Meccanismo di azione e classificazione dei chinoloni

ilchinoloni sono un gruppo di agenti farmacologici sintetici ad azione batteriostatica e battericida ampiamente utilizzati nel trattamento delle infezioni, sia nella medicina umana che veterinaria. È una droga sintetizzata completamente in laboratorio.

Questa differenza di antibiotici come la penicillina classici, dove la molecola intera (penicillina) o per buona parte (penicilline semisintetiche) viene prodotto da un essere vivente (nel caso di penicillina, un fungo). I chinoloni sono in uso dagli anni '60 del XX secolo e si sono evoluti nel corso dei decenni.

Nell'ambito di questa evoluzione, i cambiamenti sono stati introdotti nella sua struttura molecolare, aumentando la sua efficacia, aumentando il suo potere ed espandendo il suo spettro d'azione.

Chinoloni sono state divise in diverse "generazioni", ognuna differenziata dalla prima da piccoli cambiamenti nella struttura, ma con grande impatto sulle loro applicazioni cliniche.

indice

• 1 meccanismo di azione
  • 1.1 Inibizione della topoisomerasi II
  • 1.2 Inibizione della topoisomerasi IV
• 2 Classificazione dei chinoloni
  • 2.1 Chinoloni di prima generazione
  • 2.2 Chinoloni di seconda generazione
  • 2.3 chinoloni di terza generazione
  • 2.4 Quinoloni di quarta generazione
• 3 riferimenti

Meccanismo d'azione 

I chinoloni esercitano la loro azione battericida interferendo con la duplicazione del DNA nelle cellule batteriche.

Perché i batteri siano vitali è necessaria una duplicazione costante del DNA per consentire la replicazione batterica. È anche essenziale che i filamenti di DNA vengono separati quasi costantemente per permettere la trascrizione di RNA e, quindi, la sintesi di vari composti essenziali per la vita dei batteri.

A differenza delle cellule eucariotiche degli organismi superiori, dove il DNA si sviluppa meno frequentemente, nelle cellule batteriche è un processo che si verifica costantemente; pertanto, interferendo con i meccanismi che regolano il processo, è possibile eliminare la vitalità cellulare.

Per raggiungere questo chinoloni interagiscono con due enzimi chiave nella replicazione del DNA: topoisomerasi II e topoisomerasi IV.

Inibizione della topoisomerasi II

Durante il processo di replicazione del DNA, la sua struttura a doppia elica viene srotolata da segmenti. Questo genera che oltre l'area in cui è separata la molecola, si formano "supercoils".

L'azione normale di topoisomerasi II viene "tagliata" entrambi i filamenti di DNA nel punto in cui le forme superavvolgimento positivi, introducendo segmenti di DNA turno superavvolgimento negativo per alleviare lo stress sulla catena molecolare e aiutano a mantenere la sua topologia normale.

Nel punto in cui vengono introdotti i trefoli detorsioni atti ligasi, che è in grado di legare le due estremità del filo tagliato da un meccanismo dipendente da ATP.

È proprio in questa parte del processo che i chinoloni esercitano il loro meccanismo d'azione. Il chinolone è interposto tra il DNA ligasi dominio di topoisomerasi II, stabilendo collegamenti con entrambe le strutture molecolari che letteralmente "bloccano" impedendo l'enzima per ricongiungersi DNA.

Frammentazione del filamento di DNA

In questo modo, il filamento di DNA che deve essere continua, in modo che la cellula è viable- comincia a rompersi, rendendo impossibile la replicazione cellulare, la trascrizione del DNA e la sintesi di composti dalla cella, che alla fine porta alla sua lisi (distruzione).

Il legame con la topoisomerasi II è il principale meccanismo d'azione dei chinoloni contro i batteri gram-negativi.

Tuttavia, l'introduzione di modifiche chimiche alle ultime generazioni di questo farmaco ha consentito lo sviluppo di molecole con attività contro batteri gram-positivi, anche se in questi casi il meccanismo di azione si basa sulla inibizione della topoisomerasi IV.

Inibizione della topoisomerasi IV

Come topoisomerasi II, topoisomerasi IV è in grado di separare e tagliare la doppia elica del DNA, ma in questo caso vengono introdotti segmenti di avvolgimento negativi.

Topoisomerasi IV è vitale in batteri negative per la replicazione cellulare, dato che il DNA di "figlia batteri" rimane attaccato ai "batteri madre", la funzione di topoisomerasi IV separare i due filamenti nel punto esatto di consentire che entrambe le cellule (progenitore e figlia) hanno due copie esattamente uguali di DNA.

Inoltre, topoisomerasi IV aiuta anche supereenrollamientos elimianar il prodotto della separazione dei filamenti di DNA, ma senza introdurre fili diventa negativo.

Interferendo con l'azione di questo enzima, non solo chinoloni inibire la replicazione batterica ma portare alla morte del batterio in cui un lungo filamento di DNA accumula non funzionali, essendo impossibile adempiere ai suoi processi vitali.

Questo è particolarmente utile contro i batteri gram-positivi; ci si è lavorato duramente per sviluppare una molecola in grado di interferire con l'azione di questo enzima, che è stato raggiunto in chinoloni di terza e quarta generazione.

Classificazione dei chinoloni

I chinoloni sono divisi in due grandi gruppi: chinoloni non fluorurati e fluorochinoloni.

Il primo gruppo è anche noto come chinoloni di prima generazione e ha una struttura chimica correlata all'acido nalidixico, questo è il tipo di molecola della classe. Di tutti i chinoloni, questi sono quelli che hanno lo spettro d'azione più ristretto. Attualmente, di solito vengono prescritti raramente.

Nel secondo gruppo ci sono tutti i chinoloni che hanno un atomo di fluoro in posizione 6 o 7 dell'anello chinolinico. Secondo il loro sviluppo, sono classificati come chinoloni di seconda, terza e quarta generazione.

I chinoloni di seconda generazione hanno uno spettro più ampio rispetto ai chinoloni di prima generazione, ma sono ancora limitati ai batteri gram-negativi.

D'altra parte, i chinoloni di terza e quarta generazione sono stati progettati per avere anche un effetto sui germi gram-positivi, per i quali hanno uno spettro più ampio rispetto ai loro predecessori.

Di seguito è riportato un elenco dei chinoloni che appartengono a ciascuno dei gruppi. In primo luogo, la lista è il tipo di antibiotico di ogni classe, cioè il più noto, usato e prescritto. Nel resto delle posizioni, vengono chiamate le molecole meno conosciute del gruppo.

Chinoloni di prima generazione

- Acido nalidixico.

- acido ossolinico

- acido pipemidico

- Cinoxacina.

I chinoloni di prima generazione sono attualmente utilizzati solo come antisettici urinari, poiché le loro concentrazioni sieriche non raggiungono livelli battericidi; pertanto, svolgono un ruolo importante nella prevenzione delle infezioni urinarie, soprattutto quando stanno per eseguire procedure di strumentazione su di esso.

Chinoloni di seconda generazione

- Ciprofloxacina (forse il chinolone più usato, specialmente nel trattamento delle infezioni del tratto urinario).

- Ofloxacina

Ciprofloxacina e oflaxina sono i due principali rappresentanti dei chinoloni di seconda generazione con un effetto battericida, sia nel tratto urinario che in quello sistemico.

Lomefloxacina, norfloxacina, pefloxacina e rufloxacina fanno anche parte di questo gruppo, sebbene vengano utilizzati meno frequentemente poiché la loro azione è principalmente limitata alle vie urinarie.

Oltre all'attività contro i batteri gram-negativi, i chinoloni di seconda generazione hanno anche un effetto contro alcuni enterobatteri, gli stafilococchi e, in una certa misura, contro la pseudomonas aeruginosa.

Chinoloni di terza generazione

- Levofloxacina (noto per essere uno dei primi chinoloni con effetto contro gli streptococchi e formalmente indicato nelle infezioni respiratorie).

- Balofloxacina.

- Temafloxacina.

- Paxufloxacina.

In questo gruppo di antibiotici veniva data preferenza all'attività contro il gram-positivo, sacrificando un po 'l'attività contro il gram-negativo.

Quinoloni di quarta generazione

Il tipo antibiotico di questo gruppo è la moxifloxacina, che è stata progettata con l'obiettivo di combinare in un singolo farmaco l'attività classica contro i fluorochinoloni gram-negativi di prima e seconda generazione con l'attività anti-gram-positiva della terza generazione.

La gatifloxacina, la clinafloxacina e la prulifloxacina sono state sviluppate insieme alla moxifloxacina; tutti questi sono antibiotici ad ampio spettro con attività sistemica contro gram-negativi, gram-positivi (streptococchi, stafilococco), batteri atipici (clamidia, micoplasma) e persino p. aeruginosa.

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