ANTIBIOTICE

Sunt substante antibacteriene obtinute din unele bacterii si mucegaiuri.Chimioterapice= substante chimice cu effect antibacterian.

Antibioticotrapia- intemeietorul este A. Fleming care in 1929 descopera prima substanta cu effect antibacterian, produsa de un mucegai din genul Penicillium; substanta va fi purificata si industrializata mai tarziu de Chain si Florey sub numele de Penicilina (1940) descopera actiunea antibacteriana a lizozimului, care poate inhiba dezvoltarea unor Gram+ au luat premiul Nobel- s-a introdus notiunea de antibioza= prezenta in aceeasi cultura a 2 microorganisme impiedica multiplicarea unei bacterii de catre un alt microorganism, datorita producerii de catre acesta a unei substante cu efect antibacterian- s-au descoperit si alte antibiotice produse de mucegaiuri si bacterii: Penicillium- penicilina Cefalosporium: cefalosporine Streptomyces – streptomicina si alte aminoglicozide

- Tetraciclina: actiune bacteriostatica- cloramfenicol (obt. pe cale sintetica)- eritromicina si alte macrolide- lincomicina

Bacillus: polimixina, batracina Chimioterapia

- intemeiata de Paul Erlich care se preocupa de efectul colorantilor asupra bacteriilor introduce notiunea de toxicitate selectiva: un colorant coloreaza unele bacterii si este toxic asupra unei bacterii, dar nu este toxic asura altei bacterii descopera o sare de arsen (derivat 606) cu effect anti Treponema pallidum, care a fost introdus in terapia sifilisului, sub denumirea de Salvarsan- in 1935 Domagk a introdus sulfamida rosie (Prontozil) in terapia infectiilor streptococice

Antibiotic/chimioterapic= substante cu actiune antibacteriana, active asupra bacteriilor in concentratii mici, ce respecta principiul toxicitatii selective ( sunt active asupra bacteriilor sin u au effect asupra celulelor organismului uman/animal), actionand la nivel molecular asupra unei cai metabolice esentiale pentru bacterii , cale care lipseste la eucariote sau , daca este prezenta, nu este afectata de antibiotic.

Antiseptice/ dezinfectante= substante cu effect antibacterian, active asupra bacteriilor, dar care nu respecta principiul toxicitatii selective si au tine de aciune multiple in celula bacteriana. Se utilizeaza pentru uz extern, pentru indepartarea microorganismelor de pe suprafete.

1

Proprietatile generale ale antibioticelor

1. Spectrul de actiune= nr. total de specii microbiene influentate de un antibiotic.- exista antibiotice cu: spectru ingust: active asupra unei specii bacteriene (ex: antibiotice antistafilococice, tuberculostatice) spectru restrans: antibiotice active pe un nr. mic de grupe bacteriene (ex: eritromicina: active pe coci Gram+ si Gram- si unii bacilli Gram-; acid nalidixic: activ doar pe bacilli Gram- spectru larg: antibiotice active asupra majoritatii grupelor, genurilor si speciilor bacteriene: coci Gram+ si Gram-, bacilli Gram+ si Gram-, bacterii anaerobe, spirochete, bacterii cu patogenitate intracelulara: Richettsia, Chlamidia, Mycoplasma. (ex: tetracicline, cloramfenicol, cefalosporine)

2. Efect antibacterian

Clasificarea antibioticelor - antibioticele sunt impartite in mai multe familii (intr-o familie se gasesc antibiotice cu structura chimica asemanatoare, mechanism de actiune identic si spectru de actiune asemanator)- in unele familii avem separate grupuri cu spectru de actiune diferit- unele bacterii pot elibera β-lactamaze ce altereaza β-lactaminele=> bcateriile sunt rezistente la actiunea β-lactaminelor (peniciline, cefalosporine)- Penicilin-sulfonele nu au actiune bactericida evidenta distrug β-lactamazele bacteriene se asociaza cu ampicilina, amoxicilina (augumentin-ul contine aceasta asociere intre un antibiotic si o P-sulfona)- bacilul piocianic este cel mai rezistent

