background image

Antibiotics 4                                                                                                                  pharmacology  

  
Antimetabolites: 
                               Sulfonamides 
Sulfonamides can be divided into three major groups:  
(1) oral, absorbable;  
(2) oral, nonabsorbable  
(3) topical.  
The oral, absorbable sulfonamides can be classified as short-, medium-, or long acting on the 
basis of their half-lives. 

Mechanism and activity: 
Sulfonamides are structural analogs of para-aminobenzoic acid (PABA) that competitively 
inhibit dihydropteroate synthase. They inhibit growth by reversibly blocking folic acid 
synthesis. 
 
Sulfonamides inhibit both gram-positive and gram-negative bacteria, 

Nocardia, Chlamydia 

trachomatis, 

and some protozoa. Some enteric bacteria, such 

as E coli, Klebsiella, Salmonella, 

Shigella, and Enterobacter

, are inhibited. 

Ristance: 
Sulfonamide resistance may occur as a result of mutations that 
(1) cause overproduction of PABA,  
(2) cause production of a folic acid-synthesizing enzyme that has low affinity for sulfonamides, 
(3) impair permeability to the sulfonamide. Dihydropteroate synthase with low sulfonamide 
affinity is often encoded on a plasmid that is transmissible and can disseminate rapidly and 
widely. 

Clinical Uses 
Oral Absorbable Agents:

 

Sulfisoxazole and sulfamethoxazole are short- to medium-acting 

agents that are used to treat urinary tract infections, respiratory tract infections, sinusitis, 
bronchitis, pneumonia, otitis media, and dysentery.  
Sulfadiazine in combination with pyrimethamine is first-line therapy for treatment of acute 
toxoplasmosis.  
Sulfadoxine, long acting sulfonamide, in combination with pyrimethamine used as a second-
line agent in treatment for malaria. 
Oral nonabsorbable

 

agents:

 

Sulfasalazine is widely used in ulcerative colitis, enteritis, and 

other inflammatory bowel disease. Sulfasalazine is split by intestinal microflora to yield 
sulfapyridine and 5-aminosalicylate. Salicylate released in the colon in high concentration is 
responsible for an antiinflammatory effect. Comparably high concentrations of salicylate 


background image

cannot be achieved in the colon by oral intake of ordinary formulations of salicylates because 
of severe gastrointestinal toxicity. 

 

Topical Agents:

 

Sodium sulfacetamide ophthalmic solution or ointment is effective treatment 

for bacterial conjunctivitis and as adjunctive therapy for trachoma.  
Silver sulfadiazine is a much  less toxic topical sulfonamide and is preferred to  for prevention 
of infection of burn wounds. 

Adverse Reactions:

 

 

The most common adverse effects are fever, skin rashes, exfoliative dermatitis, 
photosensitivity, urticaria, nausea, vomiting, and diarrhea.  
Stevens-Johnson syndrome, crystalluria, hematuria, hemolytic or aplastic anemia, 
granulocytopenia, and thrombocytopenia occur less frequently.  
Sulfonamides taken near the end of pregnancy increase the risk of kernicterus in newborns. 

Trimethoprim:                                      

    Trimethoprim is an inhibitor of bacterial dihydrofolic acid reductase. Pyrimethamine is an 
excellent inhibitor of dihydrofolic acid reductase in protozoa                                                                                                                  
These reductases are required for the synthesis of purines and hence DNA.  Inhibition of these 
enzymes are responsible for bacteriostatic and bacteriocidal activities. When trimethoprim or 
pyrimethamine is combined with sulfonamides (sulfamethoxazole) there is sequential blocking 
of the biosynthetic pathway leading to drug synergism and enhanced antimicrobial activity.  
Resistance to trimethoprim: usually by plasmid encoded trimethoprim-resistant dihydrofolate 
reductases. Trimethoprim typically used orally often in combination with sulfamethoxazole, a 
sulfonamide with a similar half-life. 

