chp31

Question 1

Draw the structure of a bacteria and label the structural components that can be targeted with antibiotics

Answer 1

slide 7

Question 2

What are the 2 types of antibiotic based on their effect on bacteria

Answer 2

1. Βακτηριοκτόνα
   —> Καταστροφή βακτηριδίων, μείωση βακτηριακού φορτίου.
2. Βακτηριοστατικά
   —> Αναστολή επιβίωσης και πολλαπλασιασμού βακτηριδίων

Question 3

Compare all the properties and characteristics of prokaryotes vs eukaryotes

Answer 3

slide 10

Question 4

explain an important structural component of bacterial cells that aren’t present in eukaryotes + describe it

Answer 4

Το βακτηριακό τοίχωμα

—> Πολυμερές πεπτιδογλυκάνης
—> αποτελείται από ομάδες γλυκάνης που συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικές γέφυρες

Question 5

what is a very common mechanism of action that antibiotics follow

Answer 5

Μερικά αντιμικροβιακά φάρμακα παρεμβαίνουν στη σύνθεση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος
—> μέγιστη αποτελεσματικότητα σε ενεργά πολλαπλασιαζόμενα βακτήρια
—> μηδενική επίδραση σε βακτήρια που δεν βρίσκονται σε στάδιο πολλαπλασιασμού
—> Τα πιο σημαντικά είναι τα β-λακταμικά

Question 6

compare the strength of Gram -ve and +ve bacteria

Answer 6

Gram -ve are more resistant because of the LPS found in their cell wall which will decrease the antibiotics ability to penetrate the structure

Question 7

List all the categories + sub of antibiotics that stop cell wall synthesis

Answer 7

1. Penicillin / B-lactams
   —> Φυσικές
   —> Αντισταφυλοκοκκικές
   —> Πενικιλλίνες εκτεταμένου φάσματος
   —> Αντιψευδομοναδικες πενικιλλίνες
   —> Πενικιλλίνες και αμινογλυκοσίδες
2. cephalosporins
3. Καρβαπενέμες
4. Αναστολείς β-Λακταμάσης
5. other

Question 8

Describe the category of penicillin in general

Answer 8

= Αντιβιοτικά με την ευρύτερη αποτελεσματικότητα

• Λιγότερο τοξικά από τα γνωστά φάρμακα
• Υπάρχει αυξανόμενη αντοχή
• Διαφέρουν στην δομή στον υποκαταστάτη R
• Η φύση της πλάγιας αλυσίδας επηρεάζει
  —> το αντιμικροβιακό τους φάσμα
  —> τη σταθερότητά τους στο γαστρικό οξύ
  —> την ευαισθησία τους σε βακτηριακά λυτικά ένζυμα (β-λακταμάσες)

Question 9

Explain the mechanism of action of penicillin

Answer 9

• Παρεμβαίνουν στο τελικό στάδιο της σύνθεσης βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος —> τρανσπεπτιδίωση ή σχηματισμός γεφυρών)
• αφήνοντας έτσι εκτεθειμένη την βακτηριακή μεμβράνη ωσμωτικά λιγότερο σταθερή
• Έτσι γίνεται λύση του κυττάρου
  —> είναι βακτηριοκτόνα

Question 10

on what does penicillin work

Answer 10

• Δραστικές μόνο εναντίον ταχέως αναπτυσσόμενων μικροοργανισμών που συνθέτουν πεπτιδογλυκανικό κυτταρικό τοίχωμα
• Ανενεργές εναντίον μικροοργανισμών που δεν διαθέτουν αυτή τη δομή —> μυκοβακτηρίδια, τα πρωτόζωα, οι μύκητες + ιοί

Question 11

where on the cell wall does penicillin work specifically

Answer 11

Πενικιλλινοδεσμευτικές πρωτεΐνες (ΡΒΡ)
—> Πρωτεΐνες που δεσμεύουν τις πενικιλλίνες
—> Βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη των βακτηρίων

