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Polipeptidi                                                                                   

13.1 POLIPEPTIDI CICLICI

I polipeptidi ciclici hanno in comune:

  1. L'origine: vengono estratte da batteri (bacilli): polimixine, bacitracina, tirotricina (gramicidina + tirocidina).

     

  2. La tossicità, che, per alcuni di loro (bacitracina, tirotricina) ne riduce l'impiego alle sole applicazioni locali (topiche cutanee-mucose).

     

13.2 POLIPEPTIDI CICLICI SURFATTIVI

Sinonimi

Polimixine

Generalità

Antibiotici battericidi a spettro ristretto (bacilli Gram-negativi); i due antibiotici impiegati nella pratica clinica, la
polimixina B e la colistina, hanno delle applicazioni ristrette per via generale (parenterale) a causa della loro nefro
e neurotossicità, della disponibilità recente di nuovi antibiotici meno tossici attivi sugli stessi germi (beta-lattamine,
fluorochinoloni), nonché per la loro scarsa penetrazione nei tessuti.
Essi sono attualmente impiegati soprattutto per uso topico sulla cute e sulle mucose e per via orale, nel trattamento
delle infezioni intestinali in quanto antibiotici non riassorbibili.
 

Composizione chimica ed origine

La polimixina B è stata isolata nel1947 da un bacillo, B. polimyxa; la colistina viene estratta da Aerobacillus colistinus.La colistina A è identica alla polimixina E. Chimicamente, si tratta di decapeptidi basici amminici ciclici; che presen-tano una catena costituita da 10 aminoacidi, 7 dei quali formano un anello: treonina, acido diaminobutirrico (DAB),leucina, fenilalanina, con un acido grasso alla coda: l'acido 6-metiloctanoil.In terapia si utilizza il solfato (polimixina B e colistina per via orale) ed il metansulfonato (mesilato) per la colistinaper via parenterale (Figura 13.1).

Proprietà fisico-chimiche

Macroscopicamente si presentano come polveri bianche cristalline, igroscopiche, solubili in acqua; il peso moleco-lare è elevato (1100D). La protonizzazione in soluzione acquosa conferisce loro proprietà surfattive (detergenticationici); tale comportamento è alla base della loro attività antibatterica e della loro tossicità.La soluzione acquosa è stabile. Le polimixine vengono misurate sia in unità internazionali (U.I.) che in peso (mg). Lacorrispondenza è la seguente:-Polimixina solfato: 1mg = 10000 U.I.-Colistina solfato: 1mg = 30000 U.I.-Colistina metansulfonato (colistimetato): 1mg = 12500 U.I.

Meccanismo d'azione

L'attività battericida rapida di questi antibiotici policationici, dovuta alla loro ricchezza in radicali idrofilici ed idrofobici, è simile a quella dei detergenti cationici. Grazie alle loro proprietà tensioattive, l'azione battericida si

CH3

COLISTINA (POLIMIXINA E) H2N

O CH3 H CH3

N

H3OOH O

H2N CH3

OO O O

H
CH3
 

O

HN NH2 H3C H

H NH

H

O

O H OO H3C OH NH2

COLISTINA MESILATO HO3S CH3

NH2 H3

H3C OH

HO3S SO3H

Figura 13.1 Formule di struttura dei polipeptidi ciclici surfattivi.

esercita sui fosfolipidi presenti sullo strato esterno della membrana citoplasmatica dei batteri, i quali divengono abnormemente permeabili, con alterazione dell'equilibrio osmotico della stessa cellula batterica e fuoriuscita di costituenti cellulari nell'ambiente extracellulare. L'effetto battericida è rapido (1-2 ore) e si esercita contemporaneamente sia sui batteri in fase quiescente che sui batteri in fase di attiva moltiplicazione. I cationi bivalenti (Ca++, Mg++) inibiscono l'azione antibatterica delle polimixine per competizione sui fosfolipidi della membrana batterica.

