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Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 1 Aminoglicosídeos Estreptomicina, descoberta por Sacks e Waksman e colaboradores em 1944, Isolamento a partir de um Actinomiceto, o Streptomyces griseus. Outros antibióticos naturais com propriedades semelhantes, neomicina e a tobramicina, também isolados de culturas de bactérias do gênero Streptomyces. Gentamicina, isolada de culturas de um fungo do gênero Micromonospora. Aminoglicosídeos semissintéticos, representados pela amicacina – amicacina é o aminoglicosídeo mais potente por ser semissintética; é como se fosse um degrau além de aminoglicosídeo. Muitas vezes usamos gentamicina e não funciona muito bem, sendo a amicacina uma alternativa nesses casos. Dos aminoglicosídeos, normalmente os mais usados são: gentamicina e amicacina. Constituição química complexa. Açúcares e grupamentos amina. Apresentam em sua estrutura molecular um grupamento químico denominado aminociclitol. Policátions (polaridade) TOXICIDADE – principalmente para rim e ouvido O que é mais importante em relação a estrutura molecular do aminoglicosídeo? Eles são os primeiros antibióticos que estamos estudando que possuem CARGA ELÉTRICA – ele tem carga elétrica positiva, sendo uma estrutura polar de cátions. Por ter carga elétrica, ele possui algumas dificuldades: Dificuldade para atravessar as membranas – sendo repelido. Isso constitui a primeira limitação do aminoglicosídeo, que é a incapacidade de ser absorvido por via oral. Não atravessa a barreira hematoencefálica (justamente por não atravessar membranas) – se algum aminoglicosídeo for usado para meningite é preciso puncionar o subaracnoide e fazer por via intratecal. O aminoglicosídeo é classificado como inibidor de síntese proteica. Precisamos lembrar que para um antibiótico inibir a síntese de proteína, ele precisa se ligar no ribossomo – o ribossomo produz proteína e é uma organela citoplasmática. Consequentemente, o aminoglicosídeo obrigatoriamente precisa adentrar a célula para que ele atue no ribossomo – só que essa classe de antibiótico não faz isso com facilidade por possuir carga elétrica positiva. Para entrar dentro da bactéria, o aminoglicosídeo vai depender de GASTO ENERGÉTICO ATRAVÉS DO TRANSPORTE ATIVO COM CONSUMO DE OXIGÊNIO – consequentemente, depende também que o meio que a bactéria vive tenha a PRESENÇA DE OXIGÊNIO. O aminoglicosídeo só atua na presença de oxigênio – então, a bactéria precisa ser aeróbica. Além disso, os aminoglicosídeos não conseguem ter boa concentração dentro da célula humana – consequentemente, eles não cobrem as bactérias chamadas atípicas, que são as que vivem no meio intracelular. Características Gerais Hidrosolúveis – para atravessar barreiras, ser absorvido por via oral, via sublingual, etc é bom que o fármaco seja mais lipossolúvel. Estáveis em pH 6 a 8 – estável em meios levemente ácidos até levemente alcalinos. Portanto, ele é bom para ser feito intravenoso, já que o pH do sangue é em torno de 7,35 até 7,45. Estrutura polar de cátions. Não tem absorção por via oral. Difícil penetração no espaço intracelular ou através da barreira hematoencefálica. Sua atividade antimicrobiana é influenciada, profundamente, pelas condições de pH e aerobiose do meio, exercendo sua ação principalmente em meio aeróbio e em pH alcalino – a atividade do aminoglicosídeo é influenciada por duas condições no meio onde a bactéria está: pH e presença de oxigênio. A estreptomicina, por exemplo, é 500 vezes mais ativa em pH 8,5 do que em pH 5,5. Por tal motivo, a ação das drogas diminui em presença de pus, que é um meio ácido. A presença de oxigênio é fundamental para o transporte ativo dessas drogas nas células microbianas, inatividade contra os anaeróbios ou a redução de sua eficácia contra as bactérias aeróbias facultativas quando situadas em condições de anaerobiose, tais como as coleções purulentas. Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 2 Os aminoglicosídeos perdem muita capacidade antibiótica quando há redução do pH ou diminuição do oxigênio. Exemplo disso são os casos de abscessos, empiema, coleção purulenta, etc – a morte do leucócito gera redução do pH – o aminoglicosídeo não funciona em baixo pH e baixas concentrações de oxigênio. Exemplo: abscesso cutâneo e querem usar neomicina – enquanto tiver pus naquele local, pode ser usada a neomicina por quanto tempo for e não vai adiantar de nada. É preciso drenar, retirar o pus e só depois disso usar o antibiótico. Anaeróbios são naturalmente resistentes aos aminoglicosídeos – NÃO É RESISTENCIA ADQUIRIDA, É NATURAL PORQUE ESSAS BACTÉRIAS NÃO USAM NO SEU METABOLISMO O OXIGÊNIO! SEM O OXIGÊNIO O AMINOGLICOSÍDEO NÃO CONSEQUE ENTRAR NA CÉLULA. A escolha do aminoglicosídeo de uso sistêmico – feito por via intravenosa – normalmente gira entre gentamicina e amicacina. Lembrando que a amicacina é sempre melhor que a gentamicina, por ser um composto semissintético tem maior espectro de ação e tem menor perfil de resistência. A estreptomicina normalmente é resguardada para tuberculose. Aminoglicosídeos tópicos A neomicina está na tabela como tópica, mas também existe em via oral. A oral NÃO tem absorção – ela passa diretamente pelo estomago, pelo intestino delgado e, ao chegar no cólon, mata as bactérias. Apesar de não ter absorção oral, ela não sofre inativação – o aminoglicosídeo entra e sai como molécula inteira, não tem metabolismo. Em que situações a neomicina é usada por via oral? Preparo cirúrgico para cirurgia de cólon (esterilização do cólon). As bactérias do cólon fazem produção de vários radicais nitrogenados (amônia, ureia, nitrato, etc). Esses radicais entram pelo sistema porta e passam pelo fígado e são inativados (metabolizados). Em pacientes que o fígado não funciona perfeitamente (cirrose, insuficiência hepática, hepatite, etc), esses radicais produzidos pelas bactérias não são metabolizados e adentram o sistema cava, indo até o SNC e causam confusão mental, alucinação visual, coma, etc (encefalopatia hepática). UMA MANEIRA DE TRATAR ISSO É FAZER AMINOGLICOSÍDEO POR VIA ORAL – isso vai eliminar esses gram-negativos entéricos, reduzindo a produção clônica dos radicais nitrogenados e melhorando o nível de consciência do paciente hepatopata em encefalopatia hepática. Mecanismo de Ação Bactericidas A destruição das bactérias depende de altas concentrações e não do tempo de concentração. Efeito pós antibiótico Administração em altas doses com longo intervalo. Penetra a membrana externa dos Gram – pelos canais de porinas Transporte ativo na membrana interna depende de carga elétrica, de energia (FDE1), e de oxigênio podendo ser inibida por hiperosmolaridade, cátios divalentes (Ca e Mg), redução do pH e condições anaeróbias. Ligam-se aos Ribosomos (unidade 30S) Interferem na síntese proteica erros de leitura, bloqueia a iniciação da síntese proteica e terminação precoce do RNAm Proteínas anormais produzidas inserem- se na membrana e aumentam a permeabilidade aos aminoglicosídeos Os aminoglicosídeos são inibidores de síntese proteica, atuando no ribossomo. A maioria dos fármacos que são inibidores de síntese proteica são só bacteriostáticos – já o aminoglicosídeo, além de fazer com que a bactéria não produza proteína, também induz a produção de proteínas anormais! Isso faz com que a bactéria incorpore aminoácidos na ordem errada, gerando proteínas erradas que se fundem na membrana da bactéria abrindo buracos altera a permeabilidade e causando a morte da bactéria. Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 3 Primeiro passo do mecanismo de ação – FASE DEPENDENTE DE ENERGIA 1 (FDE1): No gram-positivo: atravessar a membranainterna – isso é um problema para o aminoglicosídeo, já que por ter carga elétrica positiva ele obrigatoriamente depende de gasto de energia para adentrar a membrana interna. Esse gasto de energia é dependente da presença de oxigênio – só serve para bactérias aeróbicas. No gram-negativo: atravessar a membra externa – isso não é um problema para o aminoglicosídeo, pois ele é um fármaco hidrossolúvel e atravessa junto com a água pelos canais de porina. A entrada do aminoglicosídeo na célula é inibida por algumas situações: Hiperosmolaridade – desidratação (aumento da concentração de sódio) e hiperglicemia, por exemplo. Nessas situações a administração do aminoglicosídeo precisa ser corrigida pois ele fica com dificuldade de entrar na célula. Reposição de cátions divalentes durante a administração do aminoglicosídeo – reposição de cálcio ou magnésio – também possuem carga elétrica positiva. Meios com baixo pH – pH ácido Baixas concentrações de oxigênio O ribossomo é dividido em duas subunidades – 30s e 50s. Na parte 30s acontece a sinalização de qual proteína deve ser produzida – o que é feito pelo RNAm. Na parte 50s se ligam as unidades do RNAt trazendo os aminoácidos que vão formar proteína. Quando o aminoglicosídeo é administrado, ele se liga na subunidade 30s. A