ISIS DRAW 21 C com grifosmicrobiologia.yolasite.com/resources/Antibióticos.pdf · Introdução ao Editor de Estruturas e Equações Químicas Isis Draw 2.4 LaCCeF - Laboratório

____________________________ Introdução ao Editor de Estruturas e Equações Químicas Isis Draw 2.4

LaCCeF - Laboratório de Compósitos e Cerâmicas Funcionais SHINOHARA, G.M.M. e NOBRE, M.A.L.

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2.15 Os Antibióticos

As infecções bacterianas são comuns e causam morbidade e índice de mortalidade substanciais. A diarréia bacteriana é a causa mais freqüente de mortalidade infantil em todo o mundo e a tuberculose é causa freqüente de óbito por doença infecciosa.

Os agentes antibacterianos situam-se entre as mais importantes descobertas terapêuticas do século XX, tendo modificado os efeitos de muitas doenças, com redução da mortalidade (por exemplo, meningite e endocardite bacterianas) e da morbidade. Por outro lado, os antibióticos estão entre os mais prescritos de modo indiscriminados, em parte por possuírem excelente perfil de segurança. Como resultado, o uso indiscriminado dos antibióticos é um fator relevante para o crescente problema global do avanço da resistência bacteriana aos antibióticos.

Os antibióticos são produzidos, na sua grande maioria, por microorganismos que fazem as sínteses totais ou parciais da molécula de atividade reconhecida, que neste caso, são concluídos em laboratório (antibióticos semi-sintéticos). Os antibióticos interferem com diferentes atividades da célula bacteriana, causando a sua morte ou somente inibindo o seu crescimento. Os primeiros são chamados bactericidas e os segundos, bacteriostáticos. A seguir, uma tabela com a origem dos principais antibióticos.

Microorganismos Produtores

Antibióticos

Bacillus

Cephalosporium

Chromobacterium

Micromonosporas

Penicillium

Streptomyces

polimixinas, bacitracina

cefalosporinas

aztreonam

gentamicina, sisomicina

penicilinas

estreptomicina, neomicina, canamicina, tobramicina, cloranfenicol, eritromicina, rifampicina, vancomicina, tienamicina

De forma geral, os antibióticos exibem ação em bactérias de diversos gêneros e

espécies. As bactérias são normalmente classificadas levando-se em consideração a forma: Cocos, forma arredondada, exemplos, diplococos, estreptococos e estafilococos; Bacilos, forma de bastonete, exemplos, cocobacilos, diplobacilos, estreptobacilos e vibriões; Espirilos, formada por uma única e longa célula em forma de espiral, exemplos, espiroquetas e leptospiras. De acordo com a coloração: a coloração de Gram informa se a bactéria é Gram-positiva ou Gram-negativa*, o mecanismo da coloração pode ser observado no esquema abaixo; a coloração de Ziehl-Neelsen, se ela é álcool-ácido-resistente. O método de Gram é utilizado na maioria das infecções bacteriana, permitindo o diagnóstico provável de alguma delas com segurança.

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Mecanismo de coloração de Gram

Violeta genciana (cor roxa)corante capturado pela parede bacteriana

Gram-positiva (cor roxa)

Gram-negativa (cor roxa)

Iodo (lugol)

Cristais de violeta genciana e de iodo irão combinar-se com o peptidoglicano bacteriano

Aplicações de álcool (descorante)

Gram-positiva (cor roxa)

Gram-negativa (incolor)

Aplicação do contra-corante safranina (cor rosa)

Gram-positiva (cor violeta ou roxa)

Gram-negativa (cor rosa ou vermelha)

* Gram-negativas: possuem uma membrana externa que contém grande quantidade de lipopolissacarídeos. A membrana interna é revestida por um número menor de camadas de peptidoglicano do que as Gram-positivas. A membrana externa consiste em uma bicamada fosfolipídica com canais aquosos formados por proteínas de membrana externa denominadas de porinas. As Gram-negativas representam um desafio à entrada de drogas, favorecendo aquelas lipofílicas ou aquosas de baixo peso molecular, que são capazes de penetrar através dos canais das porinas.

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171

2.15.1 Antibióticos que atuam no nível da parede celular bacteriana

A parede celular bacteriana constitui-se em um alvo óbvio para os antibióticos. Micoplasmas, clamídias e riquétsias são agentes desprovidos de parede celular e, portanto, resistentes aos antibióticos inibidores da síntese da parede celular. As duas classes mais importantes de inibidores da síntese da parede celular são os β-lactâmicos e os glicopeptídeos.

1) β-lactâmicos

As bactérias biossintetizam membranas plasmáticas, paredes celulares e cápsulas. Tal proteção se faz necessária para seu crescimento e desenvolvimento, desde que o interior bacteriano é hiperosmolar (mais concentrado) em relação ao meio extracelular. Sem ela, a existência da célula é comprometida. A rigidez da parede celular bacteriana é devido a um peptidoglicano, formado de cadeias dissacarídicas, ligadas entre si por intermédio de pontes peptídicas.

Os antibióticos β-lactâmicos possuem um anel de nitrogênio contendo o β-lactam, em razão da semelhança estrutural desses antibióticos com o grupo terminal D-alanil-D-alanina das unidades do peptidoglicano nascente da parede celular bacteriana, os antibióticos β-lactâmicos inibem a transpeptidase mediante uma ligação covalente. Por conseqüência, o polímero linear não é transformado em polímero cruzado* e não se forma a parede celular bacteriana. Em geral, os β-lactâmicos são bactericidas e sua ação é tempo dependente. A maioria destas drogas é eliminada de forma inalterada pelos rins e, portanto são indicadas no tratamento das infecções do trato urinário. Os principais efeitos colaterais incluem reações alérgicas, como erupção maculopapular eritematosa** prurítica, e raras reações anafiláticas#. Estes antibióticos são também considerados seguros na gravidez.

Os principais mecanismos de resistência aos β-lactâmicos são: • A hidrólise enzimática do anel β-lactâmico pela enzima β-lactamase é o mais

importante dos três mecanismos e ocorre com os estafilococos, gonococos, enterobacteriáceas e Bacteroides fragilis. Existem muitas β-lactamases que diferem em termos de especificidade pelo substrato.

• O segundo mecanismo mais importante da resistência é a alteração dos sítios-alvo, denominados de proteínas ligantes da penicilina. Alterações em uma proteína específica ligante das penicilinas constituem o principal mecanismo de resistência nos estafilococos meticilina-resistentes bem como nos pneumococos penicilina-resistentes.

• Um terceiro mecanismo de resistência consiste na permeabilidade reduzida das membranas celulares das bactérias Gram-negativas##.

Existem quatro subclasses de β-lactâmicos: penicilinas, cefalosporinas, carbapenems e monobactâmicos.

* Polímero cruzado: apresenta cadeias mais complexas, com ligações cruzadas (crosslink), formando polímeros reticulados (crossklinked polymers). Já os polímeros lineares (linear polymers) possuem suas cadeias sem ramificações (branches), admitindo ainda conformação em zigue-zague. ** Eritematosa: avermelhamento da pele ou das mucosas devido à dilatação dos capilares, que constitui um sintoma de dermatoses ou doenças infecciosas. # Reação anafilática: conjunto de manifestações alérgicas violentas que se produzem após a penetração de uma substância em um organismo previamente sensibilizado.