Spettro d'azione e resistenze batteriche

Lo spettro d'azione, comune per tutti gli antibiotici di questa classe, è ristretto ed è selettivo verso i bacilli Gramnegativi:-Enterobatteri: E. coli, Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Salmonella, Shigella (nei confronti di quest'ultima,

nonostante l'attività in vitro, manca l'attività in vivo). -Vibrio cholerae -Pseudomonas aeruguinosa, Pseudomonas maltophila, Acinetobacter -Haemophilus, Bordetella, Pasteurella -Alcuni rari anaerobi: Fusobacterium, Veillonella Sono naturalmente resistenti: Proteus mirabilis, Proteus indolo positivo, Providencia, Serratia, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas pseudomallei, Campylobacter fetus, Campylobacter jejuni, Neisseria, Brucella, Flavobacterium, Bacteroides fragilis, Clostridium, Actinomyces, peptococchi e peptostreptococchi, Nocardia, oltre che tutti i cocchi Gram positivi, i bacilli Gram positivi ed i micobatteri. La resistenza acquisita è eccezionale per via parenterale; essa può manifestarsi dopo somministrazione per via orale o topica prolungata; è esclusivamente di tipo cromosomico (non esiste resistenza di tipo plasmidico). Esiste resistenza crociata tra polimixina e colistina. Al di là dei loro effetti antibatterici, le polimixine esercitano anche altri effetti: neutralizzazione (inattivazione) delle endotossine batteriche prodotte dai bacilli Gram negativi, attivazione del complemento, aumento della coagulabilità del sangue, liberazione d'istamina per degranulazione dei mastociti (che spiegherebbe l'azione ulcerogena sperimentale della polimixina B), blocco neuromuscolare per blocco dei recettori dell'acetilcolina (vedere paragrafo sulla tossicità e gli effetti indesiderati).

Farmacocinetica

Le polimixine non vengono assorbite per via orale (salvo che nei neonati).Tuttavia, in caso di alterazioni della mucosa digestiva può verificarsi un certo assorbimento. Il passaggio nel torren-te ematico può essere ottenuto solo dopo somministrazione intraperitoneale o parenterale (im, ev).Per via parenterale, la colistina metansulfonato (colistimetato) viene idrolizzata per liberare la colistina.Tassi serici. I picchi sierici dopo somministrazione im di 1000000 U.I. (80 mg) di colistina mesilato o di 500000 U.I.(50 mg) di polimixina B ammontano a circa 3 µg/ml.L'emivita plasmatica della colistina è di 2-3 ore; quella della polimixina B è di 4-6 ore.Nei neonati l'emivita è più breve (contrariamente a quanto avviene per gli altri antibiotici), a causa di una elimina-zione più rapida.Le emivite si allungano considerevolmente in caso di grave insufficienza renale (20 -50 ore); il legame alle proteineplasmatiche è debole (15-20 %).La diffusione nei tessuti è scarsa; gli antibiotici di questa classe non diffondono nei liquidi biologici (liquido pleurico,cefalorachidiano, sinoviale, etc. ); essi non oltrepassano la barriera oculare, feto-placentare, cerebrale; tuttavia, siconcentrano nel rene e nel muscolo.La biotrasformazione metabolica è molto scarsa (< 15%). L'eliminazione è esclusivamente renale, per semplicefiltrazione glomerulare, sotto forma attiva.La colistina mesilato ha una eliminazione renale più rapida che la polimixina B: 70-80 % nelle urine delle 24 ore perla colistina, rispetto al 40-50 % per la polimixina B.La clearance renale ammonta a 60 ml/minuto (colistina). Picchi urinari: 1000-5000 U.I./ml (100 µg/ml) per lapolimixina B, 25-100 µg/ml per la colistina.L'eliminazione biliare è pressoché nulla. La dializzabilità è debole o nulla.