Clinical Uses:                                                                                                                                                                                
Oral trimethoprim: Acute urinary tract infections.                                                                                                                      
Oral trimethoprim-sulfamethoxazole (Bactrim) combination: Pneumocystis carinii pneumonia, 
shigellosis,systemic Salmonella infection, some nontuberculous mycobacterial infections.                                                                                
Respiratory tract pathogens: pneumococcus, Haemophilus, Moraxella catarrhalis, Klebsiella 
pneumoniae          

 By I.V. administration trimethoprim - sulfamethoxazole: agent of choice for moderately 
severe to severe infections with Pneumocystis carinii pneumonia, especially in patients with 
HIV. May be used for gram-negative sepsis 

Adverse effects:                                                                                                                                
Trimethoprim adverse effects referable to antifolate properties: megaloblastic anemia, 
leukopenia granulocytopenia (avoided by coadminstration of folinic acid) .  Combination of  
Trimethoprim-Sulfamethoxazole cause in addition, sulfonamide side effects--nausea, 
vomiting, vasculitis, renal damage. 


background image

DNA gyrase inhibitors  
Fluroquinolines 
Quinolones are synthetic fluorinated analogs of nalidixic acid.  
They are active against a variety of gram-positive and gram-negative bacteria. 
Mechanism of Action 
Quinolones block bacterial DNA synthesis by inhibiting bacterial topoisomerase II (DNA gyrase) 
and topoisomerase IV. Inhibition of DNA gyrase prevents the relaxation of positively 
supercoiled DNA that is required for normal transcription and replication.  
Inhibition of topoisomerase IV interferes with separation of replicated chromosomal 
DNA into the respective daughter cells during cell division. 

Antibacterial Activity 
The old  quinolones, nalidixic acid did not achieve systemic antibacterial levels and 
were useful only in the treatment of lower urinary tract infections.  
Fluorinated derivatives (ciprofloxacin, levofloxacin, enoxacin, lomefloxacin,  
ofloxacin, and pefloxacin)   have greatly improved antibacterial activity compared 
with nalidixic acid and achieve bactericidal levels in blood and tissues. 

excellent activity against gram-negative aerobic bacteria; they had limited activity 
against gram-positive organisms. 

 

Several newer  agents have improved activity against gram-positive cocci.  

Norfloxacin

 is the least active against both gram-negative and gram-positive 

organisms . 

Ciprofloxacin, enoxacin, lomefloxacin, levofloxacin, ofloxacin, and pefloxacin 
comprise a second group of similar agents possessing excellent gram-negative 
activity and moderate to good activity against gram-positive bacteria. 

MICs for 

gram-negative cocci and bacilli, including 

Enterobacter 

sp, 

P aeruginosa 

Neisseria 

meningitides 

H aemophilus 

sp, and 

C ampylobacter jejuni 

, are 1–2 mcg/mL and 

often less. 
 Methicillin-susceptible strains of 

S aureus 

are generally susceptible to these 

fluoroquinolones, but methicillin-resistant strains of staphylococci are often 
resistant. 
 Streptococci and enterococci tend to be less susceptible than staphylococci, and 
efficacy in infections caused by these organisms is limited.  
Ciprofloxacin is the most active agent of this group against gram-negative 
organisms, 

P aeruginosa 

in particular. Levofloxacin, the L-isomer of ofloxacin, has 

superior activity against gram-positive organisms, including  

Streptococcus 


background image

pneumoniae.

 

 Gatifloxacin, gemifloxacin, and moxifloxacin  (a third group) of fluoroquinolones 
with improved activity against gram positive organisms, particularly 

S pneumoniae 

and some staphylococci. 
Fluoroquinolones also are active against agents of atypical pneumonia (eg, 
mycoplasmas and chlamydiae) and against intracellular pathogens such as 

Legionella pneumophila 

and some mycobacteria, including 

Mycobacterium 

tuberculosis 

and 

Mycobacterium avium 

complex.  

