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Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 Quimioterapia dos antimicrobianos Introdução – considerações gerais - Primeiro antibiótico descoberto foram as sulfanilamidas, em seguida veio a penicilina. - Pouco depois da segunda guerra mundial: estreptomicina, cloranfenicol e clortetraciclina. - Muitas vezes são usados de modo incorreto (sem prescrição médica) e isso causou uma grande resistência bacteriana - Farmacocinetica – Absroção (A), distribuição (D), metabolismo (M) e excretado (E) Definição - Os antibióticos são substâncias produzidas por diversas espécies de microrganismos, que suprimem o crescimento de outros microrganismos. - O uso comum estende o termo antibiótico para incluir agentes antimicrobianos sintéticos. - Eles diferem nas suas propriedades físicas, químicas e farmacológicas, que reflete no espectro antibacteriano (amplitude de organismos que atinge) e nos mecanismos de ação (mesmo sendo da mesma classe ainda não possuem as mesmas características). - Se os princípios ativos são diferentes, as propriedades serão também! - Medicamentos de referência, genéricos e similares (podem ser os mesmos se forem os mesmos princípios ativos) Fatores que determinam a sensibilidade e a resistência dos microrganismos antimicrobianos. - Estabilização ou morte - Se as defesas do hospedeiro estiverem intactas e ativas pode ser suficiente um efeito inibitório mínimo, como aquele proporcionado pelos bacteriostáticos (agentes que interferem no crescimento ou na replicação do microrganismo, mas não mata). - Se houver um comprometimento das defesas do hospedeiro, pode ser necessário uma destruição completa mediada pelo antibiótico – efeito bactericida (causam a morte do microrganismo). - A concentração do fármaco no local da infecção não apenas deve inibir o microrganismo com também deve permanecer abaixo dos níveis tóxicos para as células humanas (sensível). Se isso não for possível significa que o microrganismo é resistente. Terminologia - Espectro antibacteriano: Faixa de atividade de um antimicrobiano contra uma bactéria. Um antimicrobiano de amplo espectro pode inibir uma variedade de bactérias Gram-positivas e Gram- negativas, entretanto um fármaco de espectro restrito é ativo contra uma variedade limitada de bactérias. - Combinações de antibióticos: Combinações de antibióticos podem ser usadas para (1) ampliar o espectro antibacteriano para terapia empírica ou tratamento de infecções polimicrobianas, (2) prevenir a emergência de microrganismos resistentes durante a terapia e (3) alcançar um efeito sinérgico letal. - Sinergismo de antibióticos: Combinações de dois antibióticos que têm atividade bactericida aumentada quando testados juntos, comparada com a atividade de cada um individualmente. - Antagonismo de antibióticos: Combinações de antibióticos em que a atividade de um interfere na atividade do outro (p. ex., a soma das atividades é menor do que a atividade do fármaco mais ativo individualmente). - β-lactamase: Enzimas que hidrolisam o anel β- lactâmico dos antibióticos da classe dos β-lactâmicos, inativando o antibiótico. Enzimas específicas para penicilinas, cefalosporinas e carbapenêmicos são as penicilinases, cefalosporinases e carbapenemases, respectivamente. - Farmacocinética: transporte da droga pelo organismo desde a ingestão, absorção e transporte na corrente sanguínea. Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 Antimetabólitos Sulfonamidas - Foram os primeiros eficazes, e seu uso diminuiu bastante com o advento das penicilinas. - Combinação de trimetoprim e sulfametoxazol – bactrim (1970) resultou em maior utilização das sulfonamidas. - São antimetabólitos que competem com o ácido p- aminobenzoico, impedindo assim a síntese do ácido fólico requerido por certos microrganismos - Como os organismos dos mamíferos não sintetizam ácido fólico (necessário como uma vitamina), as sulfonamidas não interferem no metabolismo celular dos mamíferos. - Possuíam ampla faixa de atividade antimicrobiana contra bactérias gram-positivas e gram-negativas, tais como Nocardia, Chlamydia e alguns protozoários. Entretanto, tornou-se comum o surgimento de resistentes. Mas, em geral, exercem efeito bacteriostático (dependente da defesa celular e humoral). - Representantes: Sulfanilamida, sulfadiazina, sulfametoxazol, sulfissoxazol, sulfacetamida. Mecanismo de ação Competem com o ácido para-aminobenzoico (PABA) impedindo sua utilização por bactérias para síntese de ácido fólico. Isso se deve a semelhança dessa substância com sufanilamida. - Sulfametoxazol-trimetoprim é o fármaco de escolha para o tratamento de infecções urinárias agudas e crônicas (E. coli). A combinação também é eficaz no tratamento de infecções causada por infecções bacterianas do trato respiratório inferior, otite média e gonorreia descomplicada. Trimetoprim - Outro antimetabólito que interfere no metabolismo do ácido fólico, por inibição da di-hidrofolato redutase, impedindo assim a conversão de di-hidrofolato para tetra-hidrofolato. - Essa inibição bloqueia a formação de timidina, algumas purinas, metionina e glicina. - Trimetoprim é comumente combinado com sulfametoxazol para produzir uma combinação sinérgica ativa em dois passos na síntese de ácido fólico. - Bactérias tais como Pseudomonas são resistentes. A diminuição da afinidade de di-hidrofolato redutase pode ser a fonte de resistência ao trimetoprim. Além disso, as bactérias que usam timidina exógena (p. ex., enterococos) são também intrinsecamente resistentes. Dapsona e ácido para-aminossalicílico - Também são antifolatos que se provaram úteis para o tratamento de infecções micobacterianas. Inibidores da síntese de ácidos nucleicos Quinolonas - São uma das classes de antibióticos mais amplamente utilizadas. Tem efeito bactericida (mata a bactéria) - A primeira quinolona utilizada na prática clínica foi o ácido nalidíxico (infecções urinárias causadas por bactérias Gram-negativas) - Esta droga já foi substituída mais recentemente por quinolonas mais ativas, como ciprofloxacina, levofloxacina, moxifloxacina e norfloxacino. - Alto espectro para gram-negativas. - Modificação em dois anéis no núcleo originou as quinolonas mais recentes (fluoroquinolonas) – pela facilidade de resistência bacteriana. Mecanismo de ação - Inibem a DNA topoisomerase do tipo II (girase) ou topoisomerase do tipo IV, necessárias para a replicação do DNA bacteriano. - A DNA girase é o principal alvo das quinolonas em bactérias Gram-negativas, enquanto a topoisomerase do tipo IV é o alvo principal em bactérias Gram- positivas. Resistência: - Mutações cromossômicas nos genes estruturais da DNA girase e topoisomerase do tipo IV. Alteração da permeabilidade à droga pela membrana celular Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 bacteriana. Bomba de efluxo (mecanismo que aumenta a retirada da droga do interior da célula). Propriedades farmacológicas: - São bem absorvidas pelo TGIS, biodisponibilidade superior a 50% e pico em ate 3h. Há competição com alimentos, retardando o seu pico. O índice terapêutico (quantidade que chega no sangue) não é de 100%. Ligação proteica entre 15 a 30%. Indicações clínicas: T.U: altamente efetivas para infecções urinarias não complicadas (cistites, pielonefrites e prostatites) e ativa contra bactérias genitais (clamídias e micoplasmas que podem causar uretrite inespecífica).T.G.I: Gastroenterites (Salmoneloses, E. coli) T.R: infecções de vias aéreas superiores como sinusites – fluorquinolonas (exceto ciprofloxacina). OBS: Não devem ser usadas por gestantes ou mulheres amamentando!! Rompedores de parede celular Penicilinas e Cefalosporinas - Os beta-lactâmicos são uteis e prescritos com frequencia. - Compartilham uma estrutura e um mecanismo de ação comuns – inibição da síntese da parede celular bacteriana por peptideoglicano. Por isso são indicados apenas para bactérias que possuem parede