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172

a) Penicilinas A penicilina foi descoberta por Alexander Fleming em 1928 como um co-produto

do Penicillium notatum, o qual deu origem ao nome do medicamento. As penicilinas consistem em um anel β-lactâmicos fundido a um anel sulfúrico de cinco membros contendo tiazolidina. Uma modificação na posição seis da cadeia lateral do anel β-lactâmico resulta em drogas com diferentes propriedades antibacterianas e farmacológicas. Existem quatro classes de penicilinas padrão, penicilinas antiestafilocócicas, aminopenicilinas e penicilinas antipseudomonas.

R

S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

O

Penicilinas

• Penicilinas padrão

As penicilinas padrão estão representadas pela benzilpenicilina, conhecida como penicilina G e pela fenoximetilpenicilina, conhecida como penicilina V.

A Penicilina G exibe baixa absorção quando administrada por via oral, por ser inativada pelo suco gástrico no estômago, sua administração pode ser substituida pelas vias intramuscular e intravenosa. A benzilpenicilina continua a ser o antibiótico de primeira escolha para muitas infecções, entre as quais podem ser citadas as causadas por cocos* Gram-positivos# a elas sensíveis, como por exemplo, Streptococcus (S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae), Neisseria gonorrhoeae (não produtoras de penicilinases), Treponema pallidum, Staphylococcus aureus não produtores de penicilinases, Anaeróbios (Clostridium, Bacillus).

S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

O Penicilina G (benzilpenicilina)

Peso Molecular = 334,40 gMassa Exata = 334 gFórmula Molecular = C16H18N2O4SComposição Molecular: C= 57,47%; H= 5,43%; N= 8,38%; O= 19,14% e S= 9,59% * Cocos: bactéria de forma arredondada. # Gram-positivos: possuem muitas camadas de peptidoglicano abaixo das quais reside a membrana celular, não existindo uma barreira apreciável à penetração dos antibióticos.

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173

A penicilina V foi desenvolvida para suplantar a desvantagem da benzilpenicilina de ser inativada pelo suco gástrico, tendo como vantagem de ser administrada por via oral e pode ser ministrada com alimentos. As principias indicações da penicilina G ou fenoximetilpenicilina são: faringite estreptocócica por estreptococos beta-hemolíticos do grupo A, infecções brandas do trato respiratório superior* por Streptococcus pneumoniae e profilaxia, por via oral, em certos pacientes de alto risco, antes de intervenção dentaria ou cirúrgica.

S

NONH

OO

CH3

CH3

OH

O

Peso Molecular = 349,39 gMassa Exata = 349 gFórmula Molecular = C16H17N2O5SComposição Molecular: C= 55,00%; H= 4,90%; N= 8,02%; O= 22,90% e S= 9,18%

Penicilina V(fenoximetilpenicilina)

• Penicilinas antiestafilocócicas

Penicilinas antiestafilocócicas, também chamadas de penicilinas penicilase-

resistentes, caracterizam-se por sua capacidade de resistir à ação da penicilinase, em especial a produzida pelo Staphylococcus aureus. São representadas pela meticilina, nafcilina e pelas penicilinas isoxazolíticas ou isoxazolil-penicilinas (oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina e flucoxacilina).

A meticilina, uma penicilina semi-sintética, é ativa contra a maioria das linhagens de Staphylococcus aureus, mesmo as que produzem beta-lactamase. Pode ser usada nas seguintes infecções: meningite, osteomielite, artrite séptica, pneumonia, abscessos renais (depósito de pus em cavidades renais devido ao desenvolvimento de infecção).

OCH3

S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

O

OCH3

Meticilina


Nafcilina, suas indicações são idênticas àquelas da meticilina, sendo a principal indicação direcionada aos quadros de infecções graves provocadas por Staphylococcus aureus. * Trato respiratório superior: conjunto de órgãos que constituem o aparelho respiratório: faringe, laringe, traquéia e brônquio.

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174

OC2H5

S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

ONafcilina


Grupo das penicilinas isoxazolíticas ou isoxazolil-penicilinas, esse grupo é formado pela oxacilina, cloxacilina, dicloxacilina e flucoxacilina possuem atuação semelhante às apresentadas pelas penicilinas antiestafilocócicas.

NO CH3

S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

OR2

R1

Isoxazolil penicilinas

Radicais

Nome do composto

R1 R2 H Cl

Cl Cl F Cl

Oxacilina

Cloxacilina

Dicloxacilina

Flucoxacilina

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175

• Aminopenicilinas

Neste grupo encontram-se a Amoxicilina, Ampicilina, Ciclacilina e Bacampicilina. Representam um espectro de atividade mais amplo do que as penicilinas, mas são destruídas por ß-lactamases. São bem absorvidos quando administradas por via oral. Estas substâncias são utilizados para o tratamento de infecções respiratórias graves produzidas por Streptococcus (S. pyogenes, S. pneumoniae) e cepas de Haemophilus influenzae, infecções urinárias produzidas por algumas enterobactérias (Escherichia coli, Proteus mirabilis) e outras infecções causadas por Salmonella spp., Shigella spp., Streptococcus faecalis (enterococo) e Listeria monocytogenes. Não são utilizadas para bactérias resistentes a penicilinas.

CH

NH2 S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

O

OH

Amoxicilina


CH

NH2 S

NNH

OO

CH3

CH3

OH

O Ampicilina


S

NCONH

O

CH3

CH3

OH

ONH2 Ciclacilina


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176

S

N

O

CH3

CH3

CONHC

H

NH2

C

CH3

OH

CO

O CH2 CH3

Bacampicilina


• Penicilinas antipseudomonas

As penicilinas antipseudomonas são aminopenicilinas de espectro ampliado, uma vez que elas apresentam o mesmo espectro de atividade que as aminopenicilinas mais uma atividade adicional contra bacilos Gram-negativos aeróbicos, inclusive Pseudomonas aeruginosa. Estas drogas não são estáveis na presença de β-lactamase. Existem duas subclasses de penicilinas antipseudomonas, conforme a estrutura química das cadeias laterais: as carboxipenicilinas e as ureidopenicilinas. As carboxipenicilinas compreendem a carbenicilina e a ticarcilina, enquanto a piperacilina, a azlocilina e a mezlocilina constituem as ureidopenicilinas.

C

C O

OH

H

NH

N

C

H

NH

C OO

S

CH3

O

C O

C

H

N

N

C

H

NH

C O

C2H5

O

ONH

N

C

H

NH

C OO

SO2CH3

Cadeias Laterais tipo Carboxipenicilinas:

Carbenicilina

Cadeias Laterais tipo Ureidopenicilinas:

Piperacilina

Azlocilina Mezclocilina

Tircacilina

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As ureidopenicilinas vêm substituindo as carboxipenicilinas em função do maior espectro de atividade e menor conteúdo de sódio. A piperacilina também é ativa contra bactérias anaeróbicas, inclusive B. fragilis. As penicilinas antipseudomonas são ministradas por via oral em condições clínicas em que há confirmação ou suspeita de infecções por P. aeruginosa.

a) Cefalosporinas

A primeira cefalosporina foi descoberta em 1945 por Giuseppe Botzu, a partir do fungo Cephalosporium acremonium. As cefalosporinas consistem em um anel β-lactâmico ligado a um anel de diidrotiazina de seis membros contendo enxofre. Cefalosporinas individuais são produzidas por substituições nas cadeias laterais na posição sete do anel β-lactâmico e na posição três do anel diidrotiazina.

