generalidade
Os beta-lactâmicos (ou β-lactâmicos) constituem uma grande família de antibióticos, incluindo numerosas moléculas que compartilham o núcleo central na base de sua estrutura química: o anel beta-lactâmico, também conhecido simplesmente como beta-lactama .
O anel beta-lactâmico - além de constituir o núcleo central dessa classe de antibióticos - também é o farmacóforo dessas moléculas, ou seja, é o grupo que confere as propriedades antibacterianas típicas desses fármacos.
Classes de antibióticos beta-lactâmicos
Dentro da grande família dos beta-lactâmicos, encontramos quatro classes de antibióticos, penicilinas, cefalosporinas, carbapenêmicos e monobactâmicos .
Abaixo, as principais características dessas drogas serão brevemente ilustradas.
penicilinas
As penicilinas são antibióticos de origem natural, pois derivam de um micete (isto é, um fungo).
Mais especificamente, os fundadores desta classe de antibióticos - penicilina G (ou benzilpenicilina ) e penicilina V (ou fenoximetilpenicilina ) - foram isolados pela primeira vez a partir de culturas de Penicillium notatum (um molde conhecido hoje como Penicillium chrysogenum ).
A descoberta da penicilina é atribuída a Alexander Fleming que, em 1928, observou como as colônias de Penicillium notatum foram capazes de inibir o crescimento bacteriano.
No entanto, benzilpenicilina e fenoximetilpenicilina foram isolados apenas dez anos depois, graças a um grupo de químicos ingleses.
A partir desse momento, iniciou-se o grande desenvolvimento da pesquisa no campo das penicilinas, na tentativa de encontrar novos compostos que fossem cada vez mais seguros e eficazes.
Milhares de novas moléculas foram descobertas e sintetizadas, algumas das quais ainda são usadas em terapia.
As penicilinas são antibióticos com ação bactericida, ou seja, são capazes de matar células bacterianas.
Entre as muitas moléculas pertencentes a esta grande classe, mencionamos ampicilina, amoxicilina, meticilina e oxacilina.
cefalosporinas
Cefalosporinas - como as penicilinas - também são antibióticos naturais.
A molécula considerada o progenitor dessa classe de drogas - a cefalosporina C - foi descoberta pelo médico italiano Giuseppe Brotzu, da Universidade de Cagliari.
Ao longo dos anos, numerosas cefalosporinas foram desenvolvidas com maior atividade em comparação com seu precursor natural, obtendo assim drogas mais eficazes com um espectro mais amplo de ação.
Cefalosporinas também são antibióticos com ação bactericida.
Cefazolina, cefalexina, cefuroxima, cefaclor, ceftriaxona, ceftazidima, cefixima e cefpodoxima pertencem a essa classe de drogas.
carbapenemos
O progenitor dessa classe de drogas é a tienamicina, que foi isolada pela primeira vez pelo actinomiceto Streptomyces cattleya .
Descobriu-se que a tienamicina era um composto com intensa atividade antibacteriana, com amplo espectro de ação e capaz de inibir alguns tipos de β-lactamases (enzimas particulares produzidas por algumas espécies bacterianas capazes de hidrolisar os beta-lactâmicos e para inativar o antibiótico).
Como a tienamicina se mostrou muito instável e difícil de isolar, foram feitas mudanças em sua estrutura, obtendo assim um primeiro derivado semissintético mais estável, o imipenem.
Meropenem e ertapenem também pertencem a essa classe de antibióticos.
Os carbapenêmicos são antibióticos com ação bacteriostática, ou seja, não são capazes de matar células bacterianas, mas inibem seu crescimento.
monobactâmicos
A única droga pertencente a essa classe de antibióticos é o aztreonam.
Aztreonam não vem de compostos naturais, mas é de origem completamente sintética. Tem um espectro de ação restrito apenas a bactérias Gram-negativas e também tem a capacidade de inativar certos tipos de β-lactamases.
Mecanismo de ação
Todos os antibióticos beta-lactâmicos atuam interferindo na síntese da parede celular bacteriana, ou seja, interferem na síntese de peptidoglicanos.
Peptidoglicano é um polímero formado por cadeias paralelas de carboidratos nitrogenados, unidas por ligações transversais entre os resíduos de aminoácidos.
Estas ligações são constituídas por enzimas particulares pertencentes à família das peptidases (carboxipeptidase, transpeptidase e endopeptidase).
Os antibióticos beta-lactâmicos ligam-se a estas peptidases, impedindo a formação das ligações transversais acima mencionadas; desta maneira, áreas fracas são formadas dentro do peptidoglicano que levam à lise e morte da célula bacteriana.
Resistência aos antibióticos beta-lactâmicos
Algumas espécies bacterianas são resistentes aos antibióticos beta-lactâmicos porque sintetizam enzimas particulares ( β-lactamases ) capazes de hidrolisar o anel beta-lactâmico; Ao fazer isso, eles inativam o antibiótico e impedem que ele execute sua função.
Para remediar este problema de resistência, os antibióticos beta-lactâmicos podem ser administrados em conjunto com outros compostos chamados inibidores de β-lactamase que - como o nome indica - inibem a atividade destas enzimas.
Exemplos destes inibidores são o ácido clavulânico que é frequentemente encontrado em associação com a amoxicilina (como, por exemplo, no medicamento Clavulin®), o sulbactam que é encontrado em associação com a ampicilina (como, por exemplo, no medicamento Unasyn®) e tazobactam que pode ser encontrado em muitos produtos medicinais em combinação com piperacilina (tal como, por exemplo, no medicamento Tazocin®).
No entanto, a resistência a antibióticos não é causada apenas pela produção de bactérias β-lactamase, mas também pode ser causada por outros mecanismos.
Esses mecanismos incluem:
- Alterações na estrutura dos alvos antibióticos;
- Criação e uso de uma via metabólica diferente daquela inibida pela droga;
- Modificações da permeabilidade celular contra o fármaco, dessa maneira, dificultam a passagem ou adesão do antibiótico à membrana celular bacteriana.
Infelizmente, o fenômeno da resistência aos antibióticos aumentou significativamente nos últimos anos, principalmente devido ao abuso e uso indevido que é feito.
Portanto, medicamentos tão poderosos e eficazes como os beta-lactâmicos estão cada vez mais em risco de se tornarem inúteis devido ao contínuo desenvolvimento de cepas bacterianas resistentes.