I. Antibiotice care inhiba sinteza peptidoglicanului1. β-lactamine:a) derivatii acidului 6-amino-penicilanic penami:- peniciline naturale si de

semisinteza :- oxapenami: clavani penemi: carbapenemib) derivatii acidului 7-amino- sporanic: cefemi si cefamicine= cefalosporine

*generatia I: cefalotin, cefalexin* generatia II: cefamandol, cefuroxim (zinat), cefoxitin*generatia III: ceftazidim, ceftriaxon, cefoperazona, cefsulodin*generatia IV: cefpirom, cefepim, cefclidin

c) monolactami: aztreonam2. Glicopeptide: vancomicina, teichoplanina, ristocetina3. Fosfomicina

2

4. Cicloserina5. Bacitracina

II. Antibiotice care inhiba sinteza proteinelor bacteriene1. La nivelul subunitatii ribozomale 30 Sa) Aminoglicozide streptomicina, neomicina, kanamicina gentamicina, tobramicina amikacin, dibekacin, netilmicina spectinomicina: aminociclitol pur, bacteriostaticb) Tetracicline naturale: tetraciclina, oxitetraciclina, clortetraciclina de semisinteza: doxiciclina (vibramicina), minociclina tigeciclina2. La nivelul subunitatii ribozomale 50 Sa) Fenicocoli: cloramfenicol, tiamfenicolulb) MLSK: Macrolide- naturale: eritromicina, oleandomicina - de semisinteza: claritromicina, azitromicina Lincosamide: lincomicina, clindamicina Sinergistine (Streptogramine): pristinamicina, quinupristin/ dalfopristin (synercid) Ketolide: telitromicina3. Oxazolidinone: linezolid (zyvoxid)4. Fusidani: acidul fusidic (structura sterolica, spectru ingust- Gram+)

III. Antibiotice care actioneaza asupra membranei citoplasmatice1. Polipeptide ciclice: polimixina B, polimixina E (colistin)2. Gramicidina, tirocidina3. Lipopeptide ciclice: daptomicina4. Defensine: elaborate de PMN neutrofile5. Lantibiotice: elaborate de Streptomices, Bacillus, Stafilococi, Streptococi

IV. Antibiotice care actioneaza asupra acizilor nucleici1. Quinolonea) spectru ingust: acid nalidixic, acid pipemidinicb) spectru larg: Fluorquinolone: Ciprofloxacin, Norfloxacin, Ofloxacin, Enoxacin,

Moxifloxacin, Levofloxacin, Lomefloxacin2. Rifamicine: SV-> spectru ingust Rifampicina-> spectru larg Rifapentin, Rifabutol, Rifabutin, Rifampin3. Furani: nitrofurantoin (infectii urinare), Furazolidon ( infectii digestive)4. Imidazoli: metronidazol, ornidazol, tinidazol

V. Antibiotice care inhiba sinteza ac. folic1. Sulfamide2. Diaminopirimidine: trimetoprim, pirimetamina

3

3. PAS: acid para-amino-salicilic4. Sulfone: dapsona

Antibiotice antituberculoase Clasice: Streptomicina, Kanamicina, Rimfapicina, Cicloserina Tuberculostatice: Isoniazida (HIN), Etambutol, Etionamida, Pirazinamida,

PAS Fluoroquinolne: Levofloxacin, Moxifloxacin, Sparfloxacin Claritromicina, azitromicina

