1

Curs VI! Acţiunea dezinfectantelor şi antibioticelor asupra bacteriilor

Substanţele chimice care omoară sau opresc multiplicarea bacteriilor poartănumele de agenţi antimicrobieni.

1. Antisepticele şi dezinfectantele1.1. Terminologie

Din categoria agenţilor antimicrobieni fac parte antisepticele, dezinfectantele şiprezervanţii.

Antisepticele sunt agenţi antimicrobieni cu toxicitate redusă, care pot fi aplicaţi pepiele şi mucoase, dar sunt nocive dacă se administrează intern. Ex.: derivaţi de mercur,nitrat de argint, soluţie de iod, alcoholi, unii detergenţi.

Dezinfectanţii sunt agenţi care omoară formele vegetative, dar nu întotdeauna şisporii. Nu se pot aplica pe ţesuturi, ci doar pe materiale şi obiecte: mese, paviment,instrumentar etc. Ex.: clor, hipocloriţi, compuşi de clor, fenoli, sulfat de cupru, derivaţi deamoniu cuaternar etc.

Prezervanţii sunt agenţi bacteriostatici utilizaţi pentru inhibarea creşteriimicroorganismelor, cel mai frecvent în alimente. Nu sunt toxici dacă sunt consumaţi odată cu alimentele. Ex.: propionatul de calciu, benzoatul de sodiu etc. Ele nu fac însăobiectul cursului de microbiologie medicală.

1.2.Generalităţi

Antisepticele şi dezinfectantele sunt substanţe cu acţiune bacteriană neselectivăafectând structuri şi funcţii comune microorganismelor şi organismelor superioare.

Aceste categorii de substanţe antimicrobiene sunt utilizate în spitale şi alte unităţide îngrijire. Modul de întrebuinţare este reglementat de politicile, legislaţia, ghidurile,standardele naţionale, europene şi internaţionale de utilizare a antisepticelor şidezinfectantelor.

Un dezinfectant ideal ar trebui să îndeplinească o serie de condiţii, cum sunt:• Să omoare germenii• Să aiba efect detergent, pentru a asigura şi curăţirea concomitentă• Să actioneze independent de:

numărul bacteriilor prezente- duritatea apei- prezenţa săpunului sau proteinelor

• Să fie uşor de utilizat• Să fie nevolatil• Să fie nepericulos pentru personal, pacienţi, echipamente• Să nu aibă miros neplăcut• Să acţioneze în timp relativ scurt

Factorii care influenţează eficienţa unui dezinfectant sunt:

• Concentraţia• Timpul de contact

2

• Temperatura• Prezenţa materialului organic• pH-ul• Prezenţa ionilor de Calciu si Magneziu (duritate a apei utilizate pentru diluare)• Modul de formulare a dezinfectantului

De aceea, o condiţie esenţială pentru ca efectele utilizării dezinfectantelor să fiecele dorite este consultarea şi respectarea întocmai a indicaţiilor producătorului înlegătură cu concentraţia, timpul de acţiune, perioada de valabilitate, modurile diferite dedozare în funcţie de natura materialului dezinfectat şi de modul de formulare adezinfectantului. Pentru susţinerea datelor din prospectul dezinfectantului este obligatoriesolicitarea certificatului de calitate eliberat de organismele desemnate sau acreditate.

1.3. Clasificare:1.3.1. Clasificarea dezinfectanţilor şi/sau antisepticelor în funcţie de mecanismul

de acţiune se referă la ţinta asupra căreia acţionează substanţele dezinfectante (Tabelul 1).

Tabelul 1 - Clasificarea dezinfectantelor/antisepticelor după mecanismul deacţiune *

Substanţa Modul/mecanismul deactiune

Acizi Bactericid/Baze Denaturează proteineleAlcooli - plăgi, tegumente

Hipermanganat de K 1%0 - mucoase Bactericid/Peroxid de hidrogen - plăgi Oxidează grupările libereHalogeni (Cl-, h,Br2) şi derivaţi (hipocloriţi, ale enzimelor bacterienesoluţii iodurate, cloramina etc.) (ex. - SH)

Metale grele: Bactericid/- Hg (săruri, preparate organomercuriale- Blocheaza grupările libere

merthiolat Na); ale enzimelor bacteriene- Ag (săruri, compuşi coloidali - ex.

colargol, protargol)

Grupări alchil: formaldehida, glutaraldehida, !Bactericid/oxid de etilen !Blocheaza grupările libere

ale enzimelor bacteriene

Fenolii, crezolii - toxici; hexaclorofenul, Bactericid/clorhexidina lLezează membrana celularăroetergenţii an ion ici (săpun, dero etc.),cationici (săruri cuatemare de amoniu),amfolitici, neionici (propilenglicol)

Bactericid/Alterează acizii nucleici

Coloranţii bazici:Coloranţii bazici: violet genţiana,albastru metilen, fucsină bazică etc.Derivaţi de acridină: ex. Rivanol

* Substanţele care apar cu litere bold se pot folosi şi ca antiseptice

1.3.2. Clasificarea dezinfectantelor în funcţie de nivelul de dezinfecţie care poatefi realizat prin utilizarea lor

Nu toate dezinfectantele au acelaşi spectru de acţiune bactericidă, virulicidă,fungicidă etc.