C

O

NH

NO

S

CO OH

R1

R2

Cefalosporina

As cefalosporinas são classificadas em cefalosporinas de primeira, segunda e terceira gerações, com base no espectro de atividade contra bacilos Gram-negativos, o qual vai aumentando da primeira para a terceira geração. Além disso, a atividade decresce da primeira para a terceira geração, embora sem haver perda da atividade antiestafilocócica. Todas as cefalosporinas são estáveis na presença da β-lactamase e possuem uma atividade contra bacilos Gram-negativos aeróbicos superior àquela da aminopenicilinas. Diferente das penicilinas, as cefalosporinas não possuem atividade contra enterococos ou Listeria monocytogenes, mas como as penicilinas antiestafilocócicas, não são ativas contra estafilococos meticilina-resistentes.

As cefalosporinas denominadas de primeira geração são ativas contra estreptococos, estafilococos, E. coli, P. mirabilis e Klebsiella pneumoniae, são úteis no tratamento de infecções de pele e tecidos moles, em geral causadas por Streptococcus pyogenes e/ou S. aureus, além de serem utilizadas na profilaxia contra eventuais infecções após procedimentos cirúrgicos e como alternativas para as penicilinas em indivíduos alérgicos à penicilina. A seguir temos alguns exemplos.

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178

SCH2 C

O

NH

NO

S

CO OH

CH2 O C

O

CH3

Cefalotina

Peso Molecular = 396,44 gMassa Exata = 396 gFórmula Molecular = C16H16N2O6S2Composição Molecular: C= 48,48%; H= 4,07%; N= 7,07%; O= 24,21% e S= 16,18%

N S CH2 C

O

NH

NO

S

CO OH

CH2 O C

O

CH3

Cefapirina


C

NH2

C

H O

NH

NO

S

CH3

C

O OH

Cefalexina


LaCCeF



179

SCH2 C

O

NH

NO

S

CH2

C

O OH

NH

Cefaloridina


As cefalosporinas denominadas de segunda geração compreendem aquelas ativas contra H. influenzae e contra B. fragilis. São utilizadas no tratamento das infecções em que patógenos podem ser S. pneumoniae ou H influenzae (por exemplo, sinusite, pneumonia) e de infecções mistas com bactérias aeróbias/anaeróbias. Abaixo, como exemplo de cefalosporinas de segunda geração temos o cefprozil e a cefoxitina.

C

NH2

C

H O

NH

NO

S

CHC

O OH

OH

CH

CH3

Cefprozil


SCH2 C

O

NH

NO

S

CH2

C

O OH

O CO

NH2

Cefoxitina


LaCCeF



180

As cefalosporinas de terceira geração possuem uma atividade elevada contra bacilos aeróbicos Gram-negativos, particularmente enterobactérias e H. influenzae. São drogas importantes no tratamento da meningite bacteriana e também são úteis no tratamento de infecções graves como pneumonia hospitalar por bacilos Gram-negativos aeróbicos, quando os aminoglicosídeos são contra-indicados. A seguir, temos como exemplo de cefalosporina de terceira geração, a cefotaxima.

N

SC C

O

NH

NO

S

C

O OH

CH2 O C

O

CH3

NH2 NO CH3

Cefotaxima


As cefalosporinas orais de espectro ampliado podem ser utilizadas no tratamento das infecções por enterobacteriáceas resistentes a outros β-lactâmicos orais, mas possuem menor atividade contra bacilos aeróbicos Gram-negativos do que as cefalosporinas de terceira geração. A seguir um exemplo, a cefixima.

CO

OH

N

SC C

O

NH

NO

S

C

O OH

CH

NH2 NO

CH2

CH2

Cefixima


LaCCeF



181

b) Carbapenems

Os carbapenems ou tienamicinas, consistem de um anel β-lactâmico ligado a um anel de carbono de cinco membros contendo penem. Produzidos por Streptomyces, estes β-lactâmicos semi-sintéticos possuem amplo espectro de ação, são estáveis frente à maioria das β-lactamases e ativos contra estreptococos, estafilococos, enterobacteriáceas, P. aeruginosa, Haemophilus e bactérias anaeróbicas, incluindo B. fragilis.

R1

NO

C

O OH

S

CH3

R2

Carbapenem

Existem dois carbapenems disponíveis o imipenem e meropenem. A preparação comercial contém uma proporção fixa de imipenem e cilastatina. Os carbapenems são úteis no tratamento das infecções por bactérias resistentes a outros antibióticos. Em função do espectro muito amplo de atividades, estas drogas são utilizadas no tratamento de infecções polimicrobianas dispensando assim a utilização de dois ou mais antibióticos.

C

O OH

NHO

CH2

CH2

S

C

O

OHCNH2

CH2 H

CH2

CH2

Cilastatina


LaCCeF



182

N

C

O OH

S

NH CNH

H

HOHImipenem

Peso Molecular = 285,37 gMassa Exata = 285 gFórmula Molecular = C12H19N3O3SComposição Molecular: C= 50,51%; H= 6,71%; N= 14,72%; O= 16,82% e S= 11,24% c) Monobactâmicos

O nome monobactâmico é a forma abreviada para β-lactâmico monocíclico. Os monobactâmicos consistem em um único anel, o anel β-lactâmico, ligado ao grupo ácido sulfônico.

N

N

O SO3H

R

O HMonobactâmico

O único monobactâmico disponível é o aztreonam, ativo contra bacilos aeróbicos Gram-negativos, inclusive P. aeruginosa. Diferente de outros β-lactâmicos, este não possui nenhuma atividade contra bactérias Gram-positivas e tampouco contra organismos anaeróbicos. Uma nova propriedade do aztreonam é o fato de esta droga ser em essência não-alérgica, podendo ser utilizada em indivíduos com alergia à penicilina e à cefalosporina. Abaixo, a fórmula estrutural do aztreonam, destacando os grupos ativos desse antibiótico é mostrado.

LaCCeF



183

N

N CH3

O SO3

S

NNH3

N

O H

O

CH3CH3

CO2H

Aztreonam

+

- Aminotiazol oxima(Espectro Gram-negativo)

Grupo carboxílico(Atividade aumentada contra Pseudomonas)

Grupo 4-α-metil(Estabilidade na presença da beta-lactamase

1-Ácido Sulfônico(Ativação beta-lactâmica)

d) Inibidores da β-lactamase

Vários inibidores específicos das β-lactamases foram desenvolvidos para uso clínico, em especial os compostos clavulanato, sulbactam e tazobactam. Eles contém um anel β-lactâmico, mas nenhuma destas drogas apresenta uma utilidade antibacteriana intrínseca relevantes. Estas substâncias atuam através de uma ligação covalente à β-lactamases bacteriana exercendo seus efeitos antibacterianos. Nenhum dos inibidores da β-lactamases está disponível para utilização, mas apenas combinados à penicilina, em dose fixa. Os inibidores de β-lactamases inibem a maioria das β-lactamases bacterianas importantes, inclusive aquelas produzidas pelos estafilococos, gonococos, H influenzae, B. fragilis e algumas enterobacteriáceas. A seguir, as fórmulas estruturais desses compostos é mostrado:

CO

OHN

O

OC

H

CH2 OH

Peso Molecular = 199,16 gMassa Exata = 199 gFórmula Molecular = C8H9NO5Composição Molecular: C= 48,25%; H= 4,55%; N= 7,03% e O= 40,17%

