Introduzione
I farmaci che combattono i microrganismi patogeni sono essenziali per la salute umana, in quanto ci proteggono dalle infezioni causate da batteri, funghi, virus e altri agenti patogeni. Questa guida completa esplora le diverse categorie di farmaci antimicrobici, i loro meccanismi d'azione, lo spettro di attività e le principali considerazioni sull'uso appropriato.
Classificazione dei farmaci antimicrobici
Gli antimicrobici sono classificati in base al tipo di microrganismo che combattono:
- Antibatterici: Agiscono contro i batteri.
- Antimicotici: Combattono le infezioni fungine.
- Antivirali: Contrastano le infezioni virali.
All'interno di ciascuna categoria, i farmaci sono ulteriormente suddivisi in base alla loro struttura chimica e al meccanismo d'azione.
Antibatterici
Gli antibatterici, comunemente noti come antibiotici, sono farmaci utilizzati per trattare le infezioni batteriche. Agiscono inibendo la crescita o uccidendo i batteri. Gli antibiotici possono essere classificati in base al loro meccanismo d'azione:
Inibitori della sintesi della parete cellulare
Questi farmaci interferiscono con la capacità dei batteri di sintetizzare la parete cellulare, una struttura essenziale per la sopravvivenza batterica. Esempi di questa classe includono:
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- Penicilline: Amoxicillina, ampicillina, penicillin G. L'amoxicillina, in particolare, combatte i batteri inibendo la sintesi della loro parete cellulare ed è un antibiotico battericida con un ampio spettro d'azione. È utilizzata nel trattamento di infezioni delle vie respiratorie (faringite, tonsillite, sinusite, otite media, bronchite acute e croniche, broncopolmonite, polmonite, bronchiectasia, ascesso polmonare), otite media acuta, infezioni otorinolaringoiatriche e stomatologiche, infezioni delle vie urogenitali, infezioni di pelle e tessuti molli, infezioni gastrointestinali, incluse quelle biliari, salmonellosi, infezioni della milza, setticemie, peritoniti ed endocarditi, e sepsi postoperatoria.
- Cefalosporine: Cefalexina, ceftriaxone, cefazolina. La cefalosporina C, identificata nel 1945 a Cagliari dal microbiologo G. Brotzu da una coltura di Cephalosporium acremonium, è il capostipite di una classe di antibiotici (le cefalosporine, appunto), definitivamente identificati nel 1960 da E.P. Abraham e G.G.F. Newton, che apre la strada alla produzione di cefalosporine semisintetiche o di completa sintesi.
- Carbapenemi: Imipenem, meropenem, ertapenem.
- Glicopeptidi: Vancomicina, teicoplanina.
- Altri: Aztreonam. Emblaveo è un antibiotico recentemente approvato dalla European Medicine Agency (EMA) per contrastare le infezioni resistenti ai farmaci convenzionali. L’efficacia di questo farmaco deriva dall’azione combinata dei suoi componenti: aztreonam, un antibiotico utilizzato già da molto tempo in terapia, appartiene alla classe dei beta-lattamici ed è in grado di inibire la sintesi della parete cellulare di alcuni batteri, e avibactam che blocca le beta-lattamasi, ovvero gli enzimi batterici che degradano l’aztreonam, rendendo il batterio resistente.
Inibitori della sintesi proteica
Questi farmaci bloccano la capacità dei batteri di sintetizzare le proteine, essenziali per la loro crescita e riproduzione. Esempi di questa classe includono:
- Macrolidi: Eritromicina, claritromicina, azitromicina. L'eritromicina, isolata nel 1952 dal biologo J.M.
- Tetracicline: Tetraciclina, doxiciclina, minociclina. La clortetraciclina, scoperta nel 1948 dal botanico B.M. Duggar, è il capostipite delle tetracicline.
- Aminoglicosidi: Gentamicina, tobramicina, amikacina.
- Cloramfenicolo: Cloramfenicolo.
- Lincosamidi: Clindamicina, lincomicina.