Question 12

describe what PBP is and explain how that works as an antibiotic target

Answer 12

= βακτηριακά ένζυμα που συμμετέχουν στη σύνθεση κυτταρικού τοιχώματος —> Π.χ τρανσπεπτιδάση

Role —> Καταλύει τον σχηματισμό γεφυρών μεταξύ πεπτιδογλυκανικών αλυσίδων (PEP side chains binding)

Solution —> Οι πενικιλλίνες αναστέλλουν αυτή την αντίδραση που καταλύει η τρανσπεπτιδάση, και εμποδίζουν έτσι τον σχηματισμό γεφυρών.

Question 13

what are αυτολυσίνες + what do they do

Answer 13

Πολλά βακτήρια παράγουν λυτικά ένζυμα (αυτολυσίνες), τα οποία συμμετέχουν στη φυσιολογική αναδιαμόρφωση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος (self destroys)

Question 14

explain how autolysin can be used by penicillin

Answer 14

Παρουσία της πενικιλλίνης, η λυτική δράση των αυτολυσινών συνεχίζεται παρά την απουσία σύνθεσης του κυτταρικού τοιχώματος

—> so αντιβακτηριακή δράση της πενικιλλίνης είναι το αποτέλεσμα της αναστολής της σύνθεσης κυτταρικού τοιχώματος + της καταστροφής του ήδη υπάρχοντος τοιχώματος από αυτολυσίνες

Question 15

what determines the antibacterial range of the different penicillin

Answer 15

Καθορίζεται από την ικανότητά τους να διαπερνούν το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων και να προσεγγίζουν τις PBP

1. Οι gram-θετικοί μικροοργανισμοί
   —> έχουν κυτταρικά τοιχώματα που διαπερνούν εύκολα οι πενικιλλίνες
   —> είναι ευαίσθητοι (όταν δεν υπάρχει ανθεκτικότητα)
2. Οι gram-αρνητικοί μικροοργανισμοί
   —> έχουν μία εξωτερική λιποπολυσακχαριτική μεμβράνη (LPS)
   —> περιβάλλει το κυτταρικό τοίχωμα
   —> αποτελεί φραγμό για τις υδατοδιαλυτές πενικιλλίνες
   —> BUT διαθέτουν υδάτινους διάυλους πορίνες (porins) και επιτρέπουν την είσοδο διαμέσου της μεμβράνης

Question 16

what are the 2 types of αντοχή that bacteria can develop against penicillin

Answer 16

1. Φυσική αντοχή

• έχουν οι μικροοργανισμοί οι οποίοι είτε στερούνται πεπτιδογλυκανικού κυτταρικού τοιχώματος (π.χ. Mycoplasma)
• είτε διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα αδιαπέραστο από τα φάρμακα

2. Επίκτητη αντοχή στις πενικιλίνες

• Μεταφορά πλασμιδίου (που κωδικοποιεί την αντοχή σε πολλά αντιβιοτικά) από ένα βακτήριο σε άλλο
• Ο δέκτης μπορεί να αποκτήσει ανθεκτικότητα σε διαφορετικά αντιβιοτικά
  —> Προσλαμβάνοντας ένα πλασμίδιο που προσφέρει ανθεκτικότητα, τα βακτήρια γίνονται ανθεκτικά στα β-λακταμικά αντιβιοτικά.

Question 17

explain how a plasmid can transfer the resistance gene

Answer 17

The bacteria with the resistant gene in its plasmid will mate and conjugate with the bacteria that is sensitive to the antibiotic and transfer that gene

Question 18

what are the 3 types of resistance (how it stops the antibiotic from working)

Answer 18

1. Απενεργοποίηση αντιβιοτικού
2. Ο στόχος τροποποιείται
3. Το φάρμακο δεν φτάνει στον στόχο

Question 19

Give a specific example of how the bacteria can cause resistance by the απενεργοποίηση αντιβιοτικού penicillin

