background image

1 | 

P a g e

 

 

A

A

n

n

t

t

i

i

b

b

i

i

o

o

t

t

i

i

c

c

s

s

 

 

 

 

  Antibiotic/Antimicrobial 

  Antibiotic: Chemical produced by a microorganism that kills or inhibits the growth 

of another microorganism 

 

Antimicrobial agent:

 Chemical that kills or inhibits the growth of microorganisms 

 

Bactericidal  Kill bacteria 

•  Usually antibiotic of choice for infections in sites such as endocardium or 

the meninges where host defenses are ineffective. 

•  Bacteriostatic 

•  Reversibly inhibit growth  
•  Duration of treatment sufficient for host defenses to eradicate infection 

 

Modes of Antimicrobial Action 

 

Principles and Definitions 

• 

Combination therapy 

•  Prevent emergence of resistant strains 
•  Temporary treatment until diagnosis is made 
•  Take advantage of antibiotic synergism 

•  Penicillins and aminoglycosides :inhibit cell wall synthesis and allow 

aminoglycosides to enter the bacterium and inhibit protein synthesis. 

• 

CAUTION

: Antibiotic antagonism 

•  Penicillins and bacteriostatic antibiotics.  Cell wall synthesis is not  
•  occurring in cells that are not growing. 

 

 
 


background image

2 | 

P a g e

 

 

 
β- Lactam Antibiotics 

1. Penicillins 
2.Cephalosporins 
3.Carbapenems ( Imipenems )  
4. Monobactams ( Aztreonam)  
 

 

β-lactam antibiotics antibiotic;

 agents that contain a β-lactam ring in their molecular 

structure 

 

2 mechanism of resistance 

1-Bacteria often develop resistance to β-lactam antibiotics by synthesizing a β-lactamase, 
an enzyme that attacks the β-lactam ring rendering the antibiotic ineffective  
2-Possession of altered penicillin-binding proteins. 
  some bacteria have changed the proteins to which β-lactam antibiotics bind. β-

lactams cannot bind as effectively to these altered PBPs, and, as a result, 

the β-

lactams are less effective at disrupting cell wall synthesis.

  

   examples of this mode of resistance include methicillin-resistant Staphylococcus 

aureus (MRSA) and penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae.  

 

Penicillins 

Classification 
• 

Narrow spectrum penicillins. 

• 

Antistaphylococcal penicillins. 

• 

Broad spectrum penicillins. 

• 

Extended –spectrum penicillins 

( antipseudomonal penicillins). 
 

Narrow spectrum penicillins 

Penicillin G  

• 

Short duration.  

• 

Acid unstable. 

• 

Penicillinase sensitive. 

 

Procaine penicillin 

• 

Long acting (every 12 h ). 

• 

Acid unstable.  

• 

Penicillinase sensitive. 

• 

Used to prevent subacute bacterial endocarditis due to dental extraction or 
tonsillectomy in patients with congenital or acquired valve disease. 

• 

Mild streptococcal infection. 

 


background image

3 | 

P a g e

 

 

Benzathine penicillin 

  Long acting (every 3-4 weeks). 
  Acid unstable.  
  Penicillinase sensitive.  
  Treatment of β-hemolytic streptococcal pharyngitis. 
  Used as prophylaxis against reinfection with β- hemolytic streptococci so prevent 

rheumatic fever. 

  Once a week for 1-3 weeks for treatment of syphilis (2.4 million units I.M.). 
 

Phenoxymethyl penicillin (P. V) 

• 

Less effective than penicillin G. 

• 

Acid stable.  

• 

Penicillinase sensitive.  

• 

Short acting.  

• 

Used in minor infections.  

 

Penicillinase resistant to staphylococcal β-lactamase producer 

  Nafcillin,Meticilin, Oxacillin, Cloxacillin, Dicloxacillin. 
  Used in minor & severe Staph. Infections. 

Broad &Extended spectrum penicillins 

Aminopenicillins(Ampicillin&Amoxicillin) 
Therapeutic uses: 

• 

1)Salmonella& Shigella infections.  

