Prof.Dr.Luis Carlos Figueira de Carvalho

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Antibióticos

Antibióticos

Os principais pontos de ação dos antibióticos são a inibição da síntese do peptideoglicano da parece celular bacteriana, lesão da membrana citoplasmática e interferência na síntese de ácido nucléico e proteínas.

Os antibióticos podem ser bactericidas (matam) ou bacteriostáticos (impedem o crescimento).

A essência da quimioterapia antimicrobiana é a toxicidade seletiva: matar ou inibir o microorganismo sem afetar o hospedeiro. Esta toxicidade se baseia nas diferenças entre a estrutura e a composição química das células procarióticas e eucarióticas.

Inibição da síntese da Parede Celular

A parede celular da bactéria é formada por peptideoglicano. A penicilina e outros antibióticos impedem a síntese completa dele, consequentemente enfraquece a parede celular e a célula sofre lise. Como as células humanas não possuem peptideoglicano, a penicilina possui baixa toxicidade para a célula do hospedeiro.

A síntese dos componentes do peptideoglicano é afetada por antibióticos β-lactâmicos (penicilinas e cefalosporinas).

Inibição da síntese protéica

A biossíntese de DNA, RNA e proteínas envolve um número de reações bioquímicas complexas. Como a síntese protéica é uma característica comum a todas as células, tanto as procariontes quanto as eucariontes, não é um alvo para a toxicidade seletiva. Porém esta síntese é diferente entre as bactérias e as células do hospedeiro, pois existem diferenças entre seus ribossomos, os coeficientes de sedimentação são, respectivamente, 70S e 80S, o que permite ação seletiva dos aminoglicosídeos.

Vários antibióticos realizam suas ações inibitórias interferindo com as diversas etapas de síntese protéica, como a estreptomicina, tetraciclinas, cloranfenicol e rifamicina, por exemplo.

Danos à membrana plasmática

Vários antibióticos, especialmente os polipeptídicos, promovem alterações na permeabilidade da membrana plasmática. As polimixinas rompem os fosfolipídios, destruindo a característica normal de permeabilidade da membrana, deixando escapar substâncias essenciais das células, causando morte celular.

Os antibióticos que agem na membrana plasmática possuem grupamentos básicos (NH3+) e uma cadeia lateral de ácidos graxos. O ácido graxo, quando alcança a membrana plasmática, mergulha na sua parte lipídica e a porção básica permanece na superfície. Essa intercalação de moléculas provoca sua desorganização, resultando na saída dos componentes celulares e morte da bactéria.

Leia também:

Fontes:
Luiz Rachid Trabulsi e Flavio Alterthum. Microbiologia, São Paulo: Atheneu, 2008.
Chan, E. C. S. Krieg, Noel R. Pelczar Jr. Microbiologia. São Paulo: Pearson, 1997.
Tortora, Gerard J. Funke, Berdell R. Case

 

QUESTÕES

  1. Qual o mecanismo de ação dos seguintes antimicrobianos: penicilinas, cefalosporinas, carbapenen, bacitracina, vancomicina, cicloserina, fosfomicina, aztreonam e teicoplanina?  RESP. Inibição da síntese, ou, danos na parede cellular
  2. Qual o mecanismo de ação dos seguintes antimicrobianos: polimixinas,  colistina, tirotricina, anfotericina, nistatina, miconazol, cetoconazol, fluconazol e  itraconazol? RESP. Danos na membrana citoplasmática
  3. Qual o mecanismo de ação dos seguintes antimicrobianos: quinolonas, rifampicina, nitrofurantoina, nitroimidazóis, metronidazol, novobiocina, griseofulvina, 5-flucitosina, ribavinina, aciclovir, ganciclovir, zidovudina, didanosina, zalcitabina, estavudina e lamivudina RESP. Inibição da síntese ou metabolismo de ácidos nucléicos
  4. Qual o mecanismo de ação dos seguintes antimicrobianos: aminoglicosídeos, tetraciclinas, cloranfenicol, tiafenicol, espiramicina, eritromicina, clindamicina, mupirocina, ácido fusídico, miocamicina, claritromicina, aztromicina, roxitromicina, canamicina e rifampicina? RESP. Inibição da síntese protéica
  5. Como as bactérias podem se tornar resistentes aos antimicrobianos?  Cite 5 mecanismos genéticos e 5 mecanismos bioquímicos.

MECANISMO GENÉTICO

MECANISMO BIOQUÍMICO

A - Mutação cromossômica
B - Expressão indutível de um gene cromossomal lactente
C - Alteração do material genético através da Transformação (alteração do DNA),
D - Alteração do material genético através da Transdução (mediado por bacteriófago)
E - Alteração do material genético através da Conjugação (mediado por plasmídios)
A - Inibição da síntese, ou, danos na parede celular
B - Danos na membrana citoplasmática
C - Inibição da síntese ou metabolismo de ácidos nucléicos
D - Inibição da síntese protéica
E - Modificação da energia metabólica

 

 

  1. Qual o mecanismo de ação dos seguintes antimicrobianos: sulfonamidas, sulfonas, trimetoprim, primetamina, primaquina, dapsona e  isoniazida?  RESP. Modificação da energia metabólica
  2. A conjugação com transferência de DNA plasmidial é observado comumente entre as Enterobacteriaceae, Pseudomonas sp. e bactérias anaeróbicas.  Que outra habilidade de genes entrar transmissivelmente em plasmídios ou em cromossomos que leva a resistência bacteriana aos antimicrobianos? RESP. As bactérias podem possuir transposons, também chamados de genes "saltadores", que têm habilidade de entrar transmissivelmente em plasmídios ou em cromossomos
  3. A resistência pode ser transferida horizontalmente por plasmídios ou por transposons conjugativos localizados em cromossomos que disseminam a resistência para outras espécies. Está bem postulado que Escherichia coli transfere a habilidade de produzir a enzima ß-lactamase, para Haemophilus influenzae. Qual o mecanismo de ação da beta-lactamase que induz a resistência a droga?  RESP. As ß-lactamases são dotadas de atividade inibitória contra penicilinas e cefalosporinas, provocando por hidrólise - ruptura do anel ß-lactâmico, existente na molécula desses antibióticos. Há dois tipos de ß-lactamases: um deles é ativo, principalmente contra as penicilinas; o outro, tanto contra penicilina como contra cefalosporinas. Essas enzimas,  localizadas na membrana citoplasmática da bactéria, são constitucionais e mediadas por  plasmídios
  4. Os bacilos gram-negativos, principalmente os da família  Enterobacteriaceae  Pseudomonas  aeruginosa,  quando  possuem  fator  R ou  plasmídio  de  resistência,  são  capazes de produzir enzimas de diversos tipos que podem induzir resistência à antibiótico. Cite 4 exemplos de enzimas e seus respectivos antibióticos que atuam.

ENZIMAS

ANTIBIÓTICOS

ß-lactamases

Penicilinas

Cefalosporinases

Cefalosporinas

Cloracetil transferases

Cloranfenicol

Enzimas inativadoras do aminoglicosideos

Aminoglicosídeos

 

  1. A inativação enzimática com modificação da molécula do antimicrobiano é o mecanismo de resistência mais freqüentemente encontrado, onde o germe resistente apresenta um código genético geralmente epissômico que comanda a produção de enzimas que inativam o antibiótico. Existem diferentes enzimas nas diversas espécies bacterianas que são capazes de inativar diversos antimicrobianos por inativação em diferentes pontos. Cite um exemplo, relacionando a enzima, o antibiótico e a bactéria. RESP= ENZIMA: ß-lactamases; ANTIBIÓTICO: PENICILINA; BACTÉRIA: Staphylococcus aureus
  2. A resistência à penicilina além de ser provocada pela ruptura do anel ß-lactâmico, também pode ser causada por outros mecanismos. Cite 2 mecanismos.RESP. Redução da permeabilidade da bactéria impedindo a entrada e, conseqüentemente, a ação do antibiótico, ou  pela alteração na ligação da penicilina com as proteínas de ligação das penicilinases, cuja ligação é indispensável para a ação das penicilinas
  3. As enzimas inativadoras dos aminoglicosídeos são diversas, podendo atuar nos diversos grupos hidroxila e amina existentes na molécula desses  antibióticos.  Por  conjugação,  essas  enzimas podem ser transferidas para outras bactérias através dos “fatores R", localizados nos plasmídios. Essas  enzimas  atuam  de  diversas  maneiras:  por  qual mecanismo? RESP. Por  acetilação  do  grupo amina, adenilação e fosforilação do grupo hidroxila
  4. A resistência a rifampicinas e quinolônicos  é devido a mutações sofridas pelas enzimas RNA polimerase e girases que são inibidas, respectivamente, pelas rifampicinas e quinolônicos. Qual o mecanismo bioquímico que justifica a resistência a essas drogas? RESP. A resistência a rifampicinas e quinolônicos  é devido a mutações sofridas pelas enzimas RNA polimerase e girases que são inibidas, respectivamente, pelas rifampicinas e quinolônicos. As alterações fazem com que essas enzimas não se combinem com os dois grupos de drogas
  5. Em geral, as bactérias tornam-se resistentes à tetraciclina por aquisição de plasmídios R que medeiam a produção de certas proteínas denominadas "tet". Qual o mecanismo bioquímico que justifica a resistência a essa droga?  RESP. As proteinas "tet"  expulsam as tetracicinas que entram na bactéria
  6. A resistência às sulfonamidas pode ser decorrente de mutação ou da aquisição de plasmídios R. As mutações podem levar à superprodução de ácido p-aminobenzóico (PABA),  e a alterações estruturais de enzimas que participam da síntese do ácido tetra-hidrofólico e podem ser codificadas por plasmídios R. Embora as bactérias possam se tornar resistentes à trimetoprim por meio de mutação. Qual o mecanismo genético mais importante  nesse processo?  Resp. O mecanismo genético mais importante é a aquisição de plamídios R, que codifica a síntese  de uma di-hidrofolato redutase, que é resistente à ação da droga
  7. Preencha o quadro abaixo colocando os exemplos de penicilinas e cefalosporinas