Tossicità ed effetti indesiderati

Essi sono soprattutto di tipo nefro- e neurotossico. La nefrotossicità, di tipo dose-dipendente, si manifesta soprattutto in caso di insufficienza renale, di sovradosaggio e di associazione con altri antibiotici o altri farmaci nefrotossici: aminosidi, cefaloridina, ciclosporina, cisplatino, etc.; essa si manifesta con proteinuria, cilindruria, elevazione della creatininemia e qualche volta con insufficienza renale acuta a diuresi conservata od oligo-anurica. L'aspetto istopatologico è quello di una nefrite tubulo-interstiziale. La neurotossicità è anch'essa di tipo dose-dipendente ed è favorita da insufficienza renale, dosi elevate e tratta-menti prolungati. Essa si manifesta con parestesie, vertigini, agitazione o sonnolenza, torpore, mioclonie, convulsio-ni, atassia (quadro di encefalite), neuropatie periferiche. Talvolta può instaurarsi un blocco neuromuscolare, con arresto respiratorio, favorito da un'anestesia, dalla somministrazione di curarici e miorilassanti, da insufficienza renale, miastenia, somministrazioni per via intraperitoneale, associazione con aminoglicosidi. Il meccanismo consi-ste nel blocco post-sinaptico dei recettori dell'acetilcolina; il trattamento consiste nella somministrazione ev di Ca++ (e non di prostigmina). Le reazioni allergiche sono rare; tuttavia, nei soggetti asmatici le polimixine possono slatentizzare uno stato di male asmatico, soprattutto dopo somministrazione mediante aerosol (effetto di broncocostrizione e potenzialmente istamino-liberatore). Per via orale possono manifestarsi disturbi digestivi: nausea, vomito, diarrea. È possibile osservare una intolleranza locale dopo somministrazione im, soprattutto di polimixina B (la colistina è meglio tollerata) o in caso di somministrazione endorachidea (meningite chimica). L'instillazione di gocce auricolari su un timpano perforato può scatenare disturbi dell'equilibrio e/o una sordità. La prolungata applicazione sulla cute e sulle mucose può causare degli eczemi allergici da contatto. Le polimixine possono essere utilizzate senza riserva nelle donne gravide.

Indicazioni cliniche

Per via generale (parenterale), le indicazioni cliniche di questi antibiotici sono ristrette; la loro efficacia in vivo viene diminuita in rapporto alla loro attività in vitro, soprattutto nei soggetti immunodepressi. Essi vengono utilizzati soprattutto nel trattamento delle infezioni urinarie e sistemiche (setticemie) da bacilli Gram negativi, soprattutto Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas maltophila o Serratia resistenti alle β-lattamine, ma sempre in associazione con un secondo antibiotico (fluorochinolone, imipenem, penicilline e cefalosporine anti-Pseudomonas, etc.). Bisogna soprattutto evitare l'associazione con altri antibiotici nefrotossici (aminoglicosidi) o altri farmaci nefrotossici. Per via locale essi vengono utilizzati nel trattamento delle ferite e delle ulcere infettate da Pseudomonas (non c'è assorbimento percutaneo), delle otiti esterne, delle congiuntiviti, nella prevenzione locale delle infezioni di cateteri venosi periferici, in aerosol nel trattamento delle infezioni respiratorie da Pseudomonas (mucoviscidosi), in lavaggi vescicali nei portatori di catetere vescicale a permanenza, ed, eventualmente, in iniezione endorachidea nel tratta-mento delle meningiti da Gram negativi. Per via orale essi vengono impiegati nel trattamento delle infezioni batteriche non invasive del tubo digerente da E.coli (per le infezioni da Salmonella e Shigella vengono preferiti altri antibiotici più diffusibili) e nella decontaminazione selettiva del tubo digerente (associato ad un antimicotico).

Controindicazioni e precauzioni d'uso

Miastenia, allergia alle polimixine, grave insufficienza renale (in caso di somministrazione parenterale). La colistina
per via orale è controndicata nei lattanti con meno di un mese di vita.
Precauzioni d'uso: adattare la posologia in presenza di insufficienza renale e controllare l'esame delle urine e la
creatininemia durante il trattamento.
 

Interazioni farmacologiche

Interazioni utili (Tabella 13.1)-Con i sulfamidici ed il trimetoprim: sinergia d'azione nei confronti di Proteus, Providencia e Serratia-Con la rifampicina: enterobatteri, Pseudomonas-Con i chinoloni: enterobatteri, Pseudomonas-Con le β-lattamine anti-Pseudomonas (penicilline e cefalosporine anti-Pseudomonas, aztreonam, imipenem)-Con la fosfomicina : Pseudomonas, enterobatteri

Interazioni da evitare (Tabella 13.2)-Con aminoglicosidi, amfotericina B, vancomicina, aciclovir ev, foscarnet: aumento della nefrotossicità e, per gli

aminosidi, rischio di blocco neuromuscolare (controindicazione) -Con i curarici ed i miorilassanti (potenziamento), con rischio molto aumentato di blocco neuromuscolare. -Con altri farmaci nefrotossici: idrossidione, citostatici, etc.