celular. - Penicilinas: amoxicilina, ampicilina, carbenicilina. - Grupo farmacofórico das penicilinas (responsável pelo mecanismo de ação) = ácido 6-aminopenicilânico (beta-lactâmico). Mecanismo de ação: - A parede celular é essencial pro crescimento e desenvolvimento da bactéria (estabilizada pelo peptideoglicano). Em gram-positivas, a parede é bem espessa, sendo está muito fina em gram-negativas. - Semelhança com o grupamento terminal D-Alanil-D- Alanina do peptídeo. - Presença das PLP (proteínas de ligação da penicilina – podem causar lise tardia). Resistência - Produção de beta-lactamases: meio mais eficiente e comum. - Modificações estruturais das proteínas ligadoras de penicilina (PLP) - Diminuição da permeabilidade bacteriana ao antimicrobiano através de mutações e modificações nas porinas. - Ao chegar no estômago, sofre ação do HCL e das proteases do TGI (farmacocinética diferente) e por isso é subdividida em classes: Benzilpenicilinas / naturais Penicilina V Apenas de uso oral. Derivadas do ácido fenoxiacético (insolúvel em meio acido) Cristalina ou aquosa se dissolve facilmente na corrente sanguínea, sendo restrita ao uso endovenoso, possui meia vida curta, é eliminada rapidamente do organismo e alcança todos os tecidos G procaína Intramuscular, associação com procaína retarda o pico e aumenta níveis séricos por 12h. G benzatina (benzetacil) De deposito, uso intramuscular e pouca solubilidade. Os níveis séricos permanecem de 15 a 30 dias. OBS: Usadas em pacientes internados e monitorados Aminopenicilinas - São penicilinas semi-sinteticas com maior espectro de ação em relação as penicilinas naturais. - São estáveis em meio acido e bem absorvidas após administração oral (tanto oral como parenteral). Surgiram para facilitar o uso, podendo ser utilizadas em tratamento domiciliar. - Amoxicilina e ampicilina Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 Penicilinas resistentes as penicilinases - Oxacilina = Seu uso deve ser restrito ao tratamento de infecções que se suspeita ou se sabe serem causadas por estafilococos que produzem a enzima (uso hospitalar) – uso em monitoramento. Penicilinas de amplo espectro - Obtidas por associação com inibidores da betalactamase. - Inibidores da beta-lactamase, quando em associação com antimicrobianos beta-lactâmicos, ligam-se as beta-lactamases. Dessa forma, evitam a hidrolise do anel beta-lactamico e potencializam sua atividade. - Amoxicilina + ácido clavulânico (sinergismo – parece com estrutura da beta-lactamase e a amoxicilina fica livre pra sua ação) - Ao ser quebrado, a amoxicilina quebra a PC, muito usado em bactérias resistentes. Exemplos de Uso terapêuticos Cocos gram positivos e negativos - Infecções pneumocócicas – A penicilina G continua sendo o agente de escolha para o tratamento de infecções causadas por cepas de S. pneumoniae - Infecções estreptocócicas – Faringite estreptocócica (Streptpcoccus pyogenes). Terapia oral preferida consiste em penicilina V - Infecções das vias respiratórias superiores – Aminopenicilinas. São ativas contra S. pneumoniae, H. influenzae, que constituem importantes patógenos bacterianos das vias respiratórias superiores. Efeitos colaterais - Toxicidade: Geralmente as penicilinas apresentam pouca toxicidade, mas suas reações de hipersensibilidade são frequentes, ocorrendo em até 8% dos pacientes - Variações: podem variar desde uma simples reação urticariforme até choque anafilático - Agentes: É mais comum com as benzilpenicilinas, entretanto, pode ocorrer com qualquer penicilina. Cefalosporinas - O Cephalosporium acremonium foi a primeira fonte das cefalosporinas, isolado em 1948, por Brotzu, no mar próximo a saída de esgoto na costa de Sardenha. - Mesmos mecanismos das penicilinas atuando na parede celular. Classificação - A classificação por gerações baseia-se nas características gerais da atividade antimicrobiana, ou seja, de acordo com seu espectro de ação. - Ação em gram negativos - Cefalosporinas