Farmacologia Antimicrobiana e Antibióticos β-lactâmicos

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Farmacologia antimicrobiana –
princípios da terapia e antibióticos 
β-lactâmicos
Profª. Caroline M P Schuabb, Ph.D.
Antimicrobianos
Os principais grupos de microrganismos de importância
médica são as bactérias, vírus, antifúngicos e parasitas.
Dessa forma os medicamentos (antibióticos) são classificados
como:
1. Antibacterianos (antibióticos)
2. Antivirais
3. Antifúngicos
4. Antiparasitários
Os antibióticos tem como alvo são componentes essenciais
das reações bioquímicas dos microrganismos e a
interferência com estes processos fisiológicos resulta na
sua destruição.
Antimicrobianos
Os fármacos são separados em classes de acordo com alguns
fatores:
1. O tipo de microrganismo que o fármaco destrói
2. Amplitude do espectro de ação do fármaco
3. Processos bioquímicos no qual o fármaco interfere
4. Estrutura química do princípio ativo
Curva-padrão 
de Hill
Fig.: Goodman & Gilman
Antimicrobianos
Um fator importante que deve ser levado em consideração
na administração de antibióticos é se o fármaco consegue
penetrar no local da infecção.
A penetração do fármaco em determinado
compartimento anatômico depende das barreiras físicas
que a molécula precisa atravessar, das propriedades
químicas do antimicrobiano e da existência de
transportadores para múltiplos fármacos.
A barreira mais difícil de atravessar é barreira
hematoencefálica. Protegida por junções muito estreitas que
conectam as células e por transportadores ativos nas
membranas das células endoteliais.
Farmacocinética da terapia antimicrobiana
Distribuição do fármaco nos diferentes compartimentos faz
com que a farmacocinética (distribuição e eliminação) seja
diferente nos compartimentos isolados do corpo.
O corpo humano é multicompartimental.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Testes de sensibilidade a antimicrobianos
A escolha racional dos antibióticos se baseia:
1. Identificação da espécie de microrganismo.
2. Teste de suscetibilidade a antimicrobianos.
Alteração na sensibilidade a antimicrobianos
Milhões de indivíduos em todo o mundo são infectados por
diferentes cepas da mesma espécie de patógeno. Os processos
evolutivos tornam as cepas ligeiramente diferentes das outras, de
modo que cada cepa demonstra sensibilidade singular aos
antimicrobianos. À medida que os microrganismos replicam-se no
paciente, eles podem evoluir. Portanto, espera-se que haja uma
distribuição ampla de concentrações dos antimicrobianos capazes
de destruir os patógenos.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Esquema posológico no 
tratamento com 
antimicrobianos
O foco da infecção fica exposto a
flutuações na concentração de
antibióticos, já que a prescrição
leva em consideração um
esquema definido, como 2x ou
3x ao dia.
à Para alguns fármacos é mais
importante a concentração
atingir o pico máximo, essa
característica esta relacionada
ao mecanismo de ação do
fármaco.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Tratamento com antimicrobianos
Profilaxia à pacientes imunossuprimidos, procedimentos cirúrgicos e
profilaxia pós-exposição.
Preventivo à tratamento precoce de pacientes de alto risco que tenham
indícios laboratoriais de infecção.
Empíricoà paciente sintomático que é tratado imediatamente.
Definitivo à tratamento individualizado para patógeno identificado, para
o qual foi realizado teste de sensibilidade.
Supressor à manutenção do tratamento a doses mais baixas até que a
doença seja totalmente eliminada.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Tratamento com antimicrobianos
O tratamento utilizando mais de um fármaco é exceção, mais do que
regra.
O tratamento com mais fármacos aumenta a possibilidade de toxicidade
e de danos a microbiota normal e saudável.