Mecanisme de actiune ale antibioticelor

I. Antibiotice care inhiba sinteza peptidoglicanului1. Familia β-lactaminelor: peniciline, cefalosporine

- inhiba etapa de polimerizare a peptidoglicanului (legarea monomerilor intre ei)- tinta de actiune= poteinele de legare ale penicilinelor (PLP): transpeptidaza, carboxipeptidaza, glicoziltransferaza- numarul PLP difera la diferitele bacterii-determinismul genetic al PLP este cromozomial-> mutatiile modifica numarul lor sau afinitatea pentru antibiotic- fiecare β-lactamina are afinitate pentru o anumita PLP- fixarea antibioticului pe PLP determina: filamente, sferoplasti+liza, sau inhibarea elongarii (forme globuloase)- fixarea antibioticului pe PLP are effect bacteriostatic, dar se cunoaste ca ele au un effect bactericid, care tine de activarea unor autolizine bacteriene- la unele bacterii apare doar efectul bacteriostati acestea sunt “tolerante” la β-lactamine, avand CMI mica, iar CMB mare; toleranta apare datorita lipsei activarii autolizinelor- β-lactaminele sunt active numai pe bacterii in multiplicare (cand se sintetizeaza peptidoglicanul)- actiunea lor este inhibata de β-lactamazele bacteriene (efectul celor din urma este anihilat de penicillin-sulfone, clavani)a) Penami peniciline naturale: Penicilina G e activa pe: coci Gram+ (Staphilococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Enterococus), coci Gram – (Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis), bacilli Gram+ (Bacillus anthracis), Spirochete( Treponema pallidum, Leptospira), bacterii anaerobe din faringe si Clostridium (tetani, perfringens); : penicilina V e rezistenta la pH acid al sucului gastric, dar este necesara o doza dubla pentru realizarea concentratiei serice antibacteriene : peniciline semiretard si retard (benzatin-penicilina= moldamin)- profilaxia complicatiilor post-streptococice. peniciline semisintetice- cu spectru restrans: grupul penicilinelor M- Meticilina, Oxacilina; actiune asemanatoare penicilinelor G; se recomanda in terapia infectiilor produse de bacterii Gram+ producatoare de penicilinaze (penicilinele M au in

4

structura radicalul izoxazolilfenil atasat ciclului β-lactam, ceea ce le confera proprietati antipenicilinazice). - cu spectru larg: grupul penicilinelor A- Ampicilina, Amoxicilina; sunt active pe: coci Gram+ aerobi (S. pyogenes, S. pneumoniae) si anaerobi ( Peptostreptococcus), coci Gram- (Neisseria meningitidis), cocobacili Gram- (H. influenzae), enterococi, bacilli Gram- (enterobacterii: Klebsiella pneumoniae, Proteus, E.coli, Shigella, Salmonella) - carboxipeniciline: actioneaza pe bacterii Gram+ aerobe si anaerobe, pe bacilli Gram- si pe bacilul piocianic multiplu rezistent la antibioticeb) Penemi- folositi doar in infectii grave cu bacterii rezistente la antibioticec) Cefalosporine generatia I: active pe bacteriile Gram+ penicilino-, oxacilino-, ampicilinorezistente si pe un nr. mare de bacili Gram-: E.coli, Proteus, Enterobacter, Klebsiella; nu sunt active pe stafilococii MRSA, enterococi, Bacteroides fragillis, bacilul piocianic su unii bacilli Gram- sin mediul spitalicesc. generatia II: sunt rezistente la penicilinaze si la unele cefalosporinaze; sunt active pe toti bacilii Gram- aerobi si anaerobi si asupra tulpinilor rezistente de E.coli, Klebsiella, Proteus si H.influenzae rezistent la Ampicilina; Cefamandol este active asupra bacililor tifici rezistenti la Ampicilina, Cloramfenicol; nu sunt active pe bacilul piocianic. generatia III: actioneaza asupra bacteriilor selectate in mediul spitalicesc, multiplu rezistente la antibiotice: bacilul piocianic, Bacteroides fragilis, stafilococi; Cefsulodine si Cefoperazona sunt antibiotice de electie in terapia infectiilor cu bacil piocianic rezistent la Gentamicina, Tobramicina, Carbenicilina; generatia IV: active asupra bacteriilor selectate in mediul spitalicesc, multiplu rezistente la antibiotice: bacilul piocianic, E.coli, Proteus, Klebsiella pneumoniae, Enterobacterd) Monobactami Aztreonam e active doar pe bacilli Gram- aerobi si e rezistent la actiunea β-lactamazelor; utilizat in infectii cu Pseudomonas aeruginosa si alti bacilli Gram- rezistenti la antibiotice (in combinatie cu aminoglicozide)

