I farmaci antibatterici derivano da muffe, batteri o da processi di sintesi de novo. Il termine "antibiotico" tecnicamente si riferisce solo agli antimicrobici derivati da batteri o muffe, ma è spesso (anche nel Manuale) usato come sinonimo di "farmaco antibatterico".
(Vedi anche Antibiotici nei neonati Antibiotici nei neonati Nei neonati, il liquido extracellulare costituisce fino al 45% del peso corporeo totale, richiedendo dosi relativamente maggiori di certi antibiotici (p. es., aminoglicosidi), rispetto agli... maggiori informazioni .)
Gli antibiotici hanno molti meccanismi di azione, tra cui il seguente:
Inibizione della sintesi della parete cellulare
Aumento della permeabilità della parete cellulare
L'interferenza con la sintesi proteica e con il metabolismo degli acidi nucleici e altri processi metabolici (p. es., sintesi dell'acido folico)
In alcuni casi gli antibiotici possono interagire con altri farmaci incrementandone o riducendone i livelli sierici mediante un'azione sul loro metabolismo (in aumento o in diminuzione) o con svariati altri meccanismi (vedi tabella Alcuni effetti comuni degli antibiotici su altri farmaci Alcuni effetti comuni degli antibiotici su altri farmaci ). L'interazione clinicamente più importante riguarda i farmaci a basso indice terapeutico (ossia, farmaci in cui i livelli tossici sono vicini a quelli terapeutici). È possibile inoltre che anche altri farmaci aumentino o riducano i livelli sierici degli antibiotici.
Numerosi antibiotici sono chimicamente correlati e sono pertanto raggruppati in classi. Nonostante i farmaci di ciascuna classe mostrino similitudini strutturali e funzionali, spesso hanno una farmacologia e uno spettro d'azione diversi.
Selezione ed uso degli antibiotici
Gli antibiotici devono essere usati solo se le evidenze cliniche o laboratoristiche suggeriscono un'infezione batterica. Il loro utilizzo in caso di malattia virale o di febbre di origine indeterminata è inappropriato nella maggior parte dei casi; esso espone i pazienti alle complicanze farmacologiche senza alcun beneficio, e contribuisce alla resistenza batterica.
Alcune infezioni batteriche (p. es., ascessi, infezioni da corpi estranei) richiedono un intervento chirurgico e non rispondono alla sola terapia antibiotica.
In generale, i medici devono cercare di utilizzare antibiotici con lo spettro più ristretto di attività e per la durata più breve.
Spettro di attività
Gli esami colturali e l'antibiogramma sono indispensabili nella scelta del farmaco per le infezioni gravi. Spesso, tuttavia, il trattamento deve iniziare prima che il risultato delle colture sia disponibile; in tali situazioni deve essere quindi effettuata una scelta tenendo conto dei patogeni più probabili (selezione empirica dell'antibiotico).
Sia che vengano scelti basandosi sui risultati colturali che in caso contrario, vanno sempre utilizzati i farmaci che possiedono lo spettro d'azione più ristretto in grado di controllare l'infezione. Per il trattamento empirico di infezioni gravi che possono coinvolgere uno o più patogeni (p. es., febbre in pazienti neutropenici) o che possono essere dovute a patogeni multipli (p. es., infezione anaerobica polimicrobica), è opportuno un ampio spettro di azione. I patogeni più probabili e la loro sensibilità agli antibiotici cambiano in base alla localizzazione geografica (all'interno delle città e persino all'interno di un singolo ospedale) e possono variare anche di mese in mese. I dati di sensibilità devono essere inclusi negli antibiogrammi e usati per dirigere il trattamento empirico ogni volta che è possibile. Gli antibiogrammi riassumono i modelli di suscettibilità specifici per zone o regioni agli antibiotici comunemente usati per agenti patogeni comuni.
Nelle infezioni gravi è spesso necessario ricorrere a un'associazione di più antibiotici in quanto possono essere presenti più specie batteriche, oppure per sfruttare l'azione sinergica di una combinazione di diversi principi attivi contro una singola specie batterica. Il sinergismo è generalmente definito come un'azione battericida più rapida e completa da parte di una combinazione di antibiotici rispetto a quanto si verifica con il singolo antibiotico. Un esempio comune è l'associazione di un antibiotico attivo sulla parete cellulare (p. es., un beta-lattamico Beta-lattamici I beta-lattamici sono antibiotici che hanno un nucleo con anello beta-lattamico. Le sottoclassi comprendono Carbapenemici Cefalosporine e cefamicine (cefemi) Clavami Monobattamici maggiori informazioni , vancomicina Vancomicina La vancomicina è un antibiotico battericida che inibisce la sintesi della parete cellulare. La vancomicina non è assorbita in modo significativo da un tratto gastrointestinale normale dopo somministrazione... maggiori informazioni ) con un aminoglicoside Aminoglicosidi Gli aminoglicosidi mostrano un'attività battericida concentrazione-dipendente. Questi antibiotici si legano alla subunità 30S dei ribosomi, inibendo la sintesi proteica dei batteri. La spectinomicina... maggiori informazioni .
Efficacia
L'efficacia antibiotica in vivo è influenzata da molti fattori, tra cui
Farmacocinetica Panoramica sulla farmacocinetica La farmacocinetica, a volte definita come ciò che l'organismo fa a un farmaco, descrive il destino del farmaco dall'ingresso fino all'espulsione dall'organismo: andamento temporale del suo assorbimento... maggiori informazioni : il decorso temporale dei livelli di antibiotici, che sono influenzati da fattori come l' assorbimento Assorbimento del farmaco L'assorbimento di un farmaco è determinato dalle sue proprietà fisico-chimiche, formulazione e via di somministrazione. Le forme farmaceutiche (p. es., compresse, capsule, soluzioni), costituite... maggiori informazioni , la distribuzione Distribuzione del farmaco ai tessuti Dopo che un farmaco è entrato in circolo, esso viene distribuito ai vari tessuti dell'organismo. La distribuzione di solito non risulta uniforme a causa delle differenze di perfusione ematica... maggiori informazioni (la concentrazione nei liquidi e tessuti, il legame proteico) la velocità del metabolismo Metabolismo dei farmaci Il fegato è la sede principale del metabolismo dei farmaci (per la revisione, vedi [ 1]). Sebbene il metabolismo di norma inattivi i farmaci, c'è da dire che alcuni metaboliti dei farmaci talvolta... maggiori informazioni e l' escrezione Escrezione I reni sono gli organi principali per l'espulsione di sostanze idrosolubili. Il sistema biliare contribuisce all'escrezione nella misura in cui il farmaco non viene riassorbito dal tratto gastrointestinale... maggiori informazioni
Farmacodinamica Panoramica sulla farmacodinamica La farmacodinamica (talvolta descritta come l'azione del farmaco sull'organismo) è lo studio degli effetti molecolari, fisiologici e biochimici sul corpo e comprende il legame del farmaco con... maggiori informazioni : l'attività antimicrobica delle concentrazioni di antibiotici locali sul patogeno bersaglio e la risposta dell'agente patogeno compresa la resistenza
Presenza di materiale estraneo
Controllo della fonte di infezione
I farmaci battericidi uccidono i batteri. I farmaci batteriostatici rallentano o arrestano la crescita batterica in vitro. Queste definizioni non sono assolute; i farmaci batteriostatici possono uccidere le specie batteriche sensibili, e i farmaci battericidi possono solo inibire la crescita di alcune specie di batteri sensibili. Metodi quantitativi più accurati identificano la minima concentrazione in vitro a cui un antibiotico può inibire la crescita (concentrazione minima inibitoria [CMI]) o uccidere (concentrazione minima battericida). Un antibiotico con attività battericida può aumentare l'uccisione dei batteri quando le difese dell'ospite sono compromesse a livello locale presso il sito di infezione (p. es., meningite o endocardite) o a livello sistemico (p. es., in pazienti neutropenici o immunocompromessi in altri modi). Tuttavia, ci sono dati clinici limitati che indicano che un farmaco battericida deve essere preferito a un farmaco batteriostatico semplicemente sulla base di tale classificazione. La selezione del farmaco per un'efficacia ottimale deve essere basata su come la concentrazione del farmaco varia nel tempo in relazione alla concentrazione minima inibente piuttosto che se il farmaco ha un'attività battericida o batteriostatica.
Gli antibiotici possono essere raggruppati in 3 categorie generali (1 Riferimenti relativi all'efficacia I farmaci antibatterici derivano da muffe, batteri o da processi di sintesi de novo. Il termine "antibiotico" tecnicamente si riferisce solo agli antimicrobici derivati da batteri o muffe, ma... maggiori informazioni ) in base alla farmacocinetica che ottimizza l'attività antimicrobica (farmacodinamica):
Concentrazione-dipendente: l'entità con la quale la concentrazione del picco supera la concentrazione minima inibente (tipicamente espressa come rapporto picco-concentrazione minima inibente), si correla meglio con l'attività antimicrobica
A seconda del tempo: la durata dell'intervallo di dosaggio in cui la concentrazione dell'antibiotico supera la concentrazione minima inibente (tipicamente espressa come percentuale di tempo al di sopra della concentrazione minima inibente) è la migliore correlazione con l'attività antimicrobica
Esposizione-dipendente: la quantità di farmaco relativa alla concentrazione minima inibente (la quantità di farmaco è l'area sotto la curva concentrazione-tempo a 24 h (AUC24); il rapporto AUC24-concentrazione minima inibente si correla meglio con l'attività antimicrobica)
Aminoglicosidi Aminoglicosidi Gli aminoglicosidi mostrano un'attività battericida concentrazione-dipendente. Questi antibiotici si legano alla subunità 30S dei ribosomi, inibendo la sintesi proteica dei batteri. La spectinomicina... maggiori informazioni , fluorochinolonici Fluorochinoloni I fluorochinoloni mostrano una capacità battericida concentrazione-dipendente dovuta all'inibizione dell'attività della DNA-girasi e della topoisomerasi, enzimi essenziali per la replicazione... maggiori informazioni e daptomicina Daptomicina La daptomicina è un lipopeptide ciclico ad azione antibiotica che possiede un meccanismo di azione unico. Essa si lega alla membrana della cellula batterica, inducendo una rapida depolarizzazione... maggiori informazioni presentano un'attività battericida concentrazione-dipendente. Incrementando la loro concentrazione da livelli leggermente superiori a livelli molto superiori alla concentrazione minima inibente (CMI), aumenta la velocità e l'estensione della loro attività battericida. Inoltre se la concentrazione supera la concentrazione minima inibente (CMI) anche per un breve periodo, aminoglicosidi e fluorochinolonici hanno un effetto post-antibiotico su batteri residui; anche la durata dell'effetto post-antibiotico è concentrazione-dipendente. Se l'effetto post-antibiotico è lungo, i livelli di farmaco possono scendere al di sotto della concentrazione minima inibente (CMI) per tempi prolungati senza perdita di efficacia, consentendo somministrazioni meno frequenti. Gli aminoglicosidi e i fluorochinolonici sono pertanto in genere più efficaci sotto forma di boli intermittenti che raggiungono un picco di concentrazioni sieriche libere (ossia, la porzione dell'antibiotico non legata alle proteine sieriche) ≥ 10 volte la concentrazione minima inibente (CMI) del batterio; in genere, i livelli di minima non sono importanti.
I beta-lattami Beta-lattamici I beta-lattamici sono antibiotici che hanno un nucleo con anello beta-lattamico. Le sottoclassi comprendono Carbapenemici Cefalosporine e cefamicine (cefemi) Clavami Monobattamici maggiori informazioni , la claritromicina, e l'eritromicina hanno un'attività battericida dipendente dal tempo. Aumentando la loro concentrazione libera nel siero oltre la concentrazione minima inibente (CMI) non aumenta la loro attività battericida, e la loro capacità battericida in vivo è generalmente lenta. Inoltre, dal momento che l'inibizione residua della crescita batterica è assente o molto breve quando la loro concentrazione scende al di sotto della concentrazione minima inibente (CMI) (ossia, effetto post-antibiotico minimo), i beta-lattamici sono in genere più efficaci quando il livello sierico del farmaco libero (farmaco non legato alle proteine sieriche) supera la concentrazione minima inibente per il ≥ 50% del tempo. Dato che il ceftriaxone ha una lunga emivita sierica (circa 8 h), i livelli sierici di farmaco libero superano la concentrazione minima inibente (CMI) dei patogeni molto sensibili per l'intero intervallo di 24 h tra le somministrazioni. Tuttavia, per i beta-lattamici che hanno un'emivita sierica di ≤ 2 h, è necessario un dosaggio frequente o un'infusione continua per ottimizzare il tempo al di sopra della concentrazione minima inibente.
La maggior parte degli antimicrobici ha un'attività antibatterica dipendente dall'esposizione, meglio caratterizzata dal rapporto area sotto la curva-concentrazione minima inibente. Vancomicina, tetracicline e clindamicina sono esempi.
Tempo versus concentrazione di una singola dose di un antibiotico teorico
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Esistono 3 parametri farmacocinetici/farmacodinamici relativi all'efficacia antimicrobica:
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Riferimenti relativi all'efficacia
1. A PK/PD Approach to Antibiotic Therapy. RxKinetics. Consultato il 4/05/2023.
Via di somministrazione
Per molti antibiotici la somministrazione per via orale consente di raggiungere livelli ematici terapeutici quasi con la stessa rapidità della somministrazione EV. Tuttavia, la somministrazione EV di farmaci disponibili per via orale è preferibile nelle seguenti circostanze:
Gli antibiotici orali non possono essere tollerati (p. es., in caso di vomito).
Gli antibiotici orali sono scarsamente assorbiti (p. es., per malassorbimento legato ad interventi di chirurgia addominale, alterata motilità intestinale [p. es., a causa dell'uso di oppioidi]).
Pazienti gravemente malati, con possibile compromissione della perfusione del tratto gastrointestinale o per i quali anche un breve ritardo quale quello legato alla somministrazione orale può essere dannoso.
Popolazioni particolari
Può essere necessario un aggiustamento della posologia (dosi e tempistica di somministrazione) degli antibiotici nei seguenti casi:
Pazienti con insufficienza renale (vedi tabella Dosi abituali degli antibiotici più comunemente prescritti Dosaggi abituali degli antibiotici più comunemente prescritti[a] )
Pazienti con insufficienza epatica (più comunemente per cefoperazone, cloramfenicolo, metronidazolo, rifabutina e rifampicina)
Pazienti obesi
Pazienti con fibrosi cistica
La gravidanza e l'allattamento incidono sulla scelta dell'antibiotico. Penicilline, cefalosporine ed eritromicina sono antibiotici tra i più sicuri in corso di gravidanza; le tetracicline sono controindicate. La maggior parte degli antibiotici raggiunge concentrazioni nel latte materno tali da poter provocare danni al neonato allattato al seno, e ciò talvolta controindica il loro uso nella donna che allatta.
Durata
La terapia antibiotica deve essere continuata fino a diversi giorni dopo la scomparsa dei segni oggettivi di infezione sistemica (p. es., febbre, sintomatologia e alterazioni laboratoristiche). Per alcune infezioni (p. es., endocardite Endocardite infettiva L'endocardite infettiva è un'infezione dell'endocardio, di solito batterica (frequentemente, streptococchi o stafilococchi) o a volte fungina. Può causare febbre, soffi cardiaci, petecchie,... maggiori informazioni , tubercolosi Tubercolosi La tubercolosi è un'infezione micobatterica cronica e progressiva, spesso con un periodo di latenza asintomatica dopo l'infezione iniziale. La tubercolosi colpisce più comunemente i polmoni... maggiori informazioni , osteomielite Osteomielite L'osteomielite è un'infiammazione e distruzione dell'osso causata da batteri, micobatteri o funghi. Sintomi comuni sono dolore e dolorabilità ossea localizzata, con sintomi sistemici (nell'osteomielite... maggiori informazioni , lebbra Lebbra La lebbra è un'infezione cronica di solito causata da bacilli acidoresistenti di Mycobacterium leprae o il microrganismo strettamente correlato M. lepromatosis. Questi microrganismi... maggiori informazioni ), gli antibiotici vengono somministrati per settimane o mesi al fine di prevenire le ricadute.
Complicanze
Le complicanze della terapia antibiotica comprendono le superinfezioni da batteri non sensibili o da funghi, ed effetti avversi cutanei, renali, ematologici, neurologici, e gastrointestinali.
Gli effetti avversi spesso richiedono la sospensione del farmaco responsabile e la sostituzione con un altro antibiotico a cui il batterio è sensibile; a volte non ci sono alternative.
Resistenza agli antibiotici
La resistenza a un antibiotico può essere peculiare di una certa specie batterica o può essere acquisita attraverso mutazioni o con l'acquisizione da un altro microrganismo di geni responsabili della resistenza agli antibiotici. Diversi meccanismi di resistenza sono codificati da questi geni (vedi tabella Meccanismi comuni di resistenza antibiotica Meccanismi comuni di resistenza antibiotica ). I geni di resistenza possono essere trasmessi tra 2 cellule batteriche attraverso i seguenti meccanismi:
Trasformazione (captazione di DNA nudo da un altro microrganismo)
Trasduzione (infezione da un batteriofago)
Coniugazione (scambio di materiale genetico in forma o di plasmidi, che sono pezzi di DNA extracromosomiale autonomamente replicanti, o trasposoni, elementi mobili di DNA cromosomiale)
I plasmidi e trasposoni possono rapidamente diffondere geni di resistenza.
L'uso degli antibiotici elimina in modo preferenziale i batteri non resistenti, aumentando la percentuale dei batteri resistenti rimanenti. Gli antibiotici esplicano questo effetto non solo sui batteri patogeni ma anche sul normale microbiota; il microbiota normale resistente può fungere da serbatoio per i geni di resistenza che possono diffondersi ai patogeni.