Answer 19

Ενζυμα που διασπούν το αντιβιοτικά (π.χ. β-λακταμάση)

• Ενζύμου υδρολύει τον κυκλικό αμιδικό δεσμό του β-λακταμικού δακτυλίου —> υπάρχει απώλεια της βακτηριοκτόνου δράσης
• Κύρια αιτία αντοχής στις πενικιλλίνες
• β-λακταμάσες είναι είτε εγγενείς είτε, αποκτώνται με μεταφορά πλασμιδίων
• Μερικά β-λακταμικά αντιβιοτικά δεν είναι καλά υποστρώματα για τις β-λακταμάσες και ανθίστανται στη διάσπαση
  —> έτσι διατηρούν τη δραστηριότητά τους εναντίον μικροοργανισμών που παράγουν β-λακταμάση

Question 20

explain the link between penicillin and πενικιλλάση

Answer 20

Οι πενικιλλίνες αδρανοποιούνται από την πενικιλλάση (ειδική β-λακταμάση για πενικιλλίνες)
—> πενικιλλάση παράγεται από τα βακτήρια

Question 21

Give 2 specific examples of resistance that bacteria build against penicillin specifically linked to the στόχος τροποποιείται

Answer 21

1. Ελαττωμένη διαπερατότητα στο φάρμακο:

• Η ελαττωμένη διαπερατότητα της εξωτερικής κυτταρικής μεμβράνης για το αντιβιοτικό ή αντλία εκροής
• εμποδίζει το φάρμακο να φτάσει στο στόχο του, δηλ. στις PBP

2. Τροποποιημένες πενικιλλινοδεσμευτικές πρωτεΐνες:

• αλλαγμένες PBP
• εμφανίζουν μικρότερη συγγένεια για τα β-λακταμικά αντιβιοτικά
• απαιτούνται μεγαλύτερες συγκεντρώσεις του φαρμάκου για αποτελεσματικότητα

Question 22

Name and describe Φυσικές πενικιλλίνες (1 example)

Answer 22

Αμπικιλλίνη —> ημισυνθετική

Question 23

Describe and name examples of Αντισταφυλοκοκκικές πενικιλλίνες

Answer 23

= Πενικιλλίνες ανθεκτικές στην πενικιλλινάση

1. μεθικιλλίνη (methicillin)
2. οξακιλλίνη (oxacillin)

Uses
—> στη θεραπεία λοιμώξεων που οφείλονται σε σταφυλόκοκκους που παράγουν πενικιλλινάση
—> Η μεθικιλλίνη είναι τοξική και δεν χρησιμοποιείται παρά μόνο για την ταυτοποίηση των ανθεκτικών στελεχών του S. aureus

Question 24

what can we give if the bacteria developed resistance against methicillin

Answer 24

Τα ανθεκτικά στη μεθικιλλίνη στελέχη του Staphylococcus aureus (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), τα οποία συχνά αποτελούν σοβαρό αίτιο ενδονοσοκομειακών λοιμώξεων, είναι συνήθως ευαίσθητα στη βανκομυκίνη.

Question 25

Can vancomycin be used as a way to identify for S.aureus the same way methicillin is used?

Answer 25

No as it would kill all the staph bacteria including MRSA and the regular staph so we wouldn't be able to differentiate between both

Question 26

Name and describe some Πενικιλλίνες εκτεταμένου φάσματος + a problem faced with the category + solution

Answer 26

1. Η αμπικιλλίνη (ampicillin) 2. αμοξικιλλίνη (amoxicillin) Use ---> ευρέως για τη θεραπεία λοιμώξεων του αναπνευστικού Problem ---> ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά λόγω αδρανοποίησής τους από την πενικιλλινάση ---> Για διεύρυνση του αντιμικροβιακού φάσματος γίνεται συνδυασμός με έναν αναστολέα β-λακταμάσης, όπως το κλαβουλανικό οξύ (clavulanic acid) ή η σουλβακτάμη (sulbactam) ---> Προστατεύει την αμοξικιλλίνη ή την αμπικιλλίνη από ενζυματική υδρόλυση

