Antibiotici e antibiotico resistenza

Cosa è un antibiotico?

Un antibiotico è un “veleno selettivo” che viene usato per la terapia delle infezioni batteriche. Con il termine antibiotico si definivano inizialmente sostanze prodotte da batteri o funghi in grado di inibire la crescita di altri microrganismi. Dal momento che attualmente molte molecole vengono prodotte per via sintetica o semisintetica, è preferibile utilizzare il termine chemioantibiotico.

Tossicità selettiva

È la capacità degli antibiotici di risultare tossici esclusivamente nei confronti dei microrganismi e non nei confronti delle cellule eucariotiche. Gli antibiotici debbono la loro tossicità selettiva a:

• Assenza nelle cellule eucariotiche di particolari siti che rappresentano il bersaglio dell'azione degli antibiotici (es. parete cellulare).
• Diversa capacità di penetrazione del farmaco nelle cellule eucariotiche e procariotiche (es. tetracicline).
• Diversa affinità del farmaco per strutture simili funzionalmente, ma non strutturalmente (es. antibiotici che bloccano la sintesi proteica, per la diversa struttura del ribosoma procariotico).

Gli antibiotici non hanno azione sui virus, privi dei bersagli specifici.

Storia

• Il chimico tedesco Paul Ehrlich sviluppò l’idea della tossicità selettiva: alcune sostanze chimiche possono essere tossiche per alcuni organismi (es. i batteri) e non per altre (es. l’uomo).
• Nel 1928, Sir Alexander Fleming, un biologo scozzese, osservò che un comune micete, Penicillium notatum, inibiva la crescita di stafilococchi in coltura.

A. Fleming e la penicillina, il primo farmaco miracoloso

Attorno alla colonia fungina si osserva una zona in cui i batteri non crescono (zona di inibizione). La zona di inibizione è causata dalla presenza di sostanze prodotte dai miceti con proprietà antibatteriche.

Classificazione

Esistono diversi sistemi di classificazione in considerazione del notevole numero di molecole utilizzate nella pratica clinica.

1. Classificazione in famiglie

Vengono classificati in "famiglie" molecole che presentano caratteristiche simili (es. penicilline, cefalosporine etc.).

2. Classificazione secondo lo spettro d'azione

Si intende per spettro d'azione il ventaglio delle specie batteriche nei riguardi delle quali l'antibiotico mostra attività. Lo spettro d'azione sarà:

• Ampio: la molecola è attiva verso batteri Gram positivi e negativi.
• Medio: la molecola è attiva ad es. verso batteri Gram positivi e verso taluni Gram negativi.
• Ristretto: la molecola è attiva ad es. solamente verso batteri Gram positivi o solo verso Gram negativi.

3. Classificazione secondo il tipo d'azione

L'azione dell'antibiotico può essere:

• Batteriostatica: l'antibiotico blocca la riproduzione dei batteri.
• Battericida: l'antibiotico determina la morte dei batteri. Si definisce battericida l'antibiotico il quale dopo 24 h di contatto "in vitro" determina una sopravvivenza uguale o inferiore allo 0,01%.

Per valutare se un antibiotico è batteriostatico o battericida si determinano M.I.C. e M.B.C.

M.I.C. o minima concentrazione inibente è la minima concentrazione di antibiotico in grado di impedire lo sviluppo dei microrganismi.

M.B.C. o minima concentrazione battericida è la minima concentrazione di antibiotico in grado di portare a morte le cellule batteriche.

4. Classificazione secondo l'origine

• Estrattiva: da batteri e funghi (es. Penicillium, Cephalosporium, Streptomyces).
• Semisintetica: partendo da una struttura base, ottenuta per estrazione (fermentazione) e aggiungendo catene di sintesi.
• Sintesi chimica: molti composti si ottengono per sintesi chimica (chinoloni, monobattami, cloramfenicolo, etc.).

5. Classificazione secondo la carica elettrica

• Antibiotici a carattere acido (penicilline, cefalosporine, chinoloni).
• Antibiotici a carattere basico (aminoglicosidi, macrolidi).
• Antibiotici a carattere neutro (cloramfenicolo).

La ionizzazione di un farmaco influenza caratteristiche farmacocinetiche importanti quali l'assorbimento e l'eliminazione.

6. Classificazione in base al meccanismo d'azione

• Antibiotici che inibiscono la sintesi della parete cellulare:
  • Nella prima fase di sintesi: Fosfomicina, Cicloserina.
  • Nella seconda fase: Bacitracina.
  • A livello terminale: Penicilline, Cefalosporine, Vancomicina.
• Antibiotici che inibiscono la sintesi proteica:
  • A livello della subunità 30S dei ribosomi (aminoglicosidi, tetracicline).
  • A livello della subunità 50S dei ribosomi (cloramfenicolo, macrolidi).
• Antibiotici che inibiscono il meccanismo di replicazione e di trascrizione degli acidi nucleici:
  • Inibizione della RNA-polimerasi (rifamicine).
  • Inibizione della DNA-girasi (chinoloni).
• Antibiotici che alterano la membrana citoplasmatica batterica (polimixine).
• Antimetaboliti (sulfamidici, trimethoprim).

Antibiotici che inibiscono la sintesi della parete cellulare

Poiché il peptidoglicano della parete cellulare batterica non è presente nelle cellule umane, rappresenta un bersaglio ideale per l’antibiotico terapia. La sintesi del peptidoglicano può essere suddivisa in tre tappe:

• Sintesi dei precursori nel citoplasma (Fosfomicina, Cicloserina).
• Trasporto dei precursori attraverso la membrana citoplasmatica (Bacitracina, β-lattamici).
• Inserimento dei precursori nella parete cellulare (Glicopeptidi).

I farmaci che inibiscono la sintesi del peptidoglicano hanno di norma azione battericida poiché causano lisi batterica. L’azione battericida non è direttamente dipendente dal blocco della sintesi del peptidoglicano, quanto piuttosto dalle autolisi che si verificano nel batterio.