• 

2)Prophylaxis of infective endocarditis. 

• 

3) Urinary tract infections. 

 

Carboxypenicillins (Ticarcillin) &Ureidopenicillin(Piperacillin) 

  Effective against pseudomonas aeruginosa & Enterobacter. 
  Penicillinase sensitive.  
  Can be given in combination with β-lactamase inhibitors as clavulanic acid , 

sulbactam, tazobactam. 

 

Adverse effects 

  Hypersensitivity reactions.  
  High dose in renal failure ---seizure. 
• 

Naficillin (neutropenia). 

• 

Oxacillin (hepatitis). 

• 

Methicillin(nephritis). 

• 

B.S.P.(pseudomembraneous colitis ). 

• 

Secondary infections. 

 
 


background image

4 | 

P a g e

 

 

 

Cephalosporins 

First-Generation 

• 

Cefazolin, Cephalexin, cephradin. 

• 

They are very effective against gram- positive cocci. 

 
 

 

Clinical uses 

• 

Urinary tract infections. 

• 

Minor Staph. infections or minor polymicrobial infections as cellulites or soft tissue 
abscess. 

• 

Cefazolin is the drug of choice for surgical prophylaxis, also as alternative to anti 
staph pencillin. In penicillin allergic patients. 

 
 
 

Second -Generations 

  Cefaclor ,Cefamandole, Cefuroxime. 
  Less active against gram-positive bacteria than first generation. 

  They have extended gram –negative effect.  
  No effect on P-aeruginosa or E-cocci. 
 

Clinical uses 

  H-influenza infections. 

  Mixed anaerobic infections as peritonitis. 
  Community acquired pneumonia. 
 

Third -Generations 

  Cefoperazone, Cefixime, Ceftriaxone & cefotaxime.Cephtazidim. 
• 

They have extended gram- negative spectrum. 

• 

Have an effect on P-aeruginosa . Main route I.V.  I.M 

• 

Cefixime can be given orally.  

• 

Ceftriaxone has a long half- life (7-8h).can be given once every 24h. 

• 

Excreted through kidney (Ceftriaxone through bile). 

 

4th Generation Cephalosporins 

• 

Cefepime. 

• 

Extended spectrum of activity:  

•  Gram-positives: similar to ceftriaxone 
•  Gram-negatives: similar to ceftazidime (including Pseudomonas aeruginosa), 

also covers beta-lactamase producing Enterobacter spp. 


background image

5 | 

P a g e

 

 

• 

Stable against -lactamases. 

 

'Next generation'  

• 

Ceftobiprole (i.v.)  

• 

Ceftaroline (i.v.) 

• 

 Have a fourth-generation spectrum enhanced to include MRSA. 

 
 
 
 

Adverse Effects 

• 

Allergy. 

• 

Thrombophilibitis. 

• 

Interstitial nephritis and tubular necrosis mainly with cephaloridine. 

• 

Cephalosporins that contain a methylthiotetrazole group as cefamandole ,cefperazone 
cause hypoprothrombinemia and bleeding disorders .Vit.K twice weekly can prevent 
this. 

• 

Diarrhea. 

 
 

Carbapenems 

  Imipenem. 
  Bctericidal, inhibit bacterial cell wall synthesis. 

  Has a wide spectrum of activity.  
  Sensetive to -β lactamase. 

  Not absorbed orally, taken by I.V.I. 
  Inactivated by dehydropeptidases in renal tubules, so it is given with an inhibitor of 

renal dehydropeptidases, (cilastatin) for clinical use. 

  Penetrates body tissues and fluids including CSF. 
 

  Clinical uses  

  Mixed aerobic and anaerobic infections. 

  Carbapenem is the β lactam of choice for treatment of enterobacter infections. 
  Pseudomonal infections.  

  Intraabdominal infections.  
  Febrile neutropenic patient. 

  Septicaemia. 
 