Inibitori della sintesi degli acidi nucleici
Questi farmaci interferiscono con la replicazione o la trascrizione del DNA batterico, bloccando la capacità dei batteri di riprodursi. Esempi di questa classe includono:
- Chinoloni: Ciprofloxacina, levofloxacina, moxifloxacina.
- Rifampicina: Rifampicina. Nel 1957, P. Sensi scoprì le rifamicine, dotate di intensa attività antitubercolotica.
- Metronidazolo: Metronidazolo.
Inibitori della via metabolica
Questi farmaci interferiscono con le vie metaboliche essenziali per la sopravvivenza batterica. Esempi di questa classe includono:
- Sulfamidici: Sulfametossazolo, trimetoprim.
- Trimetoprim-sulfametossazolo (cotrimossazolo): Combinazione di trimetoprim e sulfametossazolo.
Altri antibiotici
- Fosfomicina: Antibiotico ad ampio spettro d’azione, che si diffonde bene nell’organismo ed è ben tollerato.
- Daptomicina: Daptomicina.
- Linezolid: Linezolid.
Associazioni di antibiotici
In alcuni casi, vengono utilizzate associazioni di antibiotici per ampliare lo spettro d'azione o per superare la resistenza batterica. Un esempio comune è l'associazione di amoxicillina e acido clavulanico.
Amoxicillina e Acido Clavulanico: Si tratta dell’associazione tra amoxicillina e acido clavulanico (come sale potassico), un inibitore delle beta-lattamasi che contiene un anello beta-lattamico, ma è privo di una significativa attività antimicrobica. L’occupazione del centro catalitico dell’enzima, che ne costituisce il sito recettoriale, e la successiva acilazione comportano un’inibizione irreversibile dell’attività enzimatica. Ciò fa sì che l’amoxicillina sia protetta dall’idrolisi da parte delle beta-lattamasi, consentendole di esplicare a pieno la sua attività battericida anche contro i batteri produttori di tali enzimi. L’amoxicillina da sola è attiva contro un’ampia gamma di batteri Gram-positivi e Gram-negativi compresi streptococchi (inclusi quelli di gruppo A), pneumococchi, enterococchi e molti anaerobi, Neisseria meningitidis, diversi ceppi di Salmonella, Stafilococchi non produttori di beta-lattamasi, Haemophilus influenzae e Branhamella catarrhalis (un patogeno dell’otite media). L’aggiunta di acido clavulanico estende lo spettro in vitro dell’amoxicillina sino a comprendere ceppi di H. influenzae produttori di beta-lattamasi, E. Coli, Proteus, Klebsiella pneumoniae, Neisseria gonorrhoeae, Staphylococcus aureus (ma non i ceppi meticillino-resistenti) e Branhamella catarrhalis. All’associazione risultano sensibili anche Bacteroides fragilis (un anaerobio), Legionella pneumophila. L'associazione fra amoxicillina e acido clavulanico può essere utile per il trattamento orale di infezioni causate da batteri beta-lattamasi produttori fra cui infezioni delle basse vie aeree, otiti medie, sinusiti, infezioni delle vie urinarie e ferite da morsicature ma provoca diarrea e altri sintomi gastrointestinali con maggiore frequenza rispetto alla sola amoxicillina.
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Antimicotici
Gli antimicotici sono farmaci utilizzati per trattare le infezioni fungine. Agiscono inibendo la crescita o uccidendo i funghi. Gli antimicotici possono essere classificati in base al loro meccanismo d'azione:
- Inibitori della sintesi dell'ergosterolo: Azoli (fluconazolo, itraconazolo, voriconazolo), terbinafina.
- Polieni: Amfotericina B, nistatina. Nel 1950, fu scoperta la nistatina, il primo di un gruppo di antibiotici antimicotici.
- Echinocandine: Caspofungina, micafungina, anidulafungina.
Antivirali
Gli antivirali sono farmaci utilizzati per trattare le infezioni virali. Agiscono inibendo la replicazione del virus. Gli antivirali sono specifici per il virus che combattono. Esempi di antivirali includono:
- Inibitori della trascrittasi inversa: Zidovudina, lamivudina, efavirenz (utilizzati per trattare l'HIV).