2. Familia glicopeptide: Vancomicina, Teichoplanina, Ristocetin- inhiba polimerizarea PG- au structura tridimensionala asemanatoare unui buzunar, acoperind D-Ala-D-Ala terminala; impiedica actiunea transpeptidazei si a glicoziltransferazei, blocand alungirea PG- au actiune bactericida- spectru de actiune restrans actioneaza numai asupra bacteriilor Gram+, peretele bacteriilor Gram- fiind prea gros nu il pot strabate deoarece au GM foarte mare- Vancomicina antibiotic antistafilicocic utilizat mai ales in terapia infectiilor cu stafilococi multiplu rezistenti la meticilina, oxacilina, cefalosporine (MRSA, MRSE); recomandata si in terapia infectiilor enterococice produse de enterococi rezistenti la β-lactamine si la alte antibiotice, in infectiile cu pneumococi penicilino-rezistenti si in terpaia enterocolitei mucomembranoase cu Clostridium difficille, instalata dupa terapia cu Clindamicina.

5

efect bacteriostatic si bactericid lent toxicitate: ototoxic, nefrotoxic

3. Cicloserina- blocheaza formarea dipeptidului terminal D-Ala-D-Ala prin inhibarea alanin-racemazei si a alanil-sintetazei- este neurotoxica, de aceea este foarte putin folosita- utilizata in tratamentul tuberculozei

4. Fosfomicina- actioneaza in etapa initiala de sinteza a PG, inhiband sinteza acidului N-acetil-Muramic prin blocarea piruvil-transferazei- are spectru larg de actiune, trece usor prin peretele cellular, avand molecula mica- activa pe: coci Gram+, stafilococii meticilinorezistenti si pe unii coci Gram-; are o buna difuzie in LCR

5. Bacitracina- active doar pe bacterii Gram+- inhiba reciclarea Bactoprenolului, care este transportorul de monomeri la suprafata celulei bacteriene- este un peptid cyclic, cu toxicitate crescuta- se administraza numai local si este utilizata pentru identificarea in laborator a Streptococului β-hemolitic de grup A;

II. Antibiotice care inhiba sinteza proteinelor bacterieneA. Antibiotice care se leaga de subunitatea ribozomala 30S1. Familia aminoglicozide- aminociclitoli

- transport active cu mare consum de energie prin MC, deci numai bacteriile cu metabolism aerob sunt sensibile la aminoglicozide- atasare de ARNr 16S favorizata de proteina ribozomala 12S=> se modifica morfologia ansamblului ribosomal si sunt alterate toate etapele sintezei proteice- citirea gresita a ARNm determina proteine membranare modificate, nefunctionale, cu cresterea permeabilitatii- efectul este bactericid prin inhibarea sintezei proteice si alterarea membranara- de generatia I: Streptomicina (utilizata in terapia tuberculozei), Neomicina (aplicatii locale)- au spectru larg, fiind active pe bacilii Gram-; sunt ototoxice si neurotoxice; II: Gentamicina (terapia septicemiilor, endocarditelor produse de Enterococi, a meningitelor etc.), Tobramicina, Sisomicina (active pe bacilul piocianic)- aunt active pe coci Gram+ (inclusive stafilococi MRSA), bacili Gram- rezistenti la aminoglicozide de generatia I; toxicitate mai scazuta decat cele precedente; III: active pe bacilli Gram- rezistenti la Streptomicina, Gentamicina

2. Familia tetracicline- trec usor prin MC bacteriana si eucariota, deci sunt actice sip e bacteriile intracelulare

6

- blocheaza atasarea amino-acil-ARNt de complexul ARNm-ribosomi=> oprirea alungirii lantului polipeptidic- actiune bacteriostatica, spectru larg- sunt active pe : bacterii Gram+, Bacterii Gram-, bacterii intracelulare, spirochete, Helicobacter;- de generatia I: Tetraciclina II: Doxiciclina: terapia infectiiplor respiratorii, a pneumoniilor atipice- nu se prescriu femeilor gravide sau copiilor sub 8 ani deoarece au proprietatea de a se atasa de tesutul osos=> copii se pot naste cu alteari ale tesutului osos;