Meropenem 

  Similar to imipenem but it is highly active against gram-negative aerobes. 
  Not degraded by renal dehydropeptidase. 


background image

6 | 

P a g e

 

 

 

Adverse effects 

• 

Nausea,vomiting,diarrhea. 

• 

Skin rash and reaction at the site of infusion. 

• 

High dose with imipenem in renal failure cause seizure. 

• 

Patients allergic to penicillin may be allergic to carbapenems. 

 

Monobactams 

Aztreonam 

• 

Active only against gram-negative aerobic bacteria. 

• 

Given I.V. 

• 

Similar to β-lactam in mechanism of action and adverse effects. 

 

Macrolides 

• 

Erythromycin. 

• 

Clarithromycin. 

• 

Azithromycin. 

• 

Act on 50S ribosome to block protein synthesis. 

• 

Hepatic excretion - no dose adjustment for renal failure. 

• 

Bacterostatic for most bacteria. 

 
 
 

Macrolides - Spectrum of Activity 

• 

MSSA. 

• 

Streptococcus. 

• 

H. influenzae (Azithromycin best). 

• 

Mycoplasma pneumoniae. 

• 

Chlamydia spp. 

• 

Legionella (Azithromycin best). 

• 

Atypical mycobacteria (Clarithromycin and Azithromycin). 

 

Erythromycin - Side effects 

• 

GI: abd. Cramps, nausea, vomiting, diarrhea - IV or PO. 

• 

Cholestatic hepatitis. 

• 

Rash, fever, eosinophilia - sometimes accompanies hepatitis. 

• 

Transient hearing loss - more common with high doses in elderly or renal insuf. 

 

Clarithromycin/Azithromycin - Side effects 

• 

Much less than erythromycin. 

• 

GI: nausea, vomiting, abd. Cramps. 

• 

Abnormal liver functions. 


background image

7 | 

P a g e

 

 

• 

Head Ache, dizziness. 

• 

Reversible hearing loss at high doses. 

 

Macrolides - Drug Interactions 

• 

Inhibit drug metabolism through the cytochrome P450 system. 

• 

Increases drug levels. 

• 

Erythromycin>Clarithromycin>Azithro 

• 

Erythromycin can cause serious, life-threatening drug toxicity. 

• 

Azithromycin has almost no drug-drug effect. 

 
 
 
 

Tetracyclines 

• 

Tetracycline. 

• 

Doxycycline. 

• 

Minocycline. 

• 

Demeclocycline. 

• 

Bind to 30S ribosome to inhibit protein synthesis. 

• 

Bacterostatic against bacteria. 

 

Tetracyclines - Drug of Choice : 

• 

Borrelia - Lyme Dz, relapsing fever. 

• 

Chlamydia - psittacosis, STD, pneumonia. 

• 

Rickettsia -, typhus, Q fever. 

• 

Brucellosis. 

• 

Vibrio – cholera. 

• 

Mycoplasma/Ureaplasma. 

 

Tetracyclines - Side Effects 

• 

Skin - allergic rash, photosensitivity. 

• 

Teeth & Bones - yellow discoloration in kids (don’t use in pregnancy or kids <8 yrs). 

• 

GI - N/V/D, esophageal ulcerations 

•  decreased side effects with food, but food also decreases absorption. 

• 

Liver and kidney toxicity rare, but reported. 

• 

Minocycline – vertigo. 

 

Chloramphenicol 

  Released in 1949 
  Binds to 50S ribosome to inhibit protein synthesis 
  Only bacterocidal vs H. influenzae, S. pneumoniae, N. meningitidis, otherwise 

bacterostatic 


background image

8 | 

P a g e

 

 

  Reversible bone marrow suppression 

  Common 
  Dose-related 
  Due to inhibition of mitochondrial protein synthesis 

  Indiosyncratic aplastic anemia 

  Usually fatal 
  Occurs 1 in 24,500 to 40,800 patients 
  Not dose related 
  Occurs more commonly occurs weeks to months after therapy 

 

Aminoglycosides 

• 

Bactericidal antibiotics. 