partir do momento que o aminoglicosídeo se liga na subunidade 30s, ele pode ter três ações: Fazer com que a síntese de proteína não comece Fazer com que a síntese de proteína termine antes do momento correto – o que gera a formação de peptídeos curtos Sinalizar de forma errada para o ribossomo, que produz proteínas com sequencia aminoácido de ordem incorreta – essas proteínas erradas vão se fundir na membrana, alterando a permeabilidade e matando a bactéria. O aminoglicosídeo, apesar de ser inibidor de síntese proteica, é bactericida! Detalhe importante: o aminoglicosídeo é concentração dependente, ou seja, a sua ação depende da dose sérica alta. Então, temos que fazer uma dose sérica alta – mesmo que esse antibiótico reduza o nível sérico, uma vez que ele se liga ao ribossomo, ele gera todo o seu efeito – isso é chamado de EFEITO PÓS- ANTIBIÓTICO. O AMINOGLICOSÍDEO DEVE SER ADMINISTRADO EM ALTA CONCENTRAÇÃO EM LONGAS INTERVALOS DE TEMPO – PORQUE A CONCENTRAÇÃO É O QUE GERA O EFEITO BACTERICIDA E O TEMPO DE EXPOSIÇÃO AO ANTIBIÓTICO É O QUE GERA O EFEITO TÓXICO (NEFROTOXICIDADE, OTOTOXICIDADE). A toxicidade que o aminoglicosídeo gera é dependente do tempo! A morte da bactéria é dependente da concentração do aminoglicosídeo! O aminoglicosídeo é muito usado em sinergismo com outros antibióticos – geralmente com antibióticos que atuem em parede celular. Exemplo: gentamicina + vancomicina, gentamicina + ampicilina. Resistência aos Aminoglicosídeos Incapacidade de penetrar no interior da célula (principalmente na membrana interna), anaeróbios Inativação enzimática mais comum. Amicacina é susceptível apenas a algumas destas enzimas Baixa afinidade pelo ribossomo (mutações ribossômicas, incomum). E. coli e Pseudomonas Resistência crescente nos Enterococcus – é um gram+ entérico; pode causar endocardite – usamos aminoglicosídeo em sinergismo. Sinergismo com beta-lactâmicos Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 4 O mecanismo mais comum de resistência é a inativação do aminoglicosídeo por meio de enzimas. Amicacina é menos susceptível aos mecanismos de resistência por ser um composto semissintético – muitas vezes a bactéria é resistente a gentamicina, mas não é resistente à amicacina. As bactérias anaeróbicas são NATURALMENTE resistentes aos aminoglicosídeos. Mutação do sítio de ação – é muito raro. É chamado de proteção ribossômica. Normalmente para o gram- aeróbio o aminoglicosídeo cobre bem – Amicacina é melhor. Brucella – doença do leite cru. Cobre bem. Yersinia – peste bubônica. Cobre bem. NÃO COBRE BEM: GRAM-NEGATIVOS DE ORIGEM HOSPITALAR! Gonorreia – trata com cefalosporina de 3ª geração. NÃO COBRE DE FORMA ALGUMA: BACTÉRIAS ATÍPICAS (INTRACELULARES) Cobre melhor os gram+ do que os gram- Estreptococo, Estafilococo e Enterococo – cobre bem! Para usar aminoglicosídeo em gram+ é SEMPRE em ação sinérgica! Com penicilinas, ampicilinas ou vancomicina. Exemplo: endocardite – tratamento empírico é feito com vancomicina + gentamicina. Sepse neonatal (relacionada ao estreptococo da vagina) – tratamento com ampicilina + gentamicina. Tuberculose – estreptomicina é resguardada para esses casos. Aminoglicosídeo nunca funciona para anaeróbios – nem o gram+ e nem o gram-. A neomicina, a soframicina e a paromomicina são empregadas somente em uso tópico para infecções da pele ou mucosas, ou da luz intestinal – a neomicina tem via oral, mas o objetivo é ação tópica na luz do cólon. Farmacocinética Absorção oral é de menos de 1% Não são inativados no TGI são eliminados nas fezes sem absorção Há absorção tópica em grandes feridas, queimaduras e úlceras – a toxicidade pode acontecer no uso tópico em feridas. Nesses casos não devemos usar aminoglicosídeo. Bem absorvidos por via IM – é usado em exceções. Por exemplo: paciente só tem mais uma dose de amicacina, mas perdeu o acesso profundo. Nesses casos é mais viável fazer IM do que pegar um acesso venoso central no paciente. Via IV preferencial – essa é a via onde ele é mais estável Via inalatória para fibrose cística – Pseudomonas – a fibrose cística favorece infecção respiratória. Uma maneira de tratar colonização de via aérea por gram- é usar ampola de amicina no nebulizador. Não penetram na célula humana, SNC e olho Ligam-se pouco a Albumina Contra-indicados na gestação (Atravessam barreira e causam ototoxicidade) – atravessa a barreira fetoplacentária e deixa o feto surdo – é teratogênico. Pode usar no recém-nascido. Meia vida de 2-3 horas. Eliminação 1-2 dias Excretados por filtração glomerular Não sofre processo metabólico. Via IV sai pela urina. Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 5 Indicações Infecções graves por Gram-negativos aeróbios Muitas infecções podem ser tratadas com aminoglicosídeos Devido a toxicidade e o risco com o uso prolongado deve ficar restritivo para as infecções potencialmente fatais ou quando um agente menos tóxico está contraindicado Uso em combinação com um agente ativo na parede celular (Beta-lactâmico ou glicopeptídeo) – sinergismo Expandir o espectro empírico Efeito sinérgico – aumenta a potência dos dois antibióticos, expande espectro e reduz resistência. Impedir resistência PNM e sepse em serviços de saúde (Gram – multi) Endocardite (Enterococcus) ITU infecções complicadas, bactérias resistentes Meningite Intratecal Peritonite associada à diálise peritoneal no líquido da diálise. Diálise peritoneal – coloca um cateter no peritônio. De um lado entra um líquido hiperosmolar (feito para aumentar a osmolaridade e “puxar” água) e uma bolsa coletora do outro. Quando o líquido passa pelo cateter, ele faz com que a própria membrana peritoneal atue como membrana de diálise, vindo água e impurezas através do próprio peritônio. Existe facilidade de infecção – uma maneira de tratar a infecção do cateter de diálise é usar aminoglicosídeo no líquido da diálise. Nesse caso não tem absorvão, atuando apenas no peritônio. Uso tópico – cremes, pomadas, colírios, gotas otológicas, etc – desde que não tenha feridas, escaras. Tularemia, Peste e Tuberculose Estreptomicina Ototoxicidade Disfunção vestibular e auditiva Perda bilateral e irreversível da audição Hipofunção vestibular temporária Degeneração das células pilosas e dos neurônios da cóclea Interferência no equilíbrio iônico daendolinfa – gera alterações de equilíbrio (vestibular, gerando tonteiras, etc) – essas alterações são temporárias. As alterações iônicas destroem as células pilosas, fazendo com que se perca definitivamente a audição. Relação com tempo de exposição – por isso aminoglicosídeo é usado pelo menor tempo possível. O aminoglicosídeo tem carga elétrica positiva e muda o equilíbrio iônico da endolinfa, tornando ela mais positiva – lesando as células pilosas, que é por onde o estímulo auditivo é sentido. Importante! Não há problema de fazer uso tópico no ouvido! A ototoxicidade acontece quando é feita por via IV, pois através do sangue esse fármaco chega até a linfa. Nefrotoxicidade 8-26% desenvolvem comprometimento renal Reversível Acúmulo do ATB nas células tubulares proximais Incapacidade de concentração da urina, proteinúria, cilindros hialinos e granulosos, queda da taxa de filtração glomerular Redução da sensibilidade ao ADH – aumenta a perda de água. Também aumenta com o tempo de uso É filtrada e depositada no rim. Entope o túbulo contornado proximal – deposição tubular do antibiótico por isso é tóxico. É reversível, ao suspender o antibiótico acontece melhora. Insuficiência renal aguda por aminoglicosídeo gera poliúria ou mantém a mesma quantidade, mas é uma urina não concentrada, sendo urina de densidade baixa; joga fora água sem filtrar impureza – isso ajuda a diferenciar de outras insuficiências renais agudas! Paralisia muscular Bloqueio neuromuscular agudo e apneia Miastenia gravis são mais sensíveis Inibem a liberação pré-juncional da acetilcolina – algumas pessoas precisam de mais Ach para contrair (miastenia gravis). Paciente com miastenia tem maior risco de fazer paralisia muscular e apneia. Farmacologia Aplicada Turma 106 Letícia Iglesias Jejesky 6 Efeitos Adversos Pouco alergênicos – liberar histamina e IgE é muito incomum entre os pacientes. Anafilaxia e exantema incomuns – raro Eosinofilia, febre, discrasias, estomatite Sensibilidade cruzada Colite pseudomembranosa (Via oral) Aminoglicosídeo é um antibiótico tóxico mas pouco alergênico. A estomatite acontece porque há morte de muitos gram-negativos colonizadores da boca – proliferação de fungos – candidíase oral. Uma vez alérgico a um aminoglicosídeo ele é alérgico a todos – sensibilidade cruzada. Via oral – matar gram-negativo e corre risco de proliferar o C. difficile, correndo risco de causar Colite pseudomembranosa. Por via venosa isso não acontece. Ou seja, se uso aminoglicosídeo para tratar encefalopatia hepática corre o risco do paciente desenvolver Colite pseudomembranosa. O tratamento da Colite pseudomembranosa é Metronidazol + Vancomicina. O C. difficile é um anaeróbio gram-positivo.