O tratamento antimicrobiano deve prezar sempre por:
1. Evitar a criação de resistência ao fármaco
2. Eficácia terapêutica
3. Baixa toxicidade
Em alguns tratamentos combinados a administração de mais de um
fármaco torna o tratamento mais eficaz e mais curto, devido ao efeito
sinérgico dos fármacos. Também pode ser menos toxico, já que doses
menores dos fármacos serão administradas.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Resistência ao 
tratamento com 
antimicrobianos 
(antibacterianos)
A mutação e a seleção
antibiótica dos mutantes
resistentes constituem as
bases moleculares das
resistências de muitas
bactérias, vírus e fungos.
Antibióticos β-
lactâmicos
Penicilinas, cefalosporinas, carbapenems e outros fármacos 
que atuam na parede celular de bactérias
Fig.: Katzung
Antibióticos β-lactâmicos
Os Antibióticos β-lactâmicos possuem o mesmo mecanismo de
ação: inibição da síntese da parede celular bacteriana de
peptidoglicano, levando a morte celular.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Ocorre a inibição da enzima
transpeptidase, que realiza
a ligação das cadeias laterais
de aminoácidos que unem a
estrutura de açúcares da
parede celular. Ou seja,
realiza a transpeptidação da
síntese da parede celular.
Se liga covalente a PLP
(transpeptidase).
Antibióticos β-lactâmicos
Local de ação dos antibióticos β-lactâmicos em bactérias gram-
positivas e gram-negativas.
O mecanismo de resistência mais comum ocorre através de β-
lactamases.
Fig.: Goodman & 
Gilman
Penicilinas
Apesar das formas de resistência que existem hoje em dia, as penicilinas
ainda são muito utilizados para diversas infecções.
As penicilinas apresentam um anel tiazolidina (A) conectado a um
anel β-lactâmico (B), ao qual uma cadeia lateral é presa (R).
Fig.: Katzung
Os substituintes R determinam as
propriedades farmacológicas e
antibacterianas essenciais das
moléculas resultantes.
Classificação das penicilinas
• Penicilina G (benzetacil) e penicilina V à ativas contra cocos gram-
positivos (S. pyogenes), mas muito sensíveis a lactamases (ineficaz
contra S. aureus). Utilizada na faringite, ganarreia, sífilis e febre
reumática.
• Penicilinas resistentes a lactamases à eficazes contra gram-positivos
(S.aureus e S. epidermidis), são a meticilina, nafcilina, oxacilina,
cloxacilina e dicloxacilina.
• Penicilina com atividade microbiana ampliada para gram-negativos
(espécies de Pseudomonas, Enterobacter e Proteus H. influenzae e E.
coli) à ampicilina e amoxicilina, normalmente administrada com ácido
clavulânico para evitar lactamases.
Características comuns na farmacocinética das 
penicilinas
1. A absorção difere dependendo da estrutura, mas são
amplamente distribuídos após administração por via oral
quando administrados fora da refeição (exceção: amoxicilina).
2. As concentrações terapêuticas são rapidamente alcançadas.
3. São encontradas em baixa concentração no nas secreções
prostáticas, no tecido cerebral e no líquido intraocular.
4. No liquido cerebrospinal as concentrações são menos de 1% das
concentrações no sangue e durante uma infecção podem chegar
até 5% da concentração do sangue, devido ao processo
inflamatório.
5. Possuem meia-vida de 30 a 90 minutos.
6. São rapidamente eliminadas nos rins, chegando a altas
concentrações na urina.
Penicilina G
Fármaco de escolha no tratamento de infecções causadas por
estreptococos, meningococos (Neisseria), pneumococos sensíveis à
penicilina, estafilococos não produtores de β-lactamase, Treponema
pallidium e algumas outras espiroquetas (Leptospira), espécies de
Clostridium, Actinomyces e outros bastonetes Gram-positivos e
microrganismos Gram-negativos anaeróbios não produtores de β-
lactamase.