Question 27

Explain how B-lactamase work + how its inhibitors work

Answer 27

B-lactamase: - Η υδρόλυση του β-λακταμικού δακτυλίου, με ενζυμική διάσπαση από β-λακταμάση - εξαφανίζει την αντιμικροβιακή δράση του β-λακταμικού αντιβιοτικού Οι αναστολείς της β-λακταμάσης: - eg το κλαβουλανικό οξύ, η σουλβακτάμη - περιέχουν β-λακταμικό δακτύλιο - αλλά δεν παρουσιάζουν σημαντική αντιβακτηριακή δράση. - Συνδέονται με τις β-λακταμάσες και τις αδρανοποιούν ---> προστατεύοντας έτσι τα αντιβιοτικά που φυσιολογικά αποτελούν υποστρώματα για τα ένζυμα αυτά - Συνδυάζονται με αντιβιοτικά ευαίσθητα στις β-λακταμάσες - Δεν αναστέλλονται όμως όλες οι β-λακταμάσες

Question 28

Describe how Αντιψευδομοναδικες πενικιλλίνες work

Answer 28

- Δρουν εναντίον της Pseudomonas aeruginosa - Διασπώνται από τις β-λακταμάσες ---> συνδυασμός με κλαβουλανικό οξύ διευρύνει το αντιμικροβιακό φάσμα

Question 29

Describe how Πενικιλλίνες και αμινογλυκοσίδες work

Answer 29

Όλα τα β-λακταμικά αντιβιοτικά παρουσιάζουν συνέργεια με τις αμινογλυκοσίδες ---> Οι αμινογλυκοσίδες τροποποιούν τη διαπερατότητα του βακτηριακού κυττάρου ---> Διευκολύνει την είσοδο άλλων αντιβιοτικών (π.χ. πενικιλλινών) που φυσιολογικά δεν θα είχαν πρόσβαση στις θέσεις-στόχους ---> έτσι ενισχύεται η αντιμικροβιακή δράση φαρμάκων που αναστέλλουν τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος

Question 30

Describe the pharmacokinetics of the penicillin category in general (ADME)

Answer 30

Απορρόφηση: - Απορροφώνται ατελώς όταν χορηγούνται από το στόμα - Η αμοξικιλλίνη απορροφάται σχεδόν πλήρως. Κατανομή: - Διέρχονται τον φραγμό του πλακούντα ---> Καμιά δεν έχει εμφανίσει τερατογόνο δράση - Η διείσδυση στα οστά ή το εγκεφαλονωτιαίο υγρό είναι ανεπαρκής - Μόνο αν υπάρχει φλεγμονή φτάνει η πενικιλλίνη στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Απέκκριση: - Κυρίως από τον νεφρό - απεκκρίνονται επίσης στο μητρικό γάλα

Question 31

Describe the method of administration of penicillin in general

Answer 31

Χορήγηση: - IV / IM ---> some of them - p.o. ---> αμοξικιλλίνη, ο συνδυασμός αμοξικιλλίνης με κλαβουλανικό οξύ ---> καθορίζεται από τη σταθερότητα του φαρμάκου στο γαστρικό οξύ και από τη λοίμωξη - Αποθηκευτικές μορφές (depot) (IM) ---> Η προκαϊνική πενικιλίνη G (procaine penicillin G) και η βενζαθινική πενικιλλίνη G (benzathine penicillin G) ---> χορηγούνται ενδομυϊκώς και χρησιμεύουν ως αποθηκευτικές μορφές (παρατεταμένης δράσης)