În funcţie de spectrul de acţiune, acestea pot avea un nivel de acţiune jos, mediu,înalt sau pot chiar realiza aşa numita sterilizare chimică, prin care se distrug chiar şisporii bacterieni. Nivelul şi/sau eficienţa acţiunii dezinfectante în funcţie de spectrul deacţiune este redată sugestiv de piramida lui Spaulding (Fig. 1).

Fig. 1 - Piramida lui Spaulding

Rezistent

Sensibil

Piramida Spaulding

Nivel jos

Sterilizare chimica

Nivel inalt

Nivel intermediar

&-......•. ....•._ ' HBV

3

Nivelul de dezinfecţie care poate fi realizat prin utilizarea unui anumitdezinfectant depinde de proprietăţile instrinseci ale substanţei respective, dar sunt şicazuri în care cu aceeaşi substanţă pot fi realizate nivele diferite de dezinfecţie în funcţiede concentraţie, timp de acţiune etc. (Tabelul 2)

Tabelul 2antimicrobiene

- Clasificarea dezinfectantelor în funcţie de nivelul ac'iunii

1.4. Nivele de dezinfecţie necesare în funcţie de utilizarea materialul tratat

lDezinfectant Nivel dezinfecţie

[Acidperacetic, Dezinfecţie de nivel înalt (NINA) şiOxid etilen, Formaldehida 1%, NINA prelungitGlutaraldehida 2%, Hipoc1orit Na100-5000 ppm,!H202 stabilizat 6%

lDerivati fenolici 0,4-5% Dezinfecţie de nivel intermediar (NI)[Alcool etilic, izopropilic (60-95%)Iodofori 30-50 ppm!H202 stabilizat 3%

Compuşi cuatemari de amoniu Dezinfecţie de nivel jos (NJ)(0,4 - 1,6% în apa)

În funcţie de utilizarea materialului tratat, este necesară aplicarea unordezinfectanţi care realizează nivele diferite de dezinfecţie - Tabelul 3.

Tabelul 3 - Nivele de dezinfecţie necesare în funcţie de materialul tratat şieficienţa lor

ivei sterilizare

Sterilizare chimică (nivel Instrumentar intervenţii oate formele deînalt prelungit) speciale, imunodeprimaţi icroorganisme,

etc. inclusiv sporii

ivel înalt (NINA)(critic)

aterial tratat orme microbienedistruse

Instrumentar utilizatintravascular,intraarticular, intervenţiie ţesuturi, biopsie

oate formele,exceptând sporii Încantitate mare

4

5

Nivel intermediar (NI) ~nstrumentar utilizat !Mycobacterium(semicritic) pentru mucoase, piele Ifuberculosis, bacterii

lezată tveg.,majorit. virusi,fungi; NU SPORI

Nivel jos (necritic) (NJ) lPiele intactă, obiecte Majoritatca bacteriilor,unele virusuri, unii fungi,lNu M. tuberculosis şi~porii

1.5. Exprimarea concentraţiei substanţelor dezinfectantePentru unele substanţe, aşa cum sunt aldehidele, alcoholii, apa oxigenată se

utilizează exprimarea în unităţi de măsură v/v (volum la volum).Pentru compuşii halogenaţi s-a impus modalitatea de exprimare în ppm (parts per

million).Exprimarea echivalenţei cu unităţile de măsura standard g/v (greutate/volum) este

în acest caz următoarea:

• 1 ppm = 1 mg/L

• 1ppm = 1,000ppb

• ppb = parts per billion

• 1% = 10,000 ppm

2. Antibioticele2.1. Definiţie

Conform EUCAST (Comitetul European pentru Testarea Sensibilităţii laAntibiotice), un antibiotic este o substantă de origine biologică, semisintetică sausintetică (acesta cu activitate strict antibacteriană), care are activitate electivă impotrivabacteriilor şi astfel poate fi potenţial utilizată în tratamentul infecţiilor.

2.2. Scurt istoricÎncă din 1885, Ehrlich sugerează posibila întrebuinţare a coloranţilor ca substanţe

cu activitate inhibitoare asupra bacteriilor. În 1935, Domagk descoperă precursorulsulfamidelor (Prontosil, Rubiazol®)

În 1928, pornind de la observaţia întâmplătoare a faptului că fungul Penicilliumnotatum determină o « transformare vitroasa a coloniilor de stafilococ », Flemingdescoperă Penicilina.