à A penicilina V, a forma oral de penicilina, só está indicada para
infecções menores, possui biodisponibilidade baixa, necessidade de
administração 4 vezes ao dia e espectro antibacteriano estreito. Em seu
lugar, costuma-se utilizar a amoxicilina
Penicilina G
Administração oral de penicilina G: cerca de 1/3 é absorvida o resto é
eliminado pelo suco gástrico.
Administração oral de penicilina V: melhor absorvida no TGI, atingido 5x
a concentração plasmática da penicilina G.
Administração parenteral de penicilina G: injeção intramuscular onde a
concentração plasmática máxima é atingida de 15 a 30 minutos. Possui
meia-vida de 30 minutos em adultos, de 1,5 a 3 horas em lactentes.
A preparação farmacêutica mais utilizada é penicilinabenzatina,
preparação de depósito que libera penicilina lentamente no local onde é
injetada e produz concentrações baixas e persistentes desse antibiótico no
sangue. A atividade terapêutica no plasma dura 26 dias.
Penicilina G
Distribuição à amplamente distribuída pelo corpo, mas a concentração
nos tecidos é variável. Cerca de 60% se liga a albumina plasmática, e
atinge níveis elevados no fígado, na bile, nos rins, no sêmen, no líquido
articular, na linfa e no intestino. No LCS fica em concentrações baixas.
Eliminaçãoà amplamente eliminado pelos rins, em crianças a eliminação
renal é mais lenta.
Quando a função renal está comprometida, 7 a 10% do antibiótico podem
ser inativados a cada hora pelo fígado. É preciso reajustar a dose do
fármaco durante a diálise e o período de recuperação progressiva da
função renal.
Se, além da insuficiência renal, também houver insuficiência hepática, a
meia-vida da penicilina G será ainda mais prolongada.
Penicilina G
Usos terapêuticos
1. Infecções pneumocóccicas (cepas sensíveis de S. pneumoniae, há
cepas resistentes): Pneumonia pneumocóccica e meningite
pneumocóccica.
2. Infecções estreptocóccicas. Faringite estreptocóccica (inclusive
escarlatina) é a doença mais comum provocada por S. pyogenes
(estreptococo β-hemolítico do grupo A) Pneumonia, artrite, meningite
e endocardite estreptocóccicas
3. Infecções estafilocóccicas (maioria é resistente a penicilina)
4. Infecções meningocóccicas (meningite por Neisseria meningitidis)
5. Infecções gonocóccicas (gonorreia por Neisseria gonorrhoeae, existem
cepas resistentes).
6. Sífilis (tratamento muito eficaz)
7. Usos profiláticos das penicilinas (na faringite estreptocócica para
prevençao da febre reumática e para evitar reincidivas da febre
reumática).
Penicilinas resistentes a lactamases
Devem ser usadas somente quando a bactéria for
comprovadamente resistente a penicilinas. Essas bactérias
são classificadas como resistentes a meticilina.
OXACILINA, CLOXACILINA E DICLOXACILINA à são bem
absorvidas por VO e podem ser administradas por via IV.
NAFCILINA à altamente resistente a lactamases. Não é
tão potente quanto a penicilina G, sendo administrada
preferencialmente por via IV.
Seu espectro de ação envolve preferencialmente bactérias gram-positivas.
Aminopenicilinas
Seu espectro de ação bactericida envolve bactérias gram-positivas e
gram-negativas.
São destruídos por lactamases
A administração concomitante de um inibidor da β-lactamase
como o clavulanato ou o sulbactam expande de forma acentuada
o espectro de atividade desses fármacos.
AMPICILINA à é bem absorvida por via oral. Atinge o pico de
concentração plasmática em 2 horas e tem meia-vida de 80
minutos. A disfunção renal aumenta a meia-vida e o fármaco não é
retirado na diálise. É amplamente eliminado nas fezes.
AMOXICILINA à fármaco estável e bem absorvido por via oral,
melhor que ampicilina. A maior parte do antibiótico é excretado na
urina.
Aminopenicilinas
Indicações terapêuticas
• Infecções das vias respiratórias superiores à S. pyogenes, S.
pneumoniae e H. influenzae. Nos tratamentos da sinusite, da otite
média, das exacerbações agudas da bronquite crônica e da
epiglotite.
• Infecções do trato urinário à infecções não complicadas
causadas por E. coli.
• Infecções por Salmonella à pode ser utilizado no tratamento de
febre tifoide combinado com outros antibióticos. Assim como, no
a ampicilina é utilizada no tratamento do estado de portador da
febre tifóide.
Reações adversas das penicilinas
Reações de hipersensibilidade à a alergia é a reação mais comum
as penicilinas. As manifestações de alergia às penicilinas incluem
erupção maculopapulosa, erupção urticariforme, febre,
broncospasmo, vasculite, doença do soro, dermatite esfoliativa,
síndrome de Stevens-Johnson e anafilaxia.
A hipersensibilidade inclui outros fármacos lactâmicos.
Muitas vezes a reação é leve e desaparece quando o tratamento é
mantido.
Em graves de reações alérgicas graves, como angioedema e
anafilaxia, o uso deve ser proibido.
ALERAÇÃO DA MICROBIOTA NORMAL E SAUDÁVEL
ào uso do antibiótico elimina os microrganismos sensíveis. A
alteração da microbiota, principalmente intestinal, expõe a mucosa
a microrganismo potencialmente patogênicos que podem se
integrar a flora e causar doença.
Penicilina G e penicilina V
Propriedades farmacocinéticas comuns as penicilinas
1. Amplamente distribuídos após administração por via oral.
2. As concentrações terapêuticas são rapidamente alcançadas.
3. São encontradas em baixa concentração no nas secreções
prostáticas, no tecido cerebral e no líquido intraocular.
4. No liquido cerebrospinal as concentrações são menos de 1% das
concentrações no sangue e durante uma infecção podem chegar
até 5% da concentração do sangue, devido ao processo
inflamatório.
5. Possuem meia-vida de 30 a 90 minutos.
6. São rapidamente eliminadas nos rins, chegando a altas
concentrações na urina.
Cefalosporinas
São semelhantes as penicilinas, mas são mais estáveis frente as β-
lactamases (podem ser suscetíveis a β-lactamases de bactérias
gram-negativas, como a E.coli), possuindo um espectro de atividade
mais amplo.
As cefaloposporinas são divididas em grupos ou gerações
dependendo do seu espectro de ação.
Cefalosporinas de 1ª geração 
São ativas contra cocos gram-positivos: estrepcocos e estafilococos,
e são moderamente ativas contra alguns gram-negativos como: E.
coli, K. pneumoniae e P. mirabilis.
à Utilizadas no tratamento de infecções do trato urinário, profilaxia
cirúrgica e infecções causadas por estafilococos ou estreptococos,
inclusive celulite ou abscesso de tecidos moles. Não são usadas em
infecções sistêmicas.
As bactérias da cavidade oral são na sua maioria sensíveis as
cefalosporinas.
à Fármacos:
1. Cefazolina
2. Cefalexina
3. Cefadroxila
4. Cefradina
FARMACOCINÉTICA
• São administradas principalmente por via
oral e possuem diferentes gruas de
absorção.
• São altamente excretadas pela urina e a
dose deve ser reduzida em paciente que
possuem comprometimento da função
renal.
Cefalosporinas de 2ª geração 
São ativas principalmente contra E. coli, K. pneumoniae H. influenza
e P. mirabilis, e são menos ativas contra gram-positivos do que as
cefalosporinas de 1ª geração.
Utilizados no tratamento sinusite, otite e infecções das vias
respiratórias inferiores.
à Fármacos:
1. Cefuroxima
2. Cefuroxima axetila
3. Cefprozila
4. Cefmetazol
5. Loracarbef
6. Ceforamida
7. Cefaclor (suscetível a β-lactamases)
FARMACOCINÉTICA
• São administradas por via oral e por via
intravenosa possuem diferentes gruas de
absorção.