Question 32

Describe the side effects and precautions taken for penicillin

Answer 32

Είναι από τα ασφαλέστερα φάρμακα 1. Υπερευαισθησία: - ανοσολογική αντίδραση - Πιο σημαντική ανεπιθύμητη ενέργεια - Περίπου το 5% των ασθενών εμφανίζει κάποιο είδος αντίδρασης ---> εξάνθημα μέχρι αγγειοοίδημα (έντονο οίδημα χειλέων, γλώσσας) και αναφυλαξία ---> Μεταξύ των β-λακταμικών αντιβιοτικών μπορεί να παρατηρηθούν διασταυρούμενες αλλεργικές αντιδράσεις. 2. Διάρροια: - οφείλεται σε διαταραχή της φυσιολογικής ισορροπίας των εντερικών μικροοργανισμών. 3. Νεφρίτιδα: - Όλες οι πενικιλλίνες, αλλά κυρίως η μεθικιλλίνη - μπορούν να προκαλέσουν οξεία διάμεση νεφρίτιδα - γι' αυτό δεν κυκλοφορεί η μεθικιλλίνη 4. Νευροτοξικότητα: - είναι ερεθιστικές για τον νευρικό ιστό - μπορεί να προκαλέσουν επιληπτικούς σπασμούς αν ενεθούν ενδοραχιαίως

Question 33

Describe Κεφαλοσπορίνες

Answer 33

= β-λακταμικά αντιβιοτικά που συγγενεύουν στενά με τις πενικιλλίνες δομικά και λειτουργικά ---> Παράγονται ημισυνθετικά. ---> Έχουν τον ίδιο μηχανισμό δράσης και επηρεάζονται από τους ίδιους μηχανισμούς αντοχής με τις πενικιλλίνες ---> είναι όμως περισσότερο ανθεκτικά από αυτές στις β-λακταμάσες

Question 34

what are the categories of cephalosporins and explain how they're separated generally

Answer 34

Ταξινομούνται σε πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς ---> κύρια κριτήρια την ευαισθησία των βακτηρίων και την αντοχή στις β-λακταμάσες ---> Είναι αναποτελεσματικές για τους ανθεκτικούς στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA), Listeria monocytogenes, Clostridium difficile και εντερόκοκκους.

Question 35

Describe in more details the generations of cephalosporins

Answer 35

1st gen: - υποκατάστατα της πενικιλλίνης G - που είναι ανθεκτικά στη σταφυλοκοκκική πενικιλλινάση Δεύτερης γενιάς: - Παρουσιάζουν μεγαλύτερη δραστικότητα εναντίον 3 επιπλέον gram-αρνητικών μικροοργανισμών --->Haemophilus influenzae ---> μερικών ειδών Enterobacter aeroaenes ---> Neisseria - η δράση τους εναντίον gram-θετικών μικροοργανισμών είναι ασθενέστερη Τρίτης γενιάς: - Μειονεκτούν σημαντικά σε σχέση με της πρώτης γενιάς όσον αφορά στη δραστικότητά τους εναντίον Gram +ve κόκκων. - Έχουν μεγαλύτερη δραστικότητα εναντίον Gram -ve βακίλλων - κεφτριαξόνη και κεφοταξιμη είναι φάρμακα εκλογής για τη θεραπεία της μηνιγγίτιδας Τέταρτης γενιάς: - Η κεφιπίμη (cefepime) χορηγείται παρεντερικά.

Question 36

how is the bacterial resistance against cephalosporins

Answer 36

Όμοιοι μηχανισμοί με εκείνους για τις πενικιλλίνες

Question 37

describe the pharmacokinetics of cephalosporins

Answer 37

Χορήγηση mainly IV ---> επειδή όταν χορηγούνται από το στόμα, η απορρόφησή τους είναι μικρή Κατανομή: - κατανέμονται πολύ καλά στα υγρά του σώματος - Μόνο οι κεφαλοσπορίνες τρίτης γενιάς δημιουργούν ικανοποιητικά θεραπευτικά επίπεδα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό (ΕΝΥ), ανεξάρτητα από την παρουσία ή όχι φλεγμονής. ---> χρησιμοποιούνται στην μηνιγγίτιδα - Όλες οι κεφαλοσπορίνες διαπερνούν τον πλακούντα