Cei care fructifică descoperirea, după ce reuşesc producerea pe scară largă şipurificarea Penicilinei, în perioada 1938 -1942, sunt Fleurette si Chaney de numele cărorarămâne legat începutul utilizării în clinică a Penicilinei G.

Termenul de « antibiotic» este propus în 1940, de R. Dubos.

6

La sfârşitul anilor '40 şi începutul anilor'SO sunt introduse Streptomicina,Cloramfenicolul şi Tetraciclina, iar în anii SO glicopeptidele. În anii 60 încep să fieutilizate Penicilinele M, apoi cefalosporinele.

2.3. Generalităţi

Se consideră că un antibiotic ideal ar trebui să îndeplinească următoarele condiţii:• Spectru larg de activitate, cu capacitatea de a distruge sau inhiba multe specii

diferite de microorganisme patogene• Absenţa toxicităţii pentru gazdă şi a efectelor secundare nedorite (TOXICIT ATE

SELECTIVĂ)• Absenţa efectului alergizant pentru gazdă• Absenţa efectelor de eliminare a florei normale din organismul gazdei• Capacitatea de a accesa zonele anatomice în care se dezvoltă infecţia

(penetrabilitate)• Cost redus si posibilitatea de a fi produs cât mai uşor• Stabilitate chimică (timp de înjumătăţire lung).• Inductor slab al rezistenţei microorganismelor

Denumirea comună internaţională (DCI) este numele substanţei active ŞI esteaceeaşi pentru specialiştii şi producătorii din întrega lume.

Denumirea comercială ® diferă de la producător la producător.Întrucât se consideră că utilizarea atibioticelor este unul din factorii importanţi

care au ca rezultat creşterea rezistenţei la antibiotice, s-au căutat unităţi de măsură pentruconsumul de antibiotice. Dintre acestea, DDD (Defined Daily Dozes = Doză ZilnicăDefinită) a fost utilizată de Sistemul European de Supraveghere a Consumului deAntibiotice (ESAC). În prezent este în curs de realizare consensul european cu privire launitatea de măsură pentru consumul de antibiotice.

2.4. Clasificări:Pentru a putea opera cu un număr mare de substanţe cu activitatea antimicrobiană

care au proprietăţi antibiotice, aceste substanţe au fost încadrate în categorii, după o seriede criterii.

Având în vedere că la o afiliere structurală se asociază un mecanism de acţiuneasemănător, o modalitate de acţiune asemănătoare şi un spectru de activitate particular,aceste clasificări pot facilita alegerea terapeutică.

2.4.1. Clasificarea după origine, respectiv antibiotice naturale, sintetice sisemisintetice are o valoare mai mult istorică, deoarece în prezent majoritateaantibioticelor sunt de sinteză, cele naturale nemaifiind active.

Antibioticele naturale sunt substanţe cu greutate moleculară joasă, produse cametaboliţi secundari de unele microorganisme, de obicei cu habitat natural la nivelulsolurilor. Au rol biologic incomplet cunoscut, la nivelul microorganismului producator.Acţionează ca moleculaă semnal, asemănător hormoni lor, asociată cu sporularea,dormanţa sau germinarea. Majoritatea antibioticelor naturale sunt produse la începutulsporulării, proces extrem de complex în care intervin peste 30 de enzime.

7

În tabelul 4 sunt incluse principalele microorganisme producătoare de antibioticenaturale şi antibioticele pe care le produc.

Tabelul 4. Principalele microorganisme producătoare şi antibioticele pe care leproduc.

Microorganisme Antibiotice

Fungi:- Penicillium, Penicilina,- Cephalosporium Cefalosporine

Actynomycete:Streptomyces Tetracicline, Aminoglicozide, Cloramfenicol,

Macrolide, RifamicineBacterii:

- Bacillus spp. Polimyxine, Bacitracina- Chromobacter Monobactami

2.4.2. Clasificarea după structura chimică are în vedere structura de bază a antibioticelor,care permite încadrarea acestora în familii, grupe, subgrupe, cu excepţia unor antibioticeneîncadrabile în grupe: acid fusidic, fosfomicina, trimetoprim.

Principalele grupe de antibiotice sunt:

1. Antibiotice beta-lactarna. Peniciline: derivaţi de ac. 6-aminopenicilanic - ex. penicilina G,

meticilina, amoxicilina, piperacilinab. Cefalosporine: derivati de ac. 7-aminocefalosporanic - ex. cefalexin,

cefaclor, ceftriaxonII. Glicopeptide: aminoacizi legati prin punti peptidice in combinatie cu zaharuri-

ex.vancomicina, teicoplaninaIII. Grupul MLSb cuprinde Macrolidele, Lincosamidele şi Sinergistinele b.