B. Antibiotice care se leaga de subunitatea ribozomala 50S1. Familia fenicocoli: Cloramfenicol, Tiamfenicol

- se leaga de o proteina ribozomala cu rol de peptidil-transferaza, blocand elongarea- se poate lega de ribozomii mitocondriali si interfereaza cu sinteza unor proteine mitocondriale=> toxicitate pentru eucariote- pot inhiba sinteza proteica in celulele maduvei hematogene (anemie aplastica) si in celulele formatoare de anticorpi, poate cauza anemie hemolitica- actiune bacteriostatica- actiune bactericida asupra pneumococilor, meningoocilor, Bordetella, H. influenzae, motiv pentru care se recomanda in terapia meningitelor la persoane alergice la Penicilina.- au spectru larg de actiune: coci Gram+ si Gram-, bacilli Gram- (E.coli, Salmonella, Klebsiella, Enterobacter), H. influenzae, bacilli anaerobi sporulati si nesporulati (Bacteroides) si pe unii patogeni intracelulari (Rickettsia)- toxic pentru nou nascuti;

2. Familia MLSK- antibioticele au structuri diferite, dar mecanisme de actiune identice- se leaga de ARNr 23S, blocand translocarea si elongareaa) Macrolidele: Eritromicina, Claritromicina- spectru de actiune: la fel ca al Penicilinei G, fiind active si pe Corynebacterium diphteriae, Bordetella pertusis, Chlamydia trachomatis, Mycoplasma, Ureaplasma, Champylobacter jejuni, Legionella; sunt moderat active pe H. influenzae, H. ducrey, Neisserii, Bacteroides;- nu sunt active pe enterobacterii, bacil piocianic.- sunt bacteriostaticeb) Lincosamidele: Lincomicina, Clindamicina- antibiotice antistafilococice- bacteriostaticec) Sinergistine- spectru ingust, antibiotice antistafilococice- indicate in special in terapia infectiilor cu stafilococi producatori de penicilinaze- antibiotice de rezerva in terapia infectiilor stafilococice produse de stafilococii MRSA- au doi compusi: fiecare compus separate este bacteriostatic, dar impreuna sunt bactericide, avand actiune sinergica.d) Ketolidele- derivati ai Eritromicinei

7

- Telithromicina e active in special asupra pneumococilor meticilinorezistenti, dar si asupra altor bacterii: coci Gram+, cocobacili Gram-, bacterii intracelulare: H. influenzae, S. pyogenes, C. pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae si asupra unor bacterii anaerobe.

3. Familia oxazolidinone- clasa noua de antibiotice de sinteza: linezolid, active asupre Gram+ si unor Gram-- actiune bacteriostatica, dar si bactericida asupra pneumococilor- se fixeaza pe ARNr 23S, distorsioneaza locul de legare al ARNt-f-met- acopera ambele subunitati ribozomale (si 30S), prevenind formarea complexului de initiere=> antibiotice antiribozomale- spectru de actiune: bacterii Gram+- utilizati in infectii su stafilococi rezistenti la Meticilina (MRSA), in infectii cu pneumococii rezistenti la Penicilina sau in infectii cauzate de enterococi rezistenti la Vancomicina

4. Familia fusidani- acidul fusidic- are structura sterolica- nu actioneaza pe ribozomi, ci se leaga de factorul de elongare EFG, impiedicand reciclarea lui (se formeaza un complex stabil EFG-ribozomi-guanozin-difosfat) si blocheaza translocarea- spectru ingust de actiune: bacterii Gram+, mai ales Stafilococi si pe coci Gram- (Neisseria);- recomandat in terapia infectiilor stafilococice produse de stafilococi rezistenti la β-lactamine (MRSA, MRSE) sau la personae alergice la Penicilina;- efect bacteriostatic

III. Antibiotice care actioneaza asupra acizilor nucleici1. Quinolone

- tinta de actiune este AND-giraza ce sectioneaza AND, introduce rasuciri helicoidale, apoi reuneste capetele); complexul ireversibil AND-giraza-quinolone impiedica refacerea ADN, care ramane fragmentat- replicarea si transcrierea sunt blocate=> effect bactericid- pot avea si effect bacteriostatic atunci cand pentru repararea leziunilor AND este activate sistemul SOS, rezultand forme bacteriene aberante- de generatie I: acid nalidixic- spectru restrans, active pe bacilli Gram-, in special pe Enterobacterii; II: Fluoroquinolonele au spectru larg de actiune, fiind active pe:

- coci (stafilococi, streptococci, neisserii)- cocobacili: H. influenzae- bacilli Gram+- bacilli Gram- ( Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae,

Pseudomonas aeruginosa- Mycoplasma, Chlamydia- Mycobacterium tuberculosis- Linia a doua de tratament in infectii cu mycobacterii

8

- toxice, chiar la dozele uzuale

2. Imidazoli: Metronidazol, Ornidazol- este necesara reducerea gruparii NO2 la NH2 de catre bacteriile anaerobe si microaerofile (Helicobacter, Gardnerella) deoarece numai antibioticul redus este activ- reducerea NO2 determina eliberarea de intermediary toxici care altereaza ADN- se fixeaza pe AND in regiuni bogate in A=T, determinand sectionari ale catenelor AND - efect bactericid;

3. Nitrofurani: Nitrofurantoin, Furazolidon- necesita reducerea NO2 prin nitro-reductaze prezente la bacterii aerobe- antibioticul redus determina fie rupture in AND (effect letal), fie substitutii de baze azotate (effect mutagen), fie taierea legaturilor fosfodiesterice (effect bacteriostatic)- spectru de actiune: bacilli Gram- (administrati in infectii urinare)- rezistenta naturala la aceste antibiotice au Proteus si bacilul piocianic

4. Rifamicine: Rifamicina SV, Rifampicina- se leaga de ARN-polimeraza-AND-libera a bacteriilor si inhiba sinteza ARNm- nu se fixeaza pe ARN-polimeraza deja legata de AND- patrund usor in celula eucariota, fiind utile in infectii cu bacterii intracelulare (Legionella, Brucella)- Rifamicina SV are spectru restrans de actiune, fiind active pe bacterii Gram+ si coci Gram-- Rifampicina are spectru larg de actiune: stafilococi, meningococi, hemofili, bacilli Gram-, Brucella, Chlamydia, Mycobacterium tuberculosis, virusuri si unii paraziti (Leishmania)-foarte frecvent apare rezistenta bacteriilor fata de aceste antibiotice pentru ca apar mutarii ale ARN-polimerazei bacteriene- utilizate in tratamentul tuberculozei asociate cu alte antibiotice- in cursul tratamentului cu aceste antibiotice se observa colorarea in rosu a urinii, lacrimilor, transpiratiei.

IV. Antibiotice care actioneaza asupra membranei citoplasmatice1. Polipeptidele ciclice : Polimixina B, Polimixina E (Colistine)

- se fixeaza pe fosfatidil-etanol-amina din membrane si anuleaza functia de membrane selective, apar tulburari de permeabilitate cu pierdere de metaboliti- active pe bacilli Gram- si are effect bactericid- actioneaza independent de multiplicare- pot fi toxice pentru eucariote: nefrotoxic

2. Tirocidina, Gramicidina- administrate separat sau impreuna- afecteaza functia energetica a MC- active numai pe bacterii Gram+- administrare locala

9

3. Lipopeptide ciclice: daptomicina- se insera in MC si formeaza pori care determina efflux de componente celulare=> moartea celulei- active pe bacterii Gram+ (stafilococi rezistenti, enterococi), bacterii in biofilme

4. Lantibiotice- sunt substante cu effect antibacterian produse de unele bacterii: Strepromyces: lantiopeptina, duramicina Stafilococcus: epidermina Bacillus: Subtilina Streptococcus: nisina- contin in structura lor aminoacizi normali dar si un aa particular: lantionina- sunt active pe bacteriile Gram+, dar nu sunt active sau au o activitate scazuta pe Gram-- determina energizarea membranei citoplasmatice , cu modificarea structurii si functiei acesteia- utilizate pentru aplicatii externe sau ca si conservanti alimentari, cosmetici (ex: nisina)