- Inibitori della proteasi: Ritonavir, lopinavir (utilizzati per trattare l'HIV).
- Inibitori dell'ingresso virale: Enfuvirtide, maraviroc (utilizzati per trattare l'HIV).
- Inibitori della neuraminidasi: Oseltamivir, zanamivir (utilizzati per trattare l'influenza).
- Analoghi nucleosidici: Aciclovir, valaciclovir (utilizzati per trattare l'herpes simplex e la varicella-zoster).
- Interferoni: Interferone alfa (utilizzato per trattare l'epatite B e C).
Resistenza antimicrobica
L'antibiotico resistenza, ovvero la resistenza da parte dei microorganismi patogeni all’azione dei farmaci utilizzati per combatterli, costituisce un problema gravissimo e, purtroppo, in costante aumento.
Riguardo alla neutralizzazione della prima caratteristica dell’antibiotico, la capacità di penetrare all’interno della cellula batterica o virale, occorre notare che costituisce uno dei mezzi più frequenti utilizzati dai batteri per sottrarsi all’azione distruttiva dell’antibiotico: la membrana cellulare che riveste il batterio è porosa, ma la sua permeabilità può essere modificata e ridotta da parte del batterio stesso, in modo che l’antibiotico non riesce a penetrare all’interno della cellula patogena ed è quindi impossibilitato a distruggerla. La seconda strategia batterica messa in atto per resistere agli antibiotici consiste nel cambiamento del bersaglio: il batterio sostituisce il sito di attacco dell’antibiotico con un nuovo prodotto sintetizzato dei suoi geni, spostando di fatto l’azione del farmaco su un bersaglio non vitale. La terza possibilità, probabilmente la più frequente ed importante, risiede nella capacità batterica di inattivare enzimaticamente l’antibiotico. L’esempio più comune è dato dalla produzione batterica di β-lattamasi, enzimi in grado di distruggere l’anello β-lattamico e vanificare in questo modo l’azione delle penicilline. La resistenza praticamente universale dello Stafilococco Aureo alla penicillina, all’ampicillina, alle carbossipenicilline e alle ureidopenicilline è dovuta proprio ad una β-lattamasi indotta e non costituzionale. Per contrastare questo meccanismo di resistenza la ricerca farmaceutica ha sintetizzato antibiotici che possiedono una minima attività antibatterica, ma in compenso si legano fortemente alle β-lattamasi, bloccandone l’azione: è il caso dell’acido clavulanico, che associato all’amoxicillina la rende efficace anche sullo Stafilococco Aureo. Quello della battaglia tra antibiotici e batteri è quindi uno scenario molto complesso e infido, che obbliga il medico curante a vagliare attentamente quali farmaci utilizzare in caso di infezioni, dal momento che se non si conosce il profilo di resistenza del microorganismo in causa non si riesce a combatterlo efficacemente. Recentemente l’OMS ha redatto una lista dei batteri che maggiormente resistono all’azione degli antibiotici, classificandoli sulla base della pericolosità e del livello di resistenza.