Macrolidele poseda o structura inelara larga (lactona). Uneori denumiteEritromicine, dupa numele primului reprezentant introdus în terapieLincosamidele sunt denumite după primul component descoperit, lincomicina;clindamicina este cel mai important reprezentant.Sinergistinele nu sunt utilizate la noi în ţară.Eritromicinele pot induce rezistenţa la Lincosamide.

IV. Aminoglicozide: aminozaharuri unite prin legaturi glicozidice cu diferite baze -ex.. Streptomicina, gentamicina, amikacina etc.

V. Tetracicline: poseda o structura inelara rigida compusa din 4 inele benzenfuzionate - tetraciclina, doxiciclina.

VI. Sulfamide: derivati ai sulfanilamidei, prima molecula antibacteriana utilizata cusucces - ex. sulfadiazina. Trimetoprimul este folosit pentru a "potenta"

sulfonamidele. Cotrimoxazolul este combinaţia dintre o sulfamidă(sulfametoxazolul) şi trimetoprim.

VII. Quinolone/Fluoroquinolone - ex. ciprofloxacin

VIII. Alte grupe: numeroase antibiotice, cum sunt: cloramfenicolul, nitrofurantoinul,izoniazida, care au numai 1-2 reprezentanti

Prezentăm mai jos în detaliu caracterele structurale şi subîmpărţirea în subclaseale antibioticelor menţionate.

Peniciline: derivati de ac. 6-aminopenicilanic.

I. Antibiotice beta-lactam

AldINOP'ENICILLINES

R2

• PENAMI:

al grup G : penicilina G 1944 - derivati ai ac. 6-aminopenicilanic• forme "retard" :

- Benzylpenicilina: Bipenicilline (semi-retard : 12 ore)- Benzathine benzylpenicilina: Extencilline (long-retard : 15

zile)• forme orale:

- Fenoxypenicilina (Penicilina V) : Oracilline , Ospen 1958- bl grup M : peniciline antistafilococice (Oxacilina 1963, Cloxacilina 1976,

Meticilina)s sunt peniciline rezistente la actiunea penicilinazelorci grup A : amino-benzilpeniciline (Ampiciline - 1965)

- dl grUP acil-ureido-peniciline:• ureido-penicillines:

- Azlocillina: Securopen- Mezlocillina: Baypen 1980- Piperacillina: Piperilline 1980

• carboxy-penicilline :- Ticarcilina: Ticarpen (H) 1981

8

CEFEME - derivati ai ac. 7-aminocefalosporanic

- e/Grup amidino-peniciline: Pivmecillinam : Selexid 1982- fi Grup Penami, inhibitori ai fi-lactamazelor:

• Oxapenam: Ac. clavulanic- Asociat cu amoxicilina: Augmentin. Oblor 1984- Asociat cu ticarcilina: Claventin 1988

• Pencilinsulfone:- Sulbactam: asociat cu amoxicilina : Unacim 1992- Tazobactam: asociat cu piperacilina : Tazocilline (H) 1992

PENEME:CARBAPENEME

Stabilitate mare fata de diverse fi - lactamazelmipenem: Tienam (H) 1993

al Cefalosporine de generatia 1ec 1G)Active per os:CefalexinCefadroxil

- Cefatrizinelnactive per os:

- Cefalotin- Cefapirin- Cefazolin- bl Cefalosporine de generatia a IIa eC2G)- Cefoxitine- Cefamandol- Cefotetan- Cefuroxim

ci Cefalosporine de generatia a lIIa eC3G):Cefeme: :Cefotaxim

- Cefsulodin- Cefoperazona- Cefotiam- Ceftazidim- Ceftriaxon- Cefixim- Cefpodoxim

CefepimOxacefeme:

- Latamoxef: Moxalactam (H) 1981

9

II. GlicopeptideVancomicina 1953 - este un peptid triciclic glicozilat ramificat, extras dintr-o

specia de Actinobacteria.Teicoplanina constă într-un grup de 5 structuri. Aceste structuri impart o porţiune

aglicon comună, sau nucleu aglicon, constând din şapte aminoacizi care sunt legaţiprin legături peptidice şi legături eter, formând astfel un sistem constând din 4 inele.III. Grupul MLSb - din acest grup fac parte Macrolidele, Lincosamidele şi

SinergistineleMacrolide:

Spiramicina : 1972Eritromicina : 1979Josamicina : 1980Roxitromicina : 1987Claritromicina : 1994Azitromicina : 1994

Lincosamide:Lincomicina :1966Clindamicina : 1972

Sinergistine: neutilizate in Romania

IV. Aminoglicozidele

• Streptomicina : Streptomycine Diamant 1949• Kanamicina: 1959• Tobramicina: 1974• Amikacina: 1976• Sisomicina: 1980• Dibekacin: 1981• Netilmicine: 1982

10