de Primeira Geração: Têm boa atividade contra bactérias Gram-positivas e atividade relativamente moderada contra microorganismos Gram-negativos. (cefazolina, cefalexina, cefalotina). - Cefalosporinas de Segunda Geração: exibem uma atividade ligeiramente aumentada contra microrganismos Gram-negativos, mas são menos ativas do que os agentes de terceira geração. (cefuroxina, cefaclor, cefoxicitina, cefotetano) - Cefalosporinas de Terceira Geração: menos ativas do que as de primeira geração contra cocos Gram- positivos, mas são muito mais ativas contra as Enterobacteriaceae, incluindo as cepas produtoras de β-lactamase. Usada em bactérias resistentes. (cefotaxina, ceftriaxona e ceftazidina) - Cefalosporinas de Quarta Geração: as cefalosporinas de quarta geração, têm espectro ampliado de atividade em comparação com as da terceira geração e exibem maior estabilidade à hidrólise por β-lactamases. (cefepima) - Cefalosporinas de Quinta Geração: Ceftarolina e Ceftobirpol – ativas contra Staphylococcus aureus resistentes à meticilina. Amplo espectro contra gram negativos. Reações Adversas -Os efeitos colaterais mais comuns consistem em reações de hipersensibilidade às cefalosporinas. - As reações parecem ser idênticas às causadas pelas penicilinas, e isso pode estar relacionado com a estrutura β-lactâmica compartilhada por ambos os grupos de antibióticos. Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 Inibidores da síntese proteica Os antibacterianos discutidos nesta seção são: -Bacteriostáticos, inibidores da síntese proteica, que atuam principalmente através de sua ligação com os ribossomas; -Inibidores não β-lactâmicos da síntese da parede celular; Aminoglicosideos - Nenhum representante desta classe é adequadamente absorvido após administração oral; - São utilizados primariamente no tratamento de infecções causadas por bactérias Gram-negativas aeróbicas; - Interferem na síntese de proteínas dos microrganismos sensíveis; - Em contraste com a maioria dos inibidores da síntese microbiana de proteínas, que são bacteriostáticos, os aminoglicosídeos são bactericidas - Embora sejam fármacos importantes e amplamente utilizados, sua grave toxicidade constitui uma das principais limitações; - A nefrotoxicidade e a ototoxicidade são as mais notáveis. - Estreptomicina - Um aminoglicosídeo é um grupo de fármacos compostos de grupo amino e grupo glicosídeo Mecanismo de ação - Os aminoglicosídeos difundem-se através dos canais aquosos formados pelas proteínas porinas na membrana externa das bactérias Gram-negativas. - Uma vez no interior da célula, os aminoglicosídeos ligam-se a polissomas e interferem na síntese de proteínas ao induzir leituras incorretas e interrupção prematura da tradução do mRNA - Possuem atividade antimicrobiana extremantes reduzidos em ambiente anaeróbico. - O principal local de ação intracelular dos aminoglicosídeos é a subunidade 30S dos ribossomas - O transportedos aminoglicosídeos através da membrana citoplasmática é um processo ativo que depende de oxigênio. - Portanto, as bactérias estritamente anaeróbicas são resistentes a esses fármacos, visto que carecem do sistema de transporte necessário. - De forma semelhante, as bactérias facultativas tornam-se resistentes quando crescem em condições anaeróbicas Propriedades farmacológicas - São cátions altamente polares e, portanto, pouco absorvidos pelo trato gastrointestinal; - Os fármacos não são inativados no intestino e são eliminados quantitativamente nas fezes; - Os níveis séricos máximos são obtidos após 60 a 90 minutos, por via intramuscular, e em infusões intravenosas por 30 minutos. - As concentrações dos aminoglicosídeos nas secreções e nos tecidos são baixas. - São encontradas concentrações elevadas apenas no córtex renal e na perilinfa da orelha interna, O que pode contribuir para a nefrotoxicidade e ototoxicidade causadas por esses fármacos -São eliminados quase que inalterados por filtração glomerular Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 