Question 38

What side effects to cephalosporins cause

Answer 38

Αλλεργικές αντιδράσεις ---> όσοι είναι αλλεργικοί στις πενικιλλίνες δεν πρέπει να παίρνουν κεφαλοσπορίνες (5-15% διασταυρούμενη ευαισθησία) ---> Συχνότητα εμφάνισης αλλεργικών αντιδράσεων στις κεφαλοσπορίνες χωρίς ιστορικό αλλεργίας στις πενικιλλίνες είναι 1-2%

Question 39

Name another category of β λακταμικά αντιβιοτικά + describe it

Answer 39

Καρβαπενέμες = Συνθετικά β-λακταμικά αντιβιοτικά που διαφέρουν από τις πενικιλλίνες στη δομή ---> χορηγούνται ενδοφλεβίως Π.χ. ιμιπενέμη (imipenem)

Question 40

Name 2 other drugs that work on the bacterial cell wall

Answer 40

1. Η βανκομυκίνη (vancomycin) - Είναι γλυκοπεπτίδιο - δραστικό εναντίον μικροοργανισμών ανθεκτικών σε μεγάλο αριθμό φαρμάκων ---> όπως οι ανθεκτικοί στη μεθικιλλίνη σταφυλόκοκκοι 2. Η βακιτρακίνη (bacitracin) - αναστέλλει τη σύνθεση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος - only used σε τοπική εφαρμογή ---> επδ είναι νεφροτοξική

Question 41

what's the mechanism of action of vancomycin

Answer 41

- αναστέλλει τη σύνθεση των φωσφολιπιδίων του κυτταρικού τοιχώματος - inhibits τον πολυμερισμό των πεπτιδογλυκανών

Question 42

what's the bacterial range + uses of vancomycin

Answer 42

- Δραστική εναντίον Gram +ve οργανισμών ---> Είναι σωτήρια στην αντιμετώπιση λοιμώξεων από MRSA και από ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Staphylococcus epidermidis (MRSE) + από εντερόκοκκους - Από το στόμα περιορίζεται στη θεραπεία απειλητικών για τη ζωή κολίτιδων - Χρησιμοποιείται σε οδοντιατρικές επεμβάσεις ---> ως προφυλακτική αγωγή σε άτομα με προσθετικές καρδιακές βαλβίδες ---> σε ασθενείς στους οποίους εμφυτεύονται προσθετικές συσκευές

Question 43

describe how the bacterial resistance against vancomycin developed

Answer 43

Οφείλεται σε μεσολαβούμενη από πλασμίδια μεταβολή της διαπερατότητας για το φάρμακο.

Question 44

describe the pharmacokinetics of vancomycin

Answer 44

Χορηγείται με ενδοφλέβια έγχυση ---> Δεν απορροφάται όταν χορηγείται από το στόμα ---> η οδός αυτή χρησιμοποιείται μόνο για τη θεραπεία της κολίτιδας που οφείλεται στο Clostridium difficile ---> Η φλεγμονή επιτρέπει τη διείσδυση στις μήνιγγες

Question 45

list and explain the side effects of vancomycin

Answer 45

Σοβαρές ανεπιθύμητες ενέργειες: - πυρετό - ρίγος ή/και φλεβίτιδα στη θέση έγχυσης - Η ερυθρότητα («σύνδρομο ερυθρού ανθρώπου») + σοκ ---> οφείλονται στην ισταμίνη που απελευθερώνεται κατά την ταχεία έγχυση. - Δοσοεξαρτώμενη ωτοτοξικότητα έχει παρατηρηθεί σε ασθενείς με νεφρική ανεπάρκεια, στους οποίους το φάρμακο συσσωρεύεται ---> Η ωτοτοξικότητα και η νεφροτοξικότητα είναι συχνότερες όταν χορηγείται μαζί με άλλα φάρμακα που επίσης προκαλούν αυτές τις παρενέργειες (π.χ. αμινογλυκοσίδες)