Modalità di somministrazione e posologia

Somministrazione parenterale:-1 mg di colistina base = 2.4 mg di colistina mesilato = 30.000 U.I.-Colistina metansulfonato: fiale da 500000 U.I. (40 mg) (non in commercio in Italia) ed 1000000 U.I. (80 mg).

Posologia (in caso di funzionalità renale normale): 50000 U.I./kg/die, soministrati in 2-3 iniezioni im oppure in perfusioni ev lente (1 ora); lattanti e neonati: 50000-100000 U.I./kg/die; in caso d'insufficienza renale la posolo-gia sarà adattata in funzione della creatininemia. Per via intrarachidea: adulti 20000 U.I. il primo giorno, 40000

U.I il secondo giorno, 60000 U.I. a partire dal terzo giorno; Bambini: 5000-10000 U.I.

-Polimixina solfato (in commercio in Italia solo nella forma farmaceutica in gocce auricolari in associazione con altri farmaci) (polimixina B): nei soggetti a funzionalità renale normale 1.5-2.5 mg/kg/die per via im; in caso d'insufficienza renale 1-1.5 mg/kg/die, distanziando le dosi sulla base della creatininemia. In perfusione ev: 50-75 mg due volte al giorno (non superare i 200 mg/die). In caso d'insufficienza renale 1 mg/kg/die. Per iniezio-ne endorachidea , 5 mg negli adulti, 2-4 mg nei bambini, una volta al giorno, diluiti in fisiologica, in modo da ottenere una concentrazione di 0.5 mg/ml. In iniezione intrapleurica, intrarticolare, si impiega una soluzione all'1%.

Per via orale (colistina solfato), compresse da 1500000 U.I. (50 mg), sciroppo (non in commercio in Italia) da 250000
 

U.I. per cucchiaio. Gocce (bambini da 2 a 6 anni): 2 gtt/kg tre volte al dì.
Per via locale: gocce auricolari (polimixina B-neomicina lidocaina) (nella terapia delle otiti esterne a membrana
tiumpanica non perforata), soluzione nasale e pomata dermatologica.
 

Altri anti-infettivi Indicazioni
Antibiotico o altri farmaci Tipo di effetto Meccanismo principali
Polimixina B Colistina Sulfamidici antibatterici Sinergia antibatterica Aumento della penetrazione delle polimixine attraverso la membrana batterica da Proteus, Providencia, Serratia (infezioni urinarie)
      parte dei sulfamidici  
  Chinoloni e fluorochinoloni Effetto antibatterico additivo o sinergico Soppressione dell’enzima inattivante le polimixine da parte dei chinoloni. Enterobatteri, Pseudomonas (per i fluorochinoloni): infezioni urinarie
  β-lattamine anti-Pseudomonas: carbossi- ed ureidopenicilline, cefalosporine anti-Pseudomonas, aztreonam, imipenem Effetto antibatterico additivo o sinergico Azione congiunta sulla membrana batterica (polimixine) e sulla parete batterica (β-lattamine) Pseudomonas, Acinetobacter, Enterobatteri (infezioni urinarie)
  Fosfomicina Effetto antibatterico additivo o sinergico Azione congiunta sulla membrana batterica (polimixine) e sulla parete batterica (fosfomicina) Enterobatteri, Pseudomonas, (infezioni urinarie)
  Rifampicina Effetto antibatterico additivo o sinergico Azione congiunta sulla membrana batterica (polimixine) e sulla sintesi degli acidi nucleici (rifampicina) Pseudomonas, enterobatteri (infezioni urinarie)
  Trimethoprim Effetto antibatterico additivo o sinergico Azione sulla membrana batterica (polimixina), azione antifolinica Enterobatteri (infezioni urinarie)
      (trimethoprim)  
  Sulbactam Addizione degli effetti antibatterici: Sinergia: addizione degli effetti anti Acinetobacter multiresistente
    Acinetobacter multiresistente Acinetobacter + inibizione delle β (infezioni urinarie)
lattamasi

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