• 

Inhibits protein synthesis by binding to 30S ribosomal subunits. 

• 

Active against gram negative aerobic organisms. 

• 

Poorly absorbed orally. 

• 

Given parenterally (I.M,I.V.). 

• 

Excreted mainly unchanged in urine. 

• 

Have common adverse effects : 

• 

Ototoxicity. 

• 

Nephrotoxicity. 

• 

Neuromuscular blocking effect. 

• 

CNS (not common). 

 

Clinical uses 

Streptomycin 

  T.B. in combination with other antituberculous drugs. 

  Enterococcal endocarditis with penicillin. 
  Severe brucellosis with tetracycline 

Gentamicin 

  Severe infections caused by gram negative organisms as sepsis ,urinary tract 

infections & pneumonia caused by pseudomonas. 

  Topically for the treatment of infected burns,wounds,skin lesions,ocular, ear 

infections. 

Tobramycin  

  More active against pseudomonas than gentamicin. 

  Less nephrotoxic and ototoxic than gentamicin. 
  Used in treatment of bacteremia, osteomyelitis  and pneumonia. 

Amikacin 

  Has the broadest spectrum.  

  Used for serious nosocomial infections by gram negative organisms. 

  In T.B. as alternative to streptomycin. 

  Atypical mycobacterial infections.  


background image

9 | 

P a g e

 

 

 

Contraindications of aminoglycosides 

• 

Renal dysfunction. 

• 

Pregnancy. 

• 

Diminished hearing.  

• 

Myasthenia gravis. 

• 

Respiratory problems. 

 

FLUOROQUINOLONES (Ciprofloxacin, ofloxacin, norfloxacin 

• 

Mechanism of action:  

• 

Block bacterial DNA synthesis by inhibiting bacterial topoisomerase11(DNA gyrase ) 
and topoisomerase 1V. 

• 

Antibacterial activity : 

• 

Highly active against gram-negative aerobic bacteria. 

• 

Active against gram-positive bacteria. 

• 

Mycoplasma, chlamydia, legionella, mycobacteria. 

 

Clinical uses 

• 

U.T.I.caused by multidrug resistance organisms as pseudomonas. 

• 

Bacterial diarrhea. 

• 

Soft tissues,bones,joints,intra-abdominal, respiratory infections caused by multidrug 
resistance organisms. 

• 

Gonococcal infections. 

• 

Legionellosis. 

• 

Chlamydial urethritis or cervicitis 

• 

T.B & atypical T.B. 

 

Adverse effects 

• 

N.V.D. 

• 

Headache, dizziness,insomnia. 

• 

Skin rash ,abnormal liver enzymes. 

• 

QT prolongation. 

• 

Damage growing cartilage causing arthropathy. 

• 

Tendinitis in adults. 

 

Contraindications 

• 

contraindicated in children ,adolescents ,pregnancy ,lactation ,epileptic patients. 

 
 
 
 
 


background image

10 | 

P a g e

 

 

 
Other inhibitors to cell wall synthesis 

Vancomycin 

• 

Bactericidal. 

• 

Active only on gram +ve bacteria. 

• 

Poorly absorbed orally.  

• 

Given by I.v.I. 

• 

Not freely cross BBB. 

• 

Excreted mainly through kidney. 

 

Clinical uses  

• 

Endocarditis mainly caused by methicillin –resistant staphylococci. 

• 

Alternative to penicillin in enterococcal endocarditis( in combination with 
gentamicin). 

• 

Meningitis( in combination with ceftriaxone or rifampin in highly resistant 
pneumococcus strains). 

• 

Orally in antibiotic associated enterocolitis. 

 

Adverse effects 

• 

Irritation at the site of injection. 

• 

Ototoxicity & nephrotoxicity. 

• 

Red man or red neck syndrome. 

• 

Gastric upset. 




رفعت المحاضرة من قبل: Mohammed Musa
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 103 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل