Mecanismo de Ação e Classificação das Quinolonas

Oquinolonas são um grupo de agentes farmacológicos sintéticos com ação bacteriostática e bactericida amplamente utilizados no tratamento de infecções, tanto em humanos quanto em medicina veterinária. É uma droga sintetizada completamente no laboratório.

Esta diferença de antibióticos clássicos, tais como penicilina, onde toda a molécula (penicilina) ou grande parte dela (penicilinas semi-sintéticas) é produzido por um ser vivo (no caso de penicilina, um fungo). As quinolonas estão em uso desde os anos 60 do século XX e evoluíram ao longo das décadas.

No âmbito dessa evolução, mudanças foram introduzidas em sua estrutura molecular, aumentando sua eficácia, aumentando seu poder e expandindo seu espectro de ação.

As quinolonas foram divididas em várias "gerações", cada uma diferenciada da anterior por mudanças sutis em sua estrutura, mas com grande impacto em suas aplicações clínicas.

Índice

• 1 Mecanismo de ação
  • 1.1 Inibição da topoisomerase II
  • 1.2 Inibição da topoisomerase IV
• 2 Classificação de quinolonas
  • 2.1 Quinolonas de primeira geração
  • 2.2 quinolonas de segunda geração
  • 2.3 quinolonas de terceira geração
  • 2.4 Quinolonas de quarta geração
• 3 referências

Mecanismo de ação 

As quinolonas exercem sua ação bactericida ao interferir na duplicação do DNA nas células bacterianas.

Para que as bactérias sejam viáveis, uma duplicação constante de DNA é necessária para permitir a replicação bacteriana. Da mesma forma, é essencial que os filamentos de DNA sejam separados quase que constantemente para permitir a transcrição do RNA e, portanto, a síntese de diferentes compostos essenciais para a vida das bactérias.

Ao contrário das células eucarióticas dos organismos superiores, onde o DNA se desenvolve com menos frequência, nas células bacterianas é um processo que ocorre constantemente; portanto, interferindo nos mecanismos que regulam o processo, é possível eliminar a viabilidade celular.

Para conseguir isso, as quinolonas interagem com duas enzimas fundamentais na replicação do DNA: topoisomerase II e topoisomerase IV.

Inibição da topoisomerase II

Durante o processo de replicação do DNA, sua estrutura de hélice dupla é desenrolada por segmentos. Isso gera que além da área onde a molécula é separada, "supercoils" são formados.

A acção normal da topoisomerase II é "cortar" ambas as cadeias de ADN no ponto em que as formas super-enrolamento positivos, apresentando por sua vez os segmentos de ADN super-enrolamento negativo, a fim de aliviar a tensão sobre a cadeia molecular e ajudar a manter a sua topologia normal

No ponto em que os filamentos com giros negativos são introduzidos, a ligase atua, que é capaz de unir ambas as extremidades da cadeia de corte por meio de um mecanismo dependente de ATP.

É precisamente nesta parte do processo que as quinolonas exercem seu mecanismo de ação. A quinolona é interposta entre o domínio de ADN e ligase de topoisomerase II, que estabelece ligações com ambas as estruturas moleculares que literalmente "LOCK" prevenir a enzima para se juntar ADN.

Fragmentação da cadeia de DNA

Ao fazer isso, a fita de DNA - que deve ser contínua para a célula ser viável - começa a se fragmentar, impossibilitando a replicação celular, a transcrição do DNA e a síntese de compostos pela célula, leva à sua lise (destruição).

A ligação à topoisomerase II é o principal mecanismo de ação das quinolonas contra bactérias gram-negativas.

No entanto, a introdução de modificações químicas nas últimas gerações deste fármaco têm permitido o desenvolvimento de moléculas com actividade contra bactérias gram-positivas, embora nesses casos o mecanismo de acção se baseia na inibição da topoisomerase IV.

Inibição da topoisomerase IV

Como a topoisomerase II, a topoisomerase IV é capaz de separar e cortar a dupla hélice do DNA, mas neste caso nenhum segmento com enrolamento negativo é introduzido.

Topoisomerase IV é vital para as bactérias negativas para a replicação de células, uma vez que o ADN de "filha bactérias" permanece ligado ao "mãe" bactérias, a função de topoisomerase IV separar as duas cadeias no ponto exacto para permitir que ambas as células (progenitor e filha) têm duas cópias exatamente iguais de DNA.

Por outro lado, a topoisomerase IV também ajuda a eliminar os super-rolos produzidos pela separação dos filamentos de DNA, embora sem introduzir fios com giros negativos.

Ao interferir com a acção desta enzima, não só quinolonas inibem a replicação bacteriana, mas levar à morte da bactéria em que uma longa cadeia de ADN acumula não funcionais, sendo impossível de cumprir os seus processos de vida.

Isto é particularmente útil contra bactérias gram-positivas; portanto, trabalho intenso tem sido feito para desenvolver uma molécula capaz de interferir na ação dessa enzima, algo que foi alcançado nas quinolonas de terceira e quarta gerações.

Classificação de quinolonas

As quinolonas são divididas em dois grandes grupos: quinolonas não fluoradas e fluroquinolonas.

O primeiro grupo também é conhecido como quinolonas de primeira geração e possui uma estrutura química relacionada ao ácido nalidíxico, sendo esta a molécula tipo da classe. De todas as quinolonas, estas são aquelas que têm o espectro de ação mais restrito. Atualmente, eles geralmente são prescritos raramente.

No segundo grupo estão todas as quinolonas que possuem um átomo de flúor na posição 6 ou 7 do anel quinolina. De acordo com o seu desenvolvimento, eles são classificados como quinolonas de segunda, terceira e quarta gerações.

As quinolonas de segunda geração têm um espectro mais amplo do que as quinolonas de primeira geração, mas ainda se restringem às bactérias gram-negativas.

Por outro lado, as quinolonas de terceira e quarta geração foram projetadas para também ter um efeito sobre os germes gram-positivos, para os quais eles têm um espectro mais amplo do que seus predecessores.

Abaixo está uma lista das quinolonas que pertencem a cada um dos grupos. Em primeiro lugar da lista é o tipo de antibiótico de cada classe, isto é, o mais conhecido, usado e prescrito. No resto das posições, as moléculas menos conhecidas do grupo são nomeadas.

Quinolonas de primeira geração

Ácido nalidíxico.

- ido oxolico.

- ácido pipemídico.

- Cinoxacina.

As quinolonas de primeira geração são atualmente usadas apenas como anti-sépticos urinários, uma vez que suas concentrações séricas não atingem os níveis bactericidas; portanto, eles desempenham um papel importante na prevenção de infecções urinárias, especialmente quando estão realizando procedimentos de instrumentação.

Quinolonas de segunda geração

- Ciprofloxacina (talvez a quinolona mais usada, especialmente no tratamento de infecções do trato urinário).

- Ofloxacina

A ciprofloxacina e a oflaxina são os dois principais representantes das quinolonas de segunda geração com efeito bactericida, tanto no trato urinário quanto no ambiente sistêmico.

Eles também são parte deste lomefloxacina grupo, norfloxacina, pefloxacina e rufloxacinaaunque, mas são utilizados com menos frequência, porque sua ação é limitada principalmente para o trato urinário.

Além da actividade contra as bactérias gram-negativas, quinolonas de segunda geração também tem efeito contra algumas Enterobacteriaceae, estafilococos, e, em algum grau, contra a Pseudomonas aeruginosa.

Quinolonas de terceira geração

- Levofloxacina (conhecida por estar entre as primeiras quinolonas com efeito contra estreptococos e formalmente indicada em infecções respiratórias).

- Balofloxacina

- Temafloxacina.

- Paxufloxacina.

Neste grupo de antibióticos, foi dada preferência à atividade contra o gram-positivo, sacrificando um pouco a atividade contra o gram-negativo.

Quinolonas de quarta geração

O tipo de antibiótico deste grupo é a moxifloxacina, que foi concebido com o objectivo de combinar numa única actividade clássica droga contra a actividade geração gram negativos fluoroquinolona primeiro e segundo contra bactérias gram-positivas terceira geração.

Gatifloxacina, clinafloxacina e prulifloxacina foram desenvolvidos em conjunto com a moxifloxacina; todos estes são antibióticos de largo espectro, com actividade sistémica contra bactérias gram negativas, gram positivas (estreptococos, estafilococos), bactérias atípicos (clamídia, micoplasma) e ainda p. aeruginosa

Referências

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