Clavulanato

LaCCeF



184

CO

OHN

O

SOO

CH3

CH3

Sulbactam

Peso Molecular = 233,24 gMassa Exata = 233 gFórmula Molecular = C8H11NO5SComposição Molecular: C= 41,20%; H= 4,75%; N= 6,01%; O= 34,30% e S= 13,75%

NN

N

CO

OHN

O

SOO

CH2

CH3

Tazobactam


LaCCeF



185

2) Glicopeptídeos

Os glicopeptídeos são drogas de alto peso molecular, consistindo em açúcares e aminoácidos. A vancomicina e a teicoplanina são os únicos disponíveis para utilização. A vancomicina é um antibiótico cuja atividade em essência é bactericida, através da inibição da síntese da parede celular por ligar-se covalentemente aos dois resíduos D-alanina terminais na porção carboxil livre do pentapeptídeo, impedindo dessa forma, o alongamento estérico da estrutura do peptidoglicano. Devido ao seu alto peso molecular, a vancomicina, assim como a teicoplanina é incapaz de penetrar a membrana celular das bactérias Gram-negativas e sua atividade é restrita às Gram-positivas.

Elas são indicadas no tratamento de infecções causadas por estafilococos, estreptococos, enterococos, Corynebacterium jeikeium e C. difficile. Também é a droga de eleição para as infecções causadas por estafilococos meticilina-resistentes e pneumococos com alto grau de resistência a penicilina. A seguir, a fórmula estrutural desses dois antibióticos, a vancomicina e a teicoplanina, que compreende uma mistura de cinco agentes que diferem apenas no radical R, como mostra a figura abaixo.

OO

CH3

OHCH3

NH2

OCH2 OH

OHOH

O

NH

NH2NH

NH

NH

NH

OO

OH

O H

CH2 OH

OCH3

CH2

CHCH3 CH3

CO

NH2OHOHOH

NHC

O

OH

H

ClO O

Cl

OH

Peso Molecular = 1460,35 gMassa Exata = 1458 gFórmula Molecular = C69H80Cl2N8O23Composição Molecular: C= 56,75%; H= 5,52%; Cl= 4,86%; N= 7,67% e O= 25,20%

Vancomicina

LaCCeF



186

HNCOCH3

OCH2

OH

OHOH

O

O

O

NHC

O

OH

H

OH

NH

OCH2OH

OH

OH

O

NH

NH2NH

NH

NH

NH

OO

O H

O H

O H

OH

O OCl Cl

O

OHOH

OH OHOH

CH2 OH

H

OH

H

H

CH3 C

O

CCH3

CH3

O

CH3CO

CH3CO

CH3

CH3COCH3

1

2

3

4

5

R

Radical (R) Fórmula

Teicoplanina

. LaCCeF



187

2.15.2 Antibióticos que atuam no nível dos ribossomos

Diversas classes de antibióticos atuam na inibição da síntese das proteínas bacterianas. Estas drogas exibem uma toxicidade seletiva ao inibir a síntese protéica bacteriana a um grau muito maior do que inibem a síntese protéica da célula hospedeira, como resultado da ligação a alvos bacterianos específicos. A maior parte destas drogas exibe ação bacteriostática, exceto os aminoglicosídeos que são bactericidas. 1) Aminoglicosídeos Os aminoglicosídeos consistem de dois ou mais carboidratos ligados por ligações tipo glicosídicas a um anel aminociclitol. Estes agentes penetram a célula bacteriana através de um sistema de transporte oxigênio-dependente, inexistente nas bactérias anaeróbicas ou nos estreptococos. Os aminoglicosídeos são ativos contra bacilos Gram-negativos aeróbicos, estafilococos e micobactérias. Embora não sejam de forma intrínseca ativo contra enterococos ou L. monocytogenes, a adição de um aminoglicosídeos à penicilina G, amplicilina ou vancomicina, possui um efeito sinérgico, o que em geral, resulta em atividade bactericida.

A gentamicina é o aminoglicosídeo mais ativo para evento sinérgico contra enterococos (por isso denominado de aminoglicosídeo “burro de carga”).

O

O

NH2 O NH2

NH2OHO

OH

OH

CH3

NHCH3

CH3NH

CH3

Peso Molecular = 477,61 gMassa Exata = 477 gFórmula Molecular = C21H43N5O7Composição Molecular: C= 52,81%; H= 9,07%; N= 14,66% e O= 23,45%

Gentamicina

LaCCeF



188

A estreptomicina, outro antibiótico do grupo aminoglicosídeo, é produzida desde a década de 40 a partir de culturas de Streptomyces griseus. A fórmula estrutural da estreptomicina e da diidroestreptomicina é mostrada abaixo.

O

OHOH

O

NHC

NH

NH2OH

OHOH

NHC

NH

NH2

O

CH3

O

NH CH3

CH2OH

OH

R

Radical (R)

Nome do composto

CH2OH

CHO

Diidroestreptomicina

Estreptomicina

LaCCeF



189

2) Macrolídeos

Os macrolídeos recebem esta designação em função do anel macrocíclico de lactona, o qual constitui o núcleo destas drogas. Os macrolídeos, como as lincosamidas e estreptograminas (drogas MLS) são agentes químicos não-relacionados, mas que possuem mecanismos de ação, resistência e atividade microbiana similares. Estes agentes ligam-se de modo irreversível à subunidade denominada 50S do ribossomo bacteriano bloqueando a reação denominada translocação. Embora considerados como antibióticos bacteriostáticos, estes agentes são bactericidas contra patógenos específicos.

A eritromicina é a droga de escolha no tratamento da coqueluche, mostra-se equivalente à penicilina na erradicação do estado portador na difteria, a droga de eleição na doença dos legionários e equivalente a tetraciclina no tratamento de infecções com M. pneumoniae. A seguir, a fórmula estrutural da eritromicina.

O

OO

CH3

CH3

O

OHOHCH3

CH3

OCH3

OCH3

CH3

OH

CH3

OHCH3 O

CH3

O

OH

CH3

NCH3CH3


Eritromicina

A claritromicina e a azitromicina exibe maior grau de atividade do que a eritromicina contra H influenzae e são mais adequadas para o tratamento das infecções respiratórias causadas por essa bactéria. Elas são ativas contra o complexo Mycobacterium avium, um patógeno importante em pacientes com a síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS). Azitromicina é ativa contra C. trachomatis, sendo a única droga capaz de curar a uretrite e a cervicite por C. trachomatis em uma única dose. A seguir, as fórmulas estruturais da claritromicina, da diritromicina e da azitromicina.

LaCCeF



190

O

OO

CH3

CH3

O

OHOHCH3

CH3

OCH3

OCH3

CH3

O

CH3

OHCH3 O

CH3

O

OH

CH3

NCH3CH3

CH3

Claritromicina


CO O

OO

CH3

OHCH3

CH3

OCH3

OCH3

CH3

OH

CH3

OHCH3 O

CH3

O

OH

CH3

NCH3CH3

O

NHO

CH3H CH3

Diritromicina


LaCCeF



191

O

OO

OHCH3

CH3

OCH3

OCH3

CH3

CH3

OHCH3 O

CH3

O

OH

CH3

NCH3CH3

NCH3

CH3OH

CH3


Azitromicina

LaCCeF



192

3) Lincosamidas A lincomicina e a clindamicina são as duas lincosamidas disponíveis. A lincosamida recebe seu nome em função de Lincoln, Nebraska, onde foi isolada a partir do bolor Streptomycin linconensis. A substituição de um grupo hidroxil por um átomo de cloro produz a clindamicina. A lincosamida foi substituída pela clindamicina na prática clínica em razão da maior atividade e disponibilidade oral superior da clindamicina. A seguir, a fórmula estrutural da lincosamida.