Efeitos adversos Ototoxicidade: É em grande parte irreversível e resulta da destruição progressiva das células sensoriais vestibulares ou cocleares que são altamente sensíveis aos aminoglicosídeos. Nefrotoxicidade : Retenção do fármaco nas células tubulares proximais. Cerca de 8 a 26% dos pacientes que recebem um aminoglicosídeo por vários dias desenvolvem comprometimento renal – quase sempre reversível. Indicações clínicas - Os principais usos dos aminoglicosídeos são Septicemias, infecções do trato urinário, endocardites, infecções respiratórias, infecções intra-abdominais, meningites e infecções de articulações. - Apresentam grande atividade contra bacilos e cocos gram-negativos aeróbicos: Klebsiella spp., Serratia spp., Enterobacter spp., Citro-bacter spp., Haemophilus spp., Acinetobacter spp. e cepas de Pseudomonas aeruginosa. Estreptomicina Em geral pouco utilizada; Efeito positivo no tratamento de endocardite bacteriana causada por cepas de enterococos e estreptococos; Boa atividade contra Mycobacterium tuberculosis, no entanto, usada em esquemas alternativos contra tuberculose, quando há resistência a isoniazida e/ou rifampicina ou quando a terapia parenteral é necessária. Gentamicina Geralmente é o aminoglicosídeo de primeira escolha visto seu baixo custo e atividade confiável em quase todos os aeróbicos Gram-negativos; Indica-se um aminoglicosídeo em combinação com um antibiótico β-lactâmico para a terapia da pneumonia hospitalar quando o provável agente etiológico consiste em aeróbicos Gram-negativos resistentes a múltiplos fármacos. Amicacina Apresenta o maior espectro de atividade antimicrobiana do grupo; Desempenha um papel especial nos hospitais onde prevalecem microrganismos resistentes à gentamicina Neomicina Antibiótico de amplo espectro; O sulfato de neomicina está disponível para administração tópica ou oral; Tem sido amplamente utilizada para aplicação tópica numa variedade de infecções de pele e das mucosas, incluindo infecções associadas a queimaduras, feridas, úlceras e dermatoses infectadas Tetraciclinas - São ativas contra ampla variedade de bactérias Gram- positivas e Gram-negativas aeróbicas e anaeróbicas. - Conhecidas por muito tempo como antibióticos de amplo espectro até aparecimento de resistência bacteriana nas últimas décadas. - Clortetraciclina, oxitetraciclina, demeclociclina, metaciclina, doxiciclina e minociclina. - As tetraciclinas inibem a síntese de proteínas bacterianas através de sua ligação como ribossoma 30S da bactéria. Propriedades Farmacológicas A absorção oral das tetraciclinas é prejudicada pela ingesta concomitante de alimentos, antiácidos, leite e ferro (quelação dos cátios divalentes e trivalentes). Indicações Clínicas - Podem ser utilizadas no tratamento de infecções causadas por clamídias, riquétsias, cólera, brucelose e actinomicose. São alternativas no tratamento de infecções causadas por Mycoplasma pneumoniae, N. gonorrhoeae, Treponema pallidum e em pacientes com traqueobronquites e sinusites. Efeitos colaterais -Podem causar reações alérgicas como: urticárias, exantemas, edema periorbitário e reações anafiláticas; Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianos Sophia Cruz - M40 -Podem causar alterações na cor dos dentes em crianças, hipoplasia do esmalte dentário e crescimento ósseo anormal, principalmente se utilizadas durante a gestação; -Os efeitos gastrintestinais mais comuns são: náuseas, vômitos e diarreia; Cloranfenicol O cloranfenicol inibe a síntese proteica nas bactérias. Penetra rápido nas células bacterianas, provavelmente por difusão facilitada. Liga-se na subunidade ribossômica 50S. Propriedades Farmacológicas - É disponível na forma oral (palmitato), intravenosa (succinato) e tópica. É hidrolisado no trato digestivo antes de ser absorvido, atingindo pico sérico em 1 a 2 horas. Indicações clínicas - Tem sido usado no tratamento de infecção por enterococos resistentes à vancomicina. Pode