• São altamente excretadas pela urina e a
dose deve ser reduzida em paciente que
possuem comprometimento da função
renal.
Cefalosporinas de 3ª geração 
São tao ativas contra gram-positivos (S. aureus, S. pneumoniae e S.
pyogenes) quanto as cefalosporinas de 1ª geração, e são ativas contra os
gram-negativos (Enterobacteriaceaed, P. aeruginosae, e N.gonorrhoeae).
São usadas no tratamento de uma ampla variedade de infecções graves
causadas por microrganismos resistentes à maioria dos outros fármacos.
Entretanto, as cepas que expressam β-lactamases de espectro ampliado
não são sensíveis. Utilizadas na meningite.
à Fármacos:
1. Cefotaxima (meningite)
2. Ceftriaxona (meningite, gonorreia)
3. Cefdinir
4. Cefditoreno pivoxila
5. Ceftibuteno
6. Cefpodoxima proxetila
7. Ceftizoxima (não é metabolizada)
8. Cefoperazona (ativo contra Pseudomonas)
9. Ceftazidima (ativo contra Pseudomonas)
FARMACOCINÉTICA
• São administradas por via intravenosa
e via intramuscular possuem
diferentes graus de absorção.
• São altamente excretadas
principalmente pela bile e não há
alteração em paciente que possuem
comprometimento da função renal.
Cefalosporinas de 4ª geração 
É de amplo espectro, sendo atividade semelhante a cefalosporinas
de 3ª geração contra gram-positivos e gram-negativos, sendo mais
resitentes as β-lactamases.
São úteis para o tratamento empírico de infecções graves dos
pacientes hospitalizados, quando patógeno consiste em
microrganismogram-positivo potencialmente resistente,
Enterobacteriaceae e Pseudomonas.
à Fármacos:
1. Cefepima
FARMACOCINÉTICA
• São administradas por via intravenosa e via
intramuscular possuem diferentes graus de
absorção.
• São altamente excretadas principalmente
pela bile e não há alteração em paciente
que possuem comprometimento da função
renal.
Reações adversas a cefalosporinas
1. Alergia: anafilaxia, febre, exantemas cutâneos, nefrite,
granulocitopenia e anemia hemolítica.
2. Irritação local após aplicação intramuscular
3. Pode ocorrer toxicidade renal: nefrite e necrose tubular
4. Distúrbios hemorrágicos
5. Interação com álcool
Outros antibióticos β-lactâmicos
CARBAPENEMS
Possuem um espectro de ativo mais amplo que os outros β-
lactâmicos. São o imipenem, meropenem, doripenem e ertapenem.
àIMIPENEM: muito resistente a β-lactamases, com ampla atividade
contra organismo gram-positivos aeróbios e anaeróbios. É
administrado por via parenteral.
O imipenem-cilastatina é eficaz no tratamento de uma ampla
variedade de infecções, inclusive infecções do trato urinário e das
vias respiratórias inferiores; infecções intra-abdominais e
ginecológicas; e infecções da pele, dos tecidos moles, dos ossos e
das articulações.
Pode haver reações adversas semelhantes a penicilinas.
Inibidores da β-lactamase
São moléculas que inativam as β-lactamases, são substrato para a
enzima e se ligam de forma irreversível, assim impedem a destriçao
dos antibióticos β-lactâmicos.
àÁcido clavulânico: inibidor irreversível das β-lactamases
produzidas por diversos organismo gram-positivos e gram-
negativos.
Pode ser administrado por via oral e parenteral.
A amoxicilina + ácido clavulânico é muito eficiente contra diversas
infecções.
àSulbactam: semelhante ao ácido clavulânico. De aplicação
intravenosa e intramuscular com ampicilina.
àTazobactam: utilizado em preparação parenteral associado a
piperaciclina.