5. Defensinele- asemanatoare ca structura si mecanism de actiune cu L-antibioticele- elaborate in fagocitele umane si animale, prezente in PMN si granulatiile azurofile- au effect bactericid si se produc in cantitate mare (2g/zi)- active pe bacterii Gram+

V. Antibiotice care inhiba sinteza acidului folicBacteriile sintetizeaza acid folic pronind de la pteridina+PABA (acid para-amino-benzoic). Sub actiunea pteroat-sintetazei se formeaza acid dihidropteroic, care condensat cu glutamat formeaza acid dihidrofolic. Acidul dihidrofolic este redus la acid tetrahidrofolic cu ajutorul folat-reductazei.Sulfamidele, PAS si sulfonele sunt analogi structurali ai PABA si se leaga de pteroat sintetaza, impiedicand participarea PABA la sinteza acidului folic.Un alt chimioterapic, Trimetoprim se leaga de folat-reductaza, blocand formarea acidului tetrahidrofolic.

Rezistenta bacteriilor fata de actiunea antibioticelor

Def. OMS O tulpina bacteriana rezistenta la un antibiotic, este acea tulpina care suporta cocnentratii de antibiotic semnificativ mai mari decat concentratiile de antibiotic suportate de restul bacteriei din aceeasi specie. O tulpina bacteriana rezistenta la antibiotice este acea bacterie care suporta concentratii de antibiotic semnificativ mai mari decat cele care pot fi atinse in organismul uman.

10

Rezistenta la antibiotice poate fi:I. Naturala: are character de specie (toate bacteriile din specie sunt rezistente)

-mecanisme de actiune:- lipsa tintei de actiune (ex: Mycoplasmele sunt rezistente la β- lactamine deoarece nu au perete celular) - impermeabiliate pentru antibiotic ( ex: Gram- sunt impermeabile pentru glicopeptide) - lipsa transportului antibioticului in celula bacteriana (ex: anaerobii nu transporta aminoglicozidele- se ia mereu in considerare la efectuarea spectrului de actiune al antibioticelor

II. Dobandita: are character de tulpina ( in cadrul unei populatii ce sa dovedit initial sensibila, apar si se raspandesc tulpini rezistente: ex: 80-90% din stafilococi sunt rezistenti la Penicilina)- depinde de: specia bacteriana: unele specii dobandesc rezistenta mai usor decat altele antibiotic: rezistenta se dobandeste usor pentru- sulfamide, β-lactamine si aminoglicozide si greu pentru quinolone, furani si polypeptide ciclice- exista si bacterii dependente de antibiotic= toxicomane

Mecanisme de dobandire a rezistentei la antibiotice- modificari in informatia genetica, apar independent de contactul cu antibioticul- antibioticele favorizeaza selectarea si raspandirea variantelor rezistenteMecanisme genetice cromozomiale: modificarea informatiei genetice endogene prin mutatie extracromozomiale: achizitionare de material genetic exogen care aduce informatie de rezistenta

1. Rezistenta cromozomiala- apare spontan, prin mutatii in gene ce codifica tinta antibioticelor, sistemele de transport, porinele- apare rar, este stabile si transmisibila la descendenti- rata de mutatie= 1x10-5-1x10-10

- raspandire lenta, dar stabila, a rezistentei in populatia bacteriana- genele de rezistenta se transmit vertical- de obicei se castiga monorezistenta, uneori rezistenta pentru un grup mic de antibiotice- uneori se poate instala corezistenta: rezistenta concomitenta la 2 sau mai multe antibiotice din familii diferite- prin mutatie se poate castiga rezistenta oricarei bacterii la oricare antibiotic - la nivel molecular apar modificari de permeabilitate modificari ale proteinelor de transport modificari ale tintei de actiune

2. Rezistenta extracromozomiala- achizitie de informatie genetica exogena: plasmide R, transpozonia) Plasmide R: asigura transferul epidemic al fenomenului de rezistenta, chiar si intre specii diferite; molecule circulare de And dublu catenar, in citoplasma bacteriana sau incluse in cromozom)