 

PENICILINAS

CEFALOSPORINAS

Naturais

Penicilinase resistentes

Espectro ampliado

1ª Geração

2ª Geração

3ª Geração

Penicilina G

Nafcilina

Ampicilina

Cefalexina

Cefaclor

Cefepina

Penicilina V

Metilcilina

Amoxicilina

Cefalotina

Cefamandol

Cefixina

 

Oxacilina

Carbenicilina

Cefazolina

Cefonicida

Cefotaxina

 

Cloxacilina

Ticarcilina

Cefapirina

Cefuroxina

Ceftazidima

 

 

Mezlocilina

Cefradina

Cefotetano

 

 

 

Piperacilina

 

Cefoxitina

 

 

  1. O Antibiograma (teste ïn vitro”) mostrou que determinado antibiótico inibia o crescimento bacteriano (sensível), no entanto o paciente (“in vivo”) não respondia à terapêutica com o referido antibiótico. Quais são as possíveis variáveis que podem justificar esses resultados, considerando que o exame tenha sido feito corretamente.  RESP:  As variáveis farnacológicas, tais como, absorção, distribuição, biodegradação, eliminaão, níveis plasmáticos, acesso ao local da infecção, etc.,
  2. Diferencie Quimioterápicos de Antibióticos. RESP= Os Quimioterápicos são substâncias sintetizadas no laboratório, enquanto que antibióticos são sintetizados por seres vivos.
  3. Cite os principais  seres vivos responsáveis pela produção de antibióticos. Resp=Bactérias do gênero Streptomyces. Fungos do gênero Penicillium e Cephalosporium.
  4. Diferencie os termos Bactericida e bacteriostáticos. Resp= Os Bactericidas causam a morte da célula bacteriana. Os Bacteriostáticos agem somente inibindo o crescimento da célula bacteriana.
  5. Como podem ocorrer a interação dos anti bacterianos com a célula bacteriana? RESP= A nível de parede bacteriana, membrana plasmática, ribossomos, DNA e ao nivel de metabolismo intermediário.
  6. Diga onde atuam os antibacterianos a nível de parede. RESP=Estes antibióticos interferem na terceira etapa da síntese do peptidoglicano, isto é, aquela que se passa externamente à membrana plasmática.
  7. Como agem as bactérias no que diz respeito a resistência a Penicilina? RESP=    A resitência à penicilina é determinada pela ruptura do anel betalactâmico( antibiótico que age a nível de parede), esta ruptura é devido a ação de uma enzima de nome b-lactamase, produzida pela bactéria resistente
  8. Cite exemplos de antibacterianos que atuam a nível de ribossomos RESP=          Aminoglicosídeos, tetraciclinas, cloranfenicol, eritromicina, lincomicina e clindamicina.
  9. Cite exemplos de antibacterianos que atuam a nível de metabolismo intermediário e explique como atuam? RESP=           Atuam a nível de metabolismo intermediário as sulfonamidas e a trimetropina, que interferem na síntese do ácido tetraidrofólico.
  10. Diga como atua as rifampicinas e onde estas atuam. RESP=As rifampicinas atuam a nível de DNA. Combinam-se de maneira irreversível com as RNA- polimerases, bloqueando a transcrição do DNA. Como esta combinação é irreversível, estes antibióticos são bactericidas.
  11. Cite exemplos de antibacterianos Betalactâmicos. RESP = Penicilinas, Cefalosporinas, Carbapenemas, Monobactâmicos, inibidores de betalactamases.

 

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