicas da Terapêutica de Goodman e Gilman. 12o ed. Rio de Janriro: McGraw-Hill, 2012. 
RANG, H. P, RITTER, J. M, FLOWER, R. J, HENDERSON, G. Rang & Dale Farmacologia. 8o ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. 
PUTAROV, N. B, GALENDE, S. B. Estudo da relação estrutura química e atividade farmacológica dos antibióticos. Maringá: UNIGÁ, 2011. 
CRISTINA, M. C. et al. Complexação da tetraciclina, da oxitetraciclina e da clortetraciclina com o catião cobre (ii). Estudo potenciométrico. CEQUP, 1999.