Agenti patogeni prioritari dell'OMS
L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha redatto un inventario degli agenti patogeni prioritari, ovvero le dodici famiglie di batteri che rappresentano la più grande minaccia per la salute umana. La minaccia più incombente è rappresentata dai batteri gram-negativi, che si sono dimostrati particolarmente scaltri nell'eludere l'azione degli antibiotici e capaci di traferire i geni che conferiscono la resistenza ad altre specie batteriche. L’aspetto più delicato riguarda i batteri multiresistenti: in grado cioè di opporsi all’azione non di un solo antibiotico, bensì di uno spettro più ampio. Alcuni di essi negli ultimi anni si sono rivelati in grado di eludere farmaci quali i carbapenemi e le cefalosporine: ad ampio spettro e dall’effetto massiccio. Sono questi i patogeni - generi: Acinetobacter, Pseudomonas e varie Enterobacteriaceae (tra cui Klebsiella ed Escherichia Coli) - più temuti all’interno degli ospedali, delle case di cura, delle strutture per anziani e dei centri di riabilitazione. In pazienti debilitati, infatti, simili infezioni possono risultare anche fatali: si stima in quasi la metà dei casi di contagio. Nel secondo scaglione si trovano altri patogeni noti: come lo Stafilococco Aureo (provoca soprattutto di infezioni cutanee), l’Helicobacter pylori (responsabile delle ulcere gastriche e primo fattore di rischio per il tumore allo stomaco), il Campylobacter (responsabile del maggior numero di contaminazioni alimentari in Europa), le Salmonelle (tossinfezioni alimentari) e la Neisseria Gonorrhoeae (gonorrea, malattia a trasmissione sessuale). La lista è suddivisa in tre elenchi, che descrivono il grado di rischio associato a ciascuna specie batterica resistente agli antibiotici: critico, alto o medio.
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Strategie per combattere la resistenza antimicrobica
- Uso appropriato degli antimicrobici: Prescrivere antibiotici solo quando sono necessari e per la durata appropriata.
- Igiene: Praticare una buona igiene, come lavarsi le mani regolarmente, per prevenire la diffusione delle infezioni.
- Vaccinazione: Vaccinarsi contro le malattie prevenibili con vaccino per ridurre la necessità di antibiotici.
- Sviluppo di nuovi antimicrobici: Investire nella ricerca e nello sviluppo di nuovi farmaci per combattere i batteri resistenti.
- Sorveglianza: Monitorare i modelli di resistenza per guidare le decisioni terapeutiche e le politiche di controllo delle infezioni.
Che cosa si può fare quindi per evitare che la resistenza batterica crei una situazione di ingovernabilità delle infezioni? La prescrizione inutile (e purtroppo anche dannosa) di antibiotici costituisce una ferita sempre aperta nella classe medica: troppe volte si usa un antibiotico solamente perché il paziente ha segni di infezione, senza preoccuparsi dell’origine batterica o virale dell’infezione stessa. L’uso scellerato di antibiotici nelle virosi respiratorie acute ne è un esempio classico: l’influenza o le infezioni delle alte vie aeree, soprattutto in età pediatrica, sono malattie di origine virale nella quasi totalità dei casi, per cui la prescrizione di antibiotici viene effettuata solamente per un errato senso di “tranquillità” del paziente e/o del medico stesso. Se al contrario è assodata o comunque fortemente sospetta l’origine batterica di un’infezione, occorre chiedersi quale tipo di microorganismo possa essere responsabile e in tal caso effettuare la scelta empirica più corretta del farmaco. Il procedimento è empirico dal momento che l’identificazione del batterio sovente implica dei tempi di attesa inaccettabili, soprattutto in caso di infezioni con sintomatologia importante. Deve essere abbandonata senza remore l’idea errata che utilizzare un antibiotico ad ampio spettro di azione metta il paziente (e il medico) in sicurezza.
Effetti collaterali degli antimicrobici
Gli antimicrobici possono causare una serie di effetti collaterali, tra cui:
- Disturbi gastrointestinali: Nausea, vomito, diarrea.
- Reazioni allergiche: Rash cutaneo, prurito, orticaria, anafilassi.
- Infezioni secondarie: Infezioni da Clostridium difficile, candidosi.
- Tossicità d'organo: Danno renale, danno epatico, danno neurologico.
È importante informare il medico di eventuali effetti collaterali che si verificano durante l'assunzione di antimicrobici.
Considerazioni speciali
- Gravidanza e allattamento: Alcuni antimicrobici sono controindicati durante la gravidanza e l'allattamento.
- Insufficienza renale o epatica: La dose di alcuni antimicrobici deve essere aggiustata in pazienti con insufficienza renale o epatica.
- Interazioni farmacologiche: Gli antimicrobici possono interagire con altri farmaci. È importante informare il medico di tutti i farmaci che si stanno assumendo.
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