ser utilizada nas salmoneloses, principalmente na febre tifóide. - É alternativa no tratamento de meningite bacteriana e epiglotite, artrite séptica e osteomielite por Haemophilus influenzae em pacientes alérgicos aos ß- lactâmicos. Efeitos colaterais - Náuseas, vômitos, alteração no paladar, diarreia e irritação anal podem ocorrer durante administração oral; - Efeito hematológico dose-dependente (leucopenia ou trombocitopenia); - Resposta idiossincrática – anemia aplásica. - A terapia com cloranfenicol deve limitar-se às infecções para as quais o benefício do fármaco ultrapassa os riscos de toxicidade potencial. Quando se dispõe de outros antimicrobianos igualmente eficazes e potencialmente menos tóxicos do que o cloranfenicol, deve-se utilizá-los. Macrolídios - Eritromicina, Claritromicina e Azitromicina) - Os macrolídeos são agentes bacteriostáticos que inibem a síntese de proteínas através de sua ligação reversível a subunidades ribossômicas 50S de microrganismos sensíveis; -Constatou-se que a eritromicina interfere na ligação do cloranfenicol, que também atua nesse local; -As bactérias Gram-positivas acumulam cerca de cem vezes mais eritromicina que os microrganismos Gram- negativos. - O espectro de ação é semelhante, diferindo apenas na potência contra alguns microrganismos. Indicações clínicas - Os macrolídeos são utilizados como alternativa terapêutica em pacientes alérgicos à penicilina, nas seguintes condições: infecções do trato respiratório por estreptococos do grupo A; - Pneumonia por S. pneumoniae; - Prevenção de endocardite após procedimento odontológico; - Infecções superficiais de pele (Streptococcus pyogenes); - Profilaxia de febre reumática (faringite estreptocócica), e raramente como alternativa para o tratamento da sífilis; - São considerados primeira escolha no tratamento de pneumonias por bactérias atípicas (Mycoplasma pneumoniae, Legionella pneumophila, Chlamydia spp.). Vancomicina - Inibe a síntese da parede celular de bactérias sensíveis por meio da sua ligação de alta afinidade à extremidade terminal D-alanil-D-alanina de unidades precursoras da parede celular; - Bactericida para microrganismos em divisão; - Spectro – Gram-positivas; - Comercializado para uso intravenoso em forma de pó estéril para solução; Microbiologia: Quimioterapia dos antimicrobianosSophia Cruz - M40 - Indicada para tratamento de infecções graves resistêntes a outros antimicrobianos, bem como infecções estafilocócicas graves em pacientes alérgicos às penicilinas e cefalosporinas. Tabela de resumo retirada do Murray Antibiótico Ação Ruptura da parede celular Penicilinas Cefalosporinas Cefamicinas Carbapenêmicos Monobactâmicos Ligam-se as PBP e as enzimas responsáveis pela síntese do peptideoglicano Inibidor de beta- lactamse Liga-se as beta- lactamases e previne a inativação enzimática do beta-lactamico Vancomicina Daptomicina Bacitracina Polimixinas Isoniazida Etionamida Etambutol Cicloserina Inibidores da síntese proteica Aminoglicosideos Tetraciclinas Glicilciclinas Oxazolidinona Macrolideos Cetolideos Clindamicina Estreptograminas Inibidores da síntese de ácidos nucleicos Quinolonas Rifampicina Rifabutina Metronidazol Antimetabólitos Sulfonamidas Dapsona Trimetoprim QUESTÕES 1. Descreva o modo de ação dos seguintes antibióticos: penicilina, vancomicina, isoniazida, gentamicina, tetraciclina, eritromicina, polimixina, ciprofloxacina e sulfametoxazol. 2. Denomine os três mecanismos que as bactérias usam para se tornar resistentes aos antibióticos β- lactâmicos. Qual o mecanismo responsável pela resistência à oxacilina em Staphylococcus? Resistência ao imipenem em Pseudomonas? Resistência à penicilina em S. pneumoniae? 3. Por quais três mecanismos os organismos desenvolveram resistência aos aminoglicosídeos? 4. Qual mecanismo é responsável pela resistência às quinolonas? 5. Como as sulfonamidas e o trimetoprim diferem no seu modo de ação?
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