Hoofdstuk 4: Antibiotica
1 Inleidende begrippen
1.1 Werkingsmechanisme van antibiotica
Specificiteit à 3 mogelijkheden:
1) Metabole proces alleen bij micro-organisme
2) Bacteriële metabolisme vele malen gevoeliger
3) Actief opstapeling in bacteriële cel à hogere concentraties
à Er moet essentieel doelwit zijn dat gevoelig is voor lage concentraties AB met minimum
aan toxiciteit voor de gastheer
1.2 Activiteit en werkingsspectrum van antibiotica
- Bacteriostatische AB: remmen groei à geven immuunsysteem tijd
- Bactericide AB: doden
- MIC: minimaal inhiberende concentratie: concentratie die in vitro groei remmen
- MBC: minimale bactericide concentratie: concentratie die aantal levende kiemen
reduceert tot een duizendste tegenover initiële inoculum
- Therapeutische marge: marge tussen hoeveelheid AB die functioneel is en hoeveelheid
die onaanvaardbare bijwerkingen geeft
- Breekpunt: volgens PK/PD-principes: normale dosis optimaal effect
- Gevoelig: in vitro geremd bij AB-concentraties die lager liggen dan de internationale
limietwaarde
- Intermediair gevoelig: gevoelig voor concentratie die hoger ligt dan limietwaarde, maar
lager dan limietwaarde/breekpunt voor resistentie
- Resistentie: wordt niet geremd bij limietconcentratie
- Synergisme, antagonisme en additief effect
- MIC50: concentratie die ten minste de helft van de stammen van een soort remt
- MIC90: concentratie die ten minste 90% van de stammen van een soort remt
à valt deze ver onder concentratie gevoeligheidsgrens à risico therapiefalen klein
- Biologische of epidemiologische resistentie: wanneer micro-organismen resistent
geworden zijn tegen minder actieve AB uit dezelfde familie, kunnen ze in vitro een
duidelijk mindere gevoeligheid vertonen voor meer actieve analogen, zonder dat
resistentie klinisch bereikbare grenzen overschrijdt à nog geen klinische resistentie
- Kruisresistentie: resistentie tegen bepaald AB en minder gevoelig geworden tegen
tweede ander AB (meestal twee AB met gelijkaardige werking/chemisch nauw verwant)
- Werkingsspectrum: bacteriesoorten die gevoelig kunnen zijn voor normaal bereikbare
concentraties
1.3 Bepaling van de gevoeligheid van bacteriën aan antimicrobiële middelen
Bepaling MIC
16
,1.3.1 Verdunningsmethode
MIC: concentratie AB in verdunningsstappen toevoegen à laagste concentratie AB waarbij
groei geïnhibeerd wordt
MBC: entlus uit niet-gegroeide cultuur en enten op voedingsbodem à concentratie waarbij
geen levensvatbare bacteriën meer aanwezig zijn
1.3.2 Antibiogrambepaling volgens de diffusiemethode
a) Schijfjes AB op plaat à diameter bepalen: grootte inhibitiezone is maat voor
gevoeligheid
b) Epsilometertest (E-test): filtreerpapierstrip met stijgende concentratiegradiënt à bij
concentratie lager dan MIC groeit bacterie tot aan papierstrip, bij concentraties boven
MIC wordt groei geremd
a) b)
1.4 Farmacokinetiek en farmacodynamiek van antibiotica
Farmacokinetiek FK: verplaatsing vreemde stof in ons lichaam
- IV: maximale concentratie in serum (Cmax) meteen bereikt
- AUC: integraal concentratie in de tijd tussen twee toedieningen
o Verschil in AUC tussen IV en IM/PO = biologische beschikbaarheid
o AUC delen door aantal uren tussen twee toedieningen = gemiddelde serumwaarde
over deze tijdspanne à theoretische in vivo activiteit verschillende AB vergelijken
- Intracellulaire concentratie: enkel nuttig voor micro-organismen die deel levenscyclus
intracellulair doorbrengen of tijdelijk in macrofagen kunnen overleven
- Drugmonitoring: meten serumspiegels
o Dalwaarde: laagste concentratie, gemeten net voor volgende toediening
o Piekwaarde: therapeutische activiteit, gemeten na verdeling over weefsels (1 uur na
kort IV-infuus of na IM)
Farmacodynamiek FD: relatie serumconcentratie en antibacterieel effect
- Tijdsafhankelijke AB: zo lang mogelijk voldoende hoge concentratie
o Eerder meerdere kleine dosissen (hebben tijd nodig om te werken)
o Tijd boven MIC: moet ongeveer 50% van doseringsinterval bedragen
o Bv β-lactams, macroliden
- AUIC: area under the curve boven de MIC
- Concentratieafhankelijke AB: stijging antibacteriële activiteit met stijgende concentraties
o Eenmaal-daagse hoge dosis
o Cmax en AUIC belangrijke parameters
o Bv fluoroquinolonen, aminoglycosiden, azalides, ketolides
17
, PK/PD: beschrijft hoe AB toegediend moet worden om maximaal antibacterieel effect te
krijgen
1.5 Bacteriële resistentie tegen antibiotica
1.5.1 Resistentiemechanismen
3 mechanismen:
1) Verminderde opname of verhoogde efflux
- Gram- hebben minder doorlaatbaar buitenste membraan (lipopolysachariden)
- Verdwijnen of deels afsluiten porines
- Plasmiden coderen voor membraanproteïnes: minder efficiënte opname of snellere
excretie
2) Enzymatische inactivatie
- Hydrolyse
- Vorming niet-actieve derivaten bv fosforylatie
3) Verandering in doelwit
- Puntmutatie: vorming gewijzigde bindingsproteïnen, concentratieverhoging
doelwitmolecule, duplicatie functie (proteïne met zelfde functie maar andere
structuur)
1.5.2 Natuurlijke versus verworven resistentie
Natuurlijke resistentie:
- Basismolecules huidige AB uit natuur: expansie andere micro-organismen beperken om
zelf meer ruimte/voedsel te hebben à concurrerende species ontwikkelen
resistentiemechanismen
- Pathogenen en commensalen specifiek bij mens of andere dieren vaak nog zeer gevoelig,
want zijn nooit in contact gekomen met AB-producerende micro-organismen
- Mechanismen:
o Geen of onvoldoende penetratie
o Ontbreken doelwit
o Geen of onvoldoende affiniteit
o Neutraliserende enzymen
o Combinatie bovenstaande
Verworven resistentie:
- Mutatie en selectie: spontane mutatie à minder gevoelige mutant gaat beter groeien in
aanwezigheid AB
- Opname nieuw DNA:
o Conjugatie: vooral Gram-, via pili overdracht plasmide (vaak resistentie tegen
meerdere AB = co-resistentie)
o Transductie: resistentiegenen overgebracht via bacteriofaag
o Transformatie: genen via homologe recombinatie geïntroduceerd
o Transposon: genen op transposons die zich verplaatsen van chromosoom naar
plasmiden en omgekeerd
- Intergenerische verspreiding van resistentie tussen Gram+ onderling, Gram- onderling en
van Gram+ naar Gram-
18
1 Inleidende begrippen
1.1 Werkingsmechanisme van antibiotica
Specificiteit à 3 mogelijkheden:
1) Metabole proces alleen bij micro-organisme
2) Bacteriële metabolisme vele malen gevoeliger
3) Actief opstapeling in bacteriële cel à hogere concentraties
à Er moet essentieel doelwit