11

- se transmit pe verticala la descendenti si pe orizontala, prin conjugare bacteriana, intre bacterii din specii diferite - la unele antibiotice nu se cunoaste rezistenta plasmidica (furani, imidazoli, rifamicine, polypeptide ciclice) conjugate:- prin pil sexual la Gram-: bacteriile dobandesc rezistenta in bloc fata de antibiotice in functie de numarul genelor r ce codifica rezistenta fata de un anumit antibiotic; genele r au structura de transpozon: pot trece de pe cromozomul bacterian pe plasmida; - conjugare de contact (feromoni) la coci Gram+ neconjugate:- nu codifica pili sexuali (nu au gene de transfer) - transfer prin transductie sau prin cointegrare cu plasmide conjugante- importanta plasmidelor R:determina selectarea tulpinilor de spital, multirezistente

Exprimarea fenotipica a rezistentei- mecanisme biochimice

1. Inactivarea enzimatica a antibioticului- poate fi: degradarea antibioticului: ex: hidroliza β-lactaminelor de catre β-lactamaze modificarea antibioticului, prin anexare de radicali: ex: aminoglicozidele

a) β-lactamazele bacteriene- desfac inelul β-lactam- sunt numeroase- au determinism genetic cromozomial sau plasmidic- pot fi produse constitutive sau inductibil- spectru de hidroliza penicilinaze cefalosporinaze cu spectru larg cu spectru extins (BLSE) carbapenemaze- pot fi in spatial periplasmic la Gram- extracelular la Gram+* inhibitori de β-lactamaze: acidul clavulanic si sublactamul

b) enzyme de inactivare a aminoglicozidelor- fosfotransferaze: fosforilarea gruparilor OH- nucleotidil-transferaze: nucleotidilarea gruparilor OH- acetil-transferaze: acetilarea gruparilor amino- de obicei au determinism plasmidic* pe un antibiotic pot actiona mai multe enzime de modificare si o anumita enzima care actioneaza asupra unui rest chimic poate modifica mai multe aminoglicozide, instalandu-se rezistenta incrucisata a bacteriilor la antibiotice din aceeasi familie

c) enzyme de inactivare a cloramfenicolului- acetil-transferaze care acetileaza natibioticul in prezenta acetil-coenzimei A codificata plasmidic

12

d) enzyme de inactivare a grupului MLSK- esteraza: inactiveaza Eritromicina- acetiltransferaze- fosfotransferaze, nucleotidiltransferaze

2. Modificari de permeabilitate si transport- diminueaza cantitatea de antibiotic ce patrunde in celula bacteriana- modificari de permeabilitate: mai ales la Gram- prin mutatii care afecteaza porinele, reducand difuzia antibioticului (impermeabilitate)- modificari prin mutatie ale proteinelor de transport (rezistenta la aminoglicozide)- proteine de “eflux”: proteine particulare cu rol de pompe, expulzand antibioticul rezistenta la tetracicline: plasmide ce codifica proteine de eflux rezistenta la fluoroquinolone, MLSK, cloramfenicol etc.- se poate observa si fenomenul de corezistenta la o anumita familie de antibiotice (ex: rezistenta fata de antibioticele hidrofile)

3. Modificarea tintei de actiune- realizata prin mutatii in genele care codifica tinta, sau prin achizitie de gene exogene- rezistenta la β-lactamine este data de modificarea prin mutatie a PLP=> o noua PLP (PLP a doua aditionala la MRSA)- rezistenta la streptomicina este data de o mutatie a proteinei ribozomale S12- rezistenta la rifamicine este data de mutatii in ARN-polimeraza- rezistenta la quinolone este data de mutatii in ADN-giraza- rezistenta la nitrofurantoin este data de mutatii in nitrat-reductaza- rezistenta la eritromicina: metilaze codificate plasmidic metileaza ARN 23S, se modifica conformatia ARN si scade afinitatea pentru antibiotice- rezistenta la sulfamide este data de mutatii care modifica sintetaza sau determina hiper-productie de sintetaza plasmidic: sintetaza aditionala

13