Moxifloxacin also has modest activity against anaerobic bacteria. Because of 
toxicity, it is no longer use.

 

Pharmacokinetics 
After oral administration, the fluoroquinolones are well absorbed (bioavailability of 80–95%) 
and distributed widely in body fluids and tissues . Serum half-lives range from 3 to 10 hours. 
The relatively long half-lives of levofloxacin, gemifloxacin, gatifloxacin, 
and moxifloxacin permit once-daily dosing.  
Oral absorption is impaired by divalent and trivalent cations, including those 
in antacids. Therefore, oral fluoroquinolones should be taken 2 hours before or 4 hours after 
any products containing these cations. 
Serum concentrations of intravenously administered drug  are similar to those of orally 
administered drug. 
 Most fluoroquinolones are eliminated by renal mechanisms, either tubular secretion or 
glomerular filtration. Dosage adjustment is required for patients with creatinine clearances 
less than 50 mL/min. Dosage adjustment 
for renal impairment  is not necessary for moxifloxacin.  
Nonrenally cleared fluoroquinolones are relatively contraindicated in patients 
with hepatic failure. 

Clinical Uses 
Fluoroquinolones (other than moxifloxacin, which achieves relatively low urinary levels) are 
effective in 

urinary tract infections 

caused by many organisms, including 

P aeruginosa 

. These 

agents are also effective for bacterial diarrhea caused by 

Shigella 

Salmonella 

, toxigenic 

E coli, 

and 

Campylobacter

 

. Fluoroquinolones (except norfloxacin, which does not achieve adequate 

systemic concentrations) have been used in infections of 

soft tissues, bones, and joints

 

and in 

intra-abdominal and respiratory tract infections

, including those caused by multidrug-

resistant organisms such as 

Pseudomonas 

and 

Enterobacter

.  

Ciprofloxacin is a drug of choice for prophylaxis and treatment of anthrax, Ciprofloxacin and 
levofloxacin are no longer recommended for the treatment of gonococcal infection. However, 


background image

both drugs are effective in treating 

chlamydial urethritis or cervicitis. 

 

Ciprofloxacin, levofloxacin, or moxifloxacin is occasionally used for treatment of tuberculosis 
and atypical mycobacterial infections. These agents may be suitable for eradication of 
meningococci from carriers or for prophylaxis of infection in neutropenic cancer patients. 
With their enhanced gram-positive activity and activity against atypical 

pneumonia agents 

(chlamydiae, 

Mycoplasma 

, and 

Legionella

 

), levofloxacin, gatifloxacin, gemifloxacin, and 

moxifloxacin— so-called respiratory fluoroquinolones—are effective and used increasingly for 
treatment of upper and lower respiratory tract infections. 

Adverse Effects 
Fluoroquinolones are generally well tolerated.  
The most common effects are 

nausea, vomiting, and diarrhea. Occasionally, headache, 

dizziness, insomnia, skin rash, or abnormal liver function tests develop

.  

Photosensitivity

 has been reported with lomefloxacin and pefloxacin. 

QT c prolongation 

may occur with gatifloxacin, levofloxacin, gemifloxacin, and moxifloxacin, 

which should be avoided or used with caution in patients with known QT c interval 
prolongation or uncorrected hypokalemia; in those receiving class IA (eg, quinidine or 
procainamide) or class III antiarrhythmic agents (sotalol, ibutilide, amiodarone); and in 
patients receiving other agents known to increase the QT c interval (eg, erythromycin, tricyclic 
antidepressants).  
Gatifloxacin has been associated with hyperglycemia in diabetic patients and with 
hypoglycemia in patients also receiving oral hypoglycemic agents. Because of these serious 
effects (including some fatalities. 
Fluoroquinolones 

may damage growing cartilage and cause an arthropathy

. Thus, these drugs 

are not routinely recommended for patients under 18 years of age. However, the arthropathy 
is reversible.  
Fluoroquinolones 

should be avoided during pregnancy.

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 8 أعضاء و 90 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