NH

H

H

CH3H

C

O

NH CH

CH

CH3

OH

OOH

H

H

SOH H

OH

CH3

C3H7


Lincosamida

A clindamicina é ativa contra estreptococos, estafilococos e bactérias anaeróbicas,

incluindo B. fragilis. Também é ativo contra Mycoplasma hominis. Por outro lado, não possui nenhuma atividade contra enterococos e bacilos Gram-negativos aeróbicos.

NH

H

H

CH3H

CO

NH CH

CH

CH3

Cl

OOH

H

H

SOH H

OH

CH3

CH2CH2

CH3

Clindamicina

Peso Molecular = 453,05 gMassa Exata = 453 gFórmula Molecular = C20H37ClN2O5SComposição Molecular: C= 53,02%; H= 8,23%; Cl= 7,83%; N= 6,18%; O= 17,66% e S= 7,08%

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193

4) Estreptograminas Embora as estreptograminas não estejam disponíveis comercialmente, estão sendo desenvolvidas estreptograminas com atividade contra estafilococos meticilina-resistentes e enterococos vancomicina-resistentes. 5) Tetraciclinas

As tetraciclinas são antibióticos de ação bacteriostática com amplo espectro o que inclui Gram-positivas, Gram-negativas, bactérias aeróbicas e anaeróbicas, espiroquetas, micoplasmas, riquétsias, clamídias e alguns protozoários. De acordo com sua farmacologia, esses fármacos podem ser divididos em três grupos: componentes de ação rápida (clortetraciclina, oxitetraciclina e tetraciclina); componentes de ação intermediária (demeclociclina e metaciclina) e componentes de longa ação (doxiciclina e minociclina).

A clortetraciclina foi a primeira tetraciclina descoberta, e o descobrir foi o micologista Benjamin M. Duggar, que notou uma atividade antimicrobiana incomum em organismos que formavam uma colônia amarelo-ouro. Ele designou o organismo de Streptomyces aureofaciens e o produto de aureomicina. Em 1950, a oxitetraciclina foi isolada de Streptomyces rimosus e três anos depois, a tetraciclina foi produzida pela desalogenização catalítica da clortetraciclina. Em 1966 e 1967, foram apresentados os componentes de longa ação denominadas doxiciclina e minociclina, respectivamente. Os nomes genéricos dos análogos são determinados por substituições na estrutura básica da tetraciclina, a qual consiste em um núcleo hidronaftaceno que contém quatro anéis fundidos.

A ação das tetraciclinas é devida à sua capacidade de ligar-se à subunidade denominada 30S dos ribossomos microbianos bloqueando a ligação da RNA aminoacil transferase e inibindo a síntese de proteínas, pois impede a adição de novos aminoácidos na cadeia polipeptídica em formação.

O

OH

OH

OH

OHO

CH3

OH CO

NH2

NCH3 CH3


Tetraciclina

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194

Abaixo, a fórmula estrutural de algumas tetraciclinas, onde as setas indicam as diferenças nas posições dos átomos de carbono 5, 6, 7.

O

OH

OH

CH3

OHOOH C

O

NH2

NCH3 CH3

OH

NCH3 CH3

CH3 OH

NCH3 CH3

CH2 OH

NCH3 CH3

Cl OH

CH3 NCH3 CH3

OH OH

CH3 NCH3 CH3

OHCl

NCH3 CH3

NCH3 CH3

2345678

9 10 11 12 1

4567

Doxiciclina

4567

Metaciclina

4567

Demeclociclina

4567

Oxitetraciclina

Tetraciclinas:

4567

4567

Clortetraciclina

Minociclina

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195

6) Anfenicóis O cloranfenicol é o único anfenicol disponível, mas o tianfenicol, uma droga relacionada, encontra-se disponível em alguns países. O cloranfenicol, produzido por Streptomyces venezuelae pode ser considerado um antibiótico de espectro amplo, de ação bacteriostático predominantemente que se liga de modo reversível a subunidade ribossômica denominada 50S impedindo a ligação do RNA de transferência contendo o aminoácido terminal à cadeia peptídica.

O cloranfenicol encontra-se disponível em formulações com aplicação oral e parenteral bem como em uma preparação oftálmica tópica. Ele constitui uma alternativa aceitável para o tratamento da meningite bacteriana, em particular em pacientes alérgicos a cefalosporina. Pode ser usado no tratamento de abscessos cerebrais e febre entérica, embora uma variedade de cepas de Salmonela sp em todo mundo apresente resistência ao cloranfenicol. É uma alternativa para o tratamento da febre maculosa das Montanhas Rochosas.

O2N CH

OH

CH

CH2

OH

NH C

O

C

H

Cl

Cl

Peso Molecular = 323,13 gMassa Exata = 323 gFórmula Molecular = C11H12Cl2N2O5Composição Molecular: C= 40,89%; H= 3,74%; Cl= 21,94%; N= 8,67% e O= 24,76%

Cloranfenicol

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196

2.15.3 Antibióticos inibidores da síntese do ácido desoxirribonucléico das bactérias 1) Quinolonas

As quinolonas são antibióticos sintéticos que consistem de um núcleo contendo dois anéis fusionados de seis membros. O ácido nalidíxico foi a primeira droga descoberta desta classe, de uso clínico limitado em função do baixo grau de atividade e do rápido surgimento de resistência. Elas inibem o ácido desoxirribonucléico (DNA)-girase bacteriano, a enzima responsável pelo enrolamento, espiralamento e fechamento do DNA bacteriano. A resistência adquirida pode se desenvolver através de redução da permeabilidade ou de alterações na DNA-girase.

COH

O

N N

O

CH3

CH2

CH3Peso Molecular = 234,26 gMassa Exata = 234 gFórmula Molecular = C12H14N2O3Composição Molecular: C= 61,53%; H= 6,02%; N= 11,96% e O= 20,49%

Ácido nalidíxico

N

O

Peso Molecular = 145,16 gMassa Exata = 145 gFórmula Molecular = C9H7NOComposição Molecular: C= 74,47%; H= 4,86%; N= 9,65% e O= 11,02%

4-quinolona

A adição de um átomo de flúor na posição seis do núcleo da quinolona potencializa a atividade contra bactérias Gram-negativas e levou a uma nova geração de drogas, denominadas fluoroquinolonas. As fluoroquinolonas são em sua maioria agentes bactericidas, desde que exibem destruição bacteriana concentração-dependente e são excretadas pelos rins. A maioria delas possui uma excelente biodisponibilidade oral. São ativas contra bacilos anaeróbicos Gram-negativos, incluindo enterobacteriáceas, Haemophilus sp., Moraxella catarrbalis e no caso da ciprofloxacina, P. aeruginosa.

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197

Estas drogas também são ativas contra algumas micobactérias, incluindo a maioria de cepas de M. tuberculosis, mas possuem uma fraca atividade contra estreptococos e estafilococos e são inativas contra anaeróbicos. Abaixo, a fórmula estrutural de algumas delas é mostrada.

NNH

COH

O

N

O

CH2

CH3

F

Peso Molecular = 319,34 gMassa Exata = 319 gFórmula Molecular = C16H18FN3O3Composição Molecular: C= 60,18%; H= 5,68%; F= 5,95%; N= 13,16% e O= 15,03%

Norfloxacina

NN

COH

OOF

CH3

ON

CH3Peso Molecular = 361,38 gMassa Exata = 361 gFórmula Molecular = C18H20FN3O4Composição Molecular: C= 59,83%; H= 5,58%; F= 5,26%; N= 11,63% e O= 17,71%

Ofloxacina

CH2

CH3

NNH

COH

OOF

NF

CH3

Peso Molecular = 351,36 gMassa Exata = 351 gFórmula Molecular = C17H19F2N3O3Composição Molecular: C= 58,11%; H= 5,45%; F= 10,81%; N= 11,96% e O= 13,66%

Iomefloxacina

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198

CH2

CH3

NNH

COH

OOF

N N


Enoxacina

A ciprofloxacina é a fluoroquinolona mais utilizada, por possuir excelente

biodisponibilidade a partir de ingestão oral, ser muita ativa contra bacilos Gram-negativos aeróbicos. Porém exibe uma atividade limitada contra estreptococos e estafilococos.

NNNH

COH

OOF


Ciprofloxacina

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199

2) Nitroimidazóis

Os nitroimidazóis são agentes de alto grau de absorção e caráter bactericidas. Estas substâncias exibem atividade antimicrobiana restrita aos anaeróbicos específicos e certos protozoários. O metronidazol é o único nitroimidazol licenciado.

N

N

OH

CH3O2N


Metronidazol

Estas drogas penetram a maioria das bactérias, porém apenas organismos suscetíveis produzem a nitro-redutase, necessária para reduzir estes agentes aos intermediários citotóxicos de vida curta que se ligam ao DNA e inibem sua síntese. As bactérias aeróbicas são resistentes por não possuírem a atividade nitro-redutase. A resistência adquirida pode se desenvolver como resultado de absorção reduzida da droga e de produção reduzida de nitro-redutase.

O metronidazol é ativo contra a maioria das bactérias anaeróbicas, mas tem maior atividade contra anaeróbicos Gram-negativos, inclusive B. fragilis. A substância não possui nenhuma atividade contra as bactérias aeróbicas, mas é eficaz no tratamento de três infecções causadas por protozoários, a saber: giardíase, amebíase e tricomoníase.

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200

2.15.4 Antibióticos inibidores da síntese do ácido ribonucléico bacteriano 1) Rifamicinas

Os antibióticos rifamicina inibem a síntese do RNA bacteriano, ao inibirem a RNA polimerase DNA-dependente. A resistência adquirida normalmente resulta de uma mutação na RNA polimerase DNA-dependente. Os derivados da rifamicina disponíveis são a rifampina e a rifabutina. As rifamicinas são metabolizadas no fígado e impõem uma coloração alaranjada à maioria dos fluidos corporais, como a urina.

A rifabutina é ativa contra a maioria das cepas de Mycobacterium. tuberculosis, incluindo cerca de 30 % das cepas resistentes a rifampina. A rifabutina é mais ativa do que a rifampina contra o complexo M. avium, sendo o único agente eficaz na prevenção da bacteremia pelo complexo M. avium em pacientes com AIDS, além de ser uma droga eficaz no tratamento da tuberculose. A fórmula estrutural da rifabutina é mostrada abaixo:

N

OHCH3

O

ON

NH

CH2 CH

CH3

CH3

NH

CH3

CH3

OCH3

OHCH3

CH3

CH3

O

OH

O

O

OC

OCH3


Rifabutina

A rifampina foi desenvolvida objetivando o tratamento da tuberculose e permanece ainda como principal recurso terapêutico antituberculose. A rifampina é importante no tratamento de varias infecções micobacterianas não tuberculosas, em particular M. leprae, M. kansasi e M. marinum. Possui também atividade contra inúmeras bactérias convencionais, em destaque contra estafilococos, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae e Legionella pneumophila. A seguir, a fórmula estrutural da rifampina.

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201

NN

OHCH3

O

O

NH

CH3

CH3

OCH3

OHCH3

CH3

O CH3

OCH3

OH

O

OH

OHCH N CH3

CO

CH3


Rifampina

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202

2.22.5 Antifolatos

Os folatos são cofatores* necessários para a síntese das purinas e do DNA. Embora as células de mamíferos possam usar o folato exógeno pré-formado, as bactérias devem sintetizar folatos a partir do ácido para-aminobenzóico (PABA). A via sintética do folato pode ser interrompida em duas etapas, pela inibição da dihidropteroato sintetase (DHS) ou da dihidrofolato redutase (DHFR). A seguir, formula do ácido para-aminobenzóico (PABA).

CO OH

NH2

Ácido para-aminobenzóico


1) Sulfonamidas

As sulfonamidas foram desenvolvidas por volta de 1930, sendo os primeiros agentes antiinfecciosos modernos, com atuação bacteriostática. Estes agentes competem com PABA pelas DHPS, inibindo dessa forma, a síntese do folato, pode se observar algumas semelhanças estruturais entre o PABA e as drogas sulfonamidas.

Embora muitas sulfonamidas tenham sido produzidas, o uso isolado destas drogas não é mais recomendado em razão das taxas elevadas de resistência bacteriana e da disponibilidade de antibióticos superiores. A resistência adquirida pode resultar de: redução da permeabilidade; DHPS alterada, pela qual a droga possui afinidade e aumento da produção de PABA. A seguir, alguns exemplos de antibióticos sulfonamidas.

SO2NH

NH2

RSulfonamida

Peso Molecular = 171,22 gMassa Exata = 171 gFórmula Molecular = C7H9NO2SComposição Molecular: C= 49,11%; H= 5,30%; N= 8,18%; O= 18,69% e S= 18,3% * Agentes cofatores: substâncias não protéicas, constituídas por um íon metal ou molécula orgânica, denominada coenzima, essencial na atividade de certas enzimas.

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203

NO

SO2NH

NH2

CH3

Sulfametoxazol


N

NNH2 SO2NH

Sulfadiazina

Peso Molecular = 250,28 gMassa Exata = 250 gFórmula Molecular = C10H10N4O2SComposição Molecular: C= 47,99%; H= 4,03%; N= 22,39%; O= 12,79% e S= 12,81% 2) Sulfonas

As sulfonas são substâncias sintéticas relacionadas as sulfonamidas e também competem como o PABA* pela DHPS. A diaminodifenilsulfona (DDS), melhor conhecida como dapsona, é a única sulfona comercializada.

A sulfona é ativa contra a maioria das cepas de M. leprae, sendo utilizado no tratamento da hanseníase. Pode também ser utilizada na prevenção e tratamento da pneumonia por P. carinii, bem como no tratamento de dermopatias não infecciosas como dermatite herpetiforme. A seguir, a fórmula estrutural da dapsona.

S

NH2 NH2

OO


Diaminodifenilsulfona

* PABA: ácido para-aminobenzóico.

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204

3) Inibidores da dihidrofolato redutase (DHFR)

Dos três inibidores da DHFR disponíveis para o tratamento das infecções humanas (trimetoprim, pirimetamina e trimetrexato), apenas o trimetoprim é útil nas infecções bacterianas. O trimetoprim é um agente bacteriostático ativo contra diversas enterobacteriáceas, pode ser utilizado no tratamento de infecções urinárias e por indivíduos alérgicos a sulfonamidas. A combinação trimetoprim-sulfametoxazol (TMP-SMZ), algumas vezes denominadas cotrimoxazol, possui atividade contra a maioria das enterobacteriáceas, H. influenzae e muitas cepas de estreptococos e estafilococos.

CH3O

N

N

NH2

OO

CH3CH3

NH2


Trimetoprim

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205

2.15.6 Outros agentes antibacterianos 1) Ácido Kójico

Ácido Kójico nome usual de 5 – hidróxi – 2 – hidróxi metileno-pirona. Pode ser obtido por via microbiológica através da fermentação do arroz das espécies Aspergillus orizae e Flavus tamorii, também pela bactéria do tipo Aspergillus esporulantes. Sendo utilizado como antibiótico e como um despigmentante não citotóxico e seus derivados, podem ser utilizados como inseticidas.

O

OOH

CH2 OH

Ácido Kójico

Peso Molecular = 142,11 gMassa Exata = 142 gFórmula Molecular = C6H6O4Composição Molecular: C= 50,71%; H= 4,26% e O= 45,03% 2) Triclosan

O triclosan é um composto não-iônico, derivado de um difenil éter, capaz de bloquear a síntese de ácidos graxos por meio de inibição enzimática. Devido a sua atividade bacteriostática sobre diversas bactérias do tipo Gram-negativo e Gram-positivo possui grande aplicação em: pasta de dentes, sabonetes, desodorantes, antitranspirantes, cosméticos e detergentes. É utilizado também como um aditivo em plásticos, polímeros e tecidos permitindo a estes materiais exibir propriedades antibactericidas.

O triclosan não é utilizado em alimentos, pode ser incorporado a vários tipos de plásticos e precisa migrar para o alimento para exercer sua ação antimicrobiana. O triclosan incorporado ao polietileno de baixa densidade (PEBD) em concentração de 1.000 mg/kg apresenta alta atividade em estudos desenvolvidos in vitro. Contudo, a presença de ácidos graxos ou gordura interfere de forma a reduzir a eficácia da atividade antimicrobiana.

OOHCl

Cl ClPeso Molecular = 289,55 gMassa Exata = 289 gFórmula Molecular = C12H7Cl3O2Composição Molecular: C= 49,78%; H= 2,44%; Cl= 36,73% e O= 11,05%

Triclosan

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206

3) Hexaclorofeno

Hexaclorofeno, utilizado em pastas dentais, desodorantes e sabonetes.

CH2

Cl Cl Cl Cl

OHCl ClOH

Peso Molecular = 406,91 gMassa Exata = 406 gFórmula Molecular = C13H6Cl6O2Composição Molecular: C= 38,37%; H= 1,49%; Cl= 52,28% e O= 7,86%

Hexaclorofeno

4) Etambutol

Etambutol é uma droga oral bacteriostática contra M. tuberculosis e várias outras micobactérias de crescimento lento, inibindo a síntese do RNA bacteriano.

CH NH CH2 CH2 NH C H

CH2OH

CH2OHC2H5

C2H5


Etambutol

5) Hexil-resorcinol

Hexil-resorcinol tem ação bactericida atuando contra infecções de garganta, sendo comercializado como princípio ativo em pastilhas.

OH

OHCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

Hexil-resorcinol

Peso Molecular = 194,28 gMassa Exata = 194 gFórmula Molecular = C12H18O2Composição Molecular: C= 74,19%; H= 9,34% e O= 16,47%

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207

6) Isoniazida

A isoniazida é uma droga utilizada no tratamento da tuberculose. As micobactérias diferem das bactérias convencionais por possuírem uma parede celular rica em lipídeos, dos quais o mais importante é o ácido micólico. A isoniazida inibe a síntese do ácido micólico, sendo ativo contra Mycobacterium tuberculosis.

N

CONHNH2

Peso Molecular = 137,14 gMassa Exata = 137 gFórmula Molecular = C6H7N3OComposição Molecular: C= 52,55%; H= 5,14%; N= 30,64% e O= 11,67%

Isoniazida

7) Pirazinamida

A pirazinamida (PZA) é um análogo sintético da nicotinamida com atividade

bactericida contra M. tuberculosis, sendo utilizada em associação com a isoniazida e a rifampina como agente de primeira linha. A PZA é uma pró-droga que deve ser convertida pela pirazinamidase presente na M. tuberculosis em ácido pirazinóico, que age contra organismos intracelulares.

N

N CONH2

Peso Molecular = 123,12 gMassa Exata = 123 gFórmula Molecular = C5H5N3OComposição Molecular: C= 48,78%; H= 4,09%; N= 34,13% e O= 13,00%

Pirazinamida

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208

8) N-haloamina

N-haloamina é utilizado na fabricação de tecidos, a sua adição confere a eles propriedades biocidas. Em particular, destaca-se a ação bactericida, desde que bactérias são as principais responsáveis pela produção de odores.

N

NO H

CH3

CH3

Cl

CH3

CH3

Peso Molecular = 176,65 gMassa Exata = 176 gFórmula Molecular = C7H13N2ClOComposição Molecular: C= 47,60%; H= 7,42%; Cl= 20,07%; N= 15,86% e O= 9,06%

N-haloamina

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209

2.16 Cosméticos 1) Protetores solares

Os protetores solares são usados em larga escala em cosméticos para proteção dos cabelos e da pele contra a radiação ultravioleta do tipo UV-B e UV-A que compõem a luz solar. O excesso de radiação UV é o responsável por vários efeitos fisiológicos negativos como queimaduras, aparecimento prematuro de rugas e manchas na pele (envelhecimento precoce) e havendo uma intensa exposição, o surgimento de câncer de pele. No DNA, por exemplo, os raios ultravioleta podem causar a produção de bases timinas adjacentes formando dímeros mutantes.

Os protetores solares oferecem proteção contra os raios ultravioleta porque contêm moléculas aromáticas que absorvem a energia na região do UV do espectro eletromagnético. A absorção da radiação UV por essas moléculas leva os elétrons π e os não-ligados a níveis energéticos mais elevados, depois disso a energia é dissipada por relaxação através de vibração molecular. Em outras palavras, a radiação UV é transformada em calor (radiação IV).

São classificados de acordo com a faixa de espectro UV onde ocorre a absorção máxima.Três regiões de espectro UV são discutidas. A região entre 320 e 400 nm chamada de UV-A, a região entre 280 e 320 nm chamada de UV-B e a região entre 100 e 280 nm chamada de UV-C. A região UV-C é a mais perigosa porque encerra os comprimentos de onda UV menores, portanto, os que possuem a maior energia. Contudo, o ozônio e os outros componentes da atmosfera terrestre absorvem os comprimentos de onda UV-C; atuando como protetor desse tipo de radiação. A maior parte da radiação UV-A e parte da UV-B atravessam a atmosfera, para proteger dessas regiões do espectro que os protetores solares são formulados. A seguir, são apresentadas algumas moléculas responsáveis pelo chamado “fator de proteção solar” (FPS), quanto maior é o valor do FPS, maior a concentração do produto e mais tempo uma pessoa pode ficar exposta ao sol sem sofrer queimaduras. a) Para-metoxicinamato de 2-etilexila

O p-metoxicinamato de 2-etilexila tem seu uso aprovado em todo o mundo, sendo freqüente a sua utilização na maioria dos filtros UV. Ele pode ser incorporado sem problemas em cosméticos hidratantes cuja matéria-prima são óleos, por possuir um bom grau de solubilidade nesse tipo de ingredientes, como óleos de jojoba, oliva e parafina. Absorção na faixa de 310 nm.

O

O

OCH3

Peso Molecular = 290,41 gMassa Exata = 290 gFórmula Molecular = C18H26O3Composição Molecular: C= 74,45%; H= 9,02% e O= 16,53%Aparência: de líquido incolor a amarelo claro

P-metoxicinamato de 2-etilexila

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210

b) 2-Hidroxi-4-metoxi-benzofenona

O 2-hidroxi-4-metoxi-benzofenona ou oxibenzona possui um alto fator de proteção solar, presente em cremes que previnem o envelhecimento precoce e protetores labiais. Absorção na faixa de 288 e 325 nm.

C

OOH

O CH3

Peso Molecular = 228,25 gMassa Exata = 228 gFórmula Molecular = C14H12O3Composição Molecular: C= 73,67%; H= 5,30% e O= 21,03%Aparência: pó amarelo claro

2-hidroxi-4-metoxi-benzofenona

c) 2-Hidroxi-4-metoxi-benzenofenona-5-ácido sulfônico

O 2-Hidroxi-4-metoxi-benzenofenona-5-ácido sulfônico está presente nos filtros com largo fator de proteção solar, o grupo ácido sulfônico é solúvel em água e capaz de neutralizar substâncias como trietanolamina e NaOH, sem afetar suas características de absorção.

C

OOH

O CH3

SO3H

2-hidroxi-4-metoxi-benzofenona- 5-ácido sulfônico

Peso Molecular = 308,31 gMassa Exata = 308 gFórmula Molecular = C14H12O6SComposição Molecular: C= 54,54%; H= 3,92%; O= 31,14% e S= 10,40%Aparência: de pó branco fino a granulado

LaCCeF



211

d) 2,2’-Dihidroxi-4,4’-dimetoxibenzofenona-5,5’-disulfanato de sódio

Substância utilizada para preservar outras substâncias como corantes, ingredientes ativos e fragrâncias contra os efeitos da radiação UV.

C

OOH

OO

OH

CH3

SO3Na SO3Na

CH3

2,2'-dihidroxi-4,4'-dimetoxibenzofenona- 5,5'-disulfanato de sódio

Peso Molecular = 478,36 gMassa Exata = 478 gFórmula Molecular = C15H12Na2O11S2Composição Molecular: C= 37,66%; H= 2,53%; Na= 9,61%; O= 36,79% e S= 13,41%Aparência: pó amarelo claro e) 2,2’, 4,4’-Tetrahidroxibenzofenona

Substância utilizada na preservação de ingredientes ativos e corantes, evitando o seu desvanecimento. Utilizada também para melhorar a estabilidade de perfumes. Possui boa solubilidade em óleos, formulações surfactantes e soluções aquosas e alcoólicas.

C

OOH

OHOH

OH2,2',4,4'-Tetrahidroxibenzofenona

Peso Molecular = 246,22 gMassa Exata = 246 gFórmula Molecular = C13H10O5Composição Molecular: C= 63,42%; H= 4,09% e O= 32,49%Aparência: pó amarelo

LaCCeF



212

f) 2-Ciano-3,3-difenilacrilato de 2’-etilexila

Substância características em alguns filtros tipo UV-B, que por apresentar propriedades hidrofóbicas e ser solúvel em óleos, é utilizada em formulações resistente à água e ao suor, possuindo maior aderência a pele. Absorção na faixa de 310 nm.

O

OC

CN

Peso Molecular = 361,49 gMassa Exata = 361 gFórmula Molecular = C24H27NO2Composição Molecular: C= 79,74%; H= 7,53%; N= 3,87% e O= 8,85%Aparência: líquido viscoso amarelo claro

2-Ciano-3,3-difenilacrilato de 2‘-etilexila (Octocrileno)

g) 3-(4-Metilbenzilideno)- cânfora

O 3-(4-Metilbenzilideno)- cânfora é uma substância com alta capacidade de absorção da radiação UV-B. Presente na maioria dos protetores solares em forma de emulsões, géis e aerossóis, por possuir uma boa fotoestabilidade (resistência à degradação frente ação da luz).

OPeso Molecular = 254,38 gMassa Exata = 254 gFórmula Molecular = C18H22OComposição Molecular: C= 84,99%; H= 8,72% e O= 6,29%Aparência: pó branco

3-(4-Metilbenzilideno) cânfora

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h) Bis etilexiloxifenol metoxifenil triazina

Substância que possui atuação contra radiação UV-B e por ser uma substância polar, possui boa afinidade com a queratina da pele, é utilizada em protetores solares resistentes a água.

O

OC

O

OCNH

CO

O

NH

N N

NNH

Peso Molecular = 823,10 gMassa Exata = 823 gFórmula Molecular = C48H66N6O6Composição Molecular: C= 70,04%; H= 8,08%; N= 10,21% e O= 11,66%Aparência: de pó branco a amarelo claro

Bis etilexiloxifenol metoxifenil triazina

2) Emulsificantes

Os emulsificantes são responsáveis por manter a emulsão estável. Uma loção é uma emulsão de óleo em água, enquanto um creme é o oposto disso. Como exemplo, as fórmulas de dois emulsificantes empregados em cosméticos, o monoesterato de glicerol e o alquil fenolpolioxietileno são mostradas abaixo.

CH2OH

CHOH

CH2CO(CH2)16CH3

R (OCH2CH2) OH

Monoesterato de glicerol Alquil fenolato de polioxietileno

n

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3) Batons

Os batons possuem uma composição semelhante à dos cremes, embora devido ao aumento da proporção de ceras (conhecidos como cerídios, que são ésteres formados a partir de ácidos graxos e álcoois de cadeia longa, como a cera de abelha e a de carnaúba), de forma a obter-se uma consistência mais sólida. Também, contêm corantes, dos quais o mais usado é a tetrabromofluoresceína, perfumes para disfarçar o odor das gorduras e antioxidantes.

C15H31 COO CH2 C30H61 C25H51 COO CH2 C30H61

OHBr

Br

OBr

Br

O

COO Na+

Cera de abelha(palmitato de miricila)

Cera de carnaúba(cerotato de miricila)

-

Tetrabromofluoresceína (corante) 4) Agentes adstringentes O álcool isopropílico é solúvel em água e excelente solvente industrial, sendo utilizada em cosméticos, perfumes e cremes para a pele. Possui capacidade adstringente, isto é, endurece a pele e reduz o tamanho dos poros, limitando as secreções.

C

OH

H

CH3 CH3

Peso Molecular = 60,10 gMassa Exata = 60 gFórmula Molecular = C3H8OComposição Molecular: C= 59,96%; H= 13,42% e O= 26,62%

Álcool isopropílico

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5) Cremes que combatem a acne

O tratamento contra a acne, a qual é um conjunto de lesões na pele denominadas de cravos (comedões), espinhas (pápulas), espinhas com pus (pústulas), cistos e cicatrizes, é feito baseando-se na ação das substâncias peróxido de benzoíla e ácido retinóico, os quais descamam a pele e auxiliam a controlar a oleosidade junto com o uso do enxofre. O ácido salicílico atua de forma a clarear as manchas acnéicas prevenindo o aparecimento de novos pontos de acne.

CO OH

OH


Ácido salicílico

C

O

O O C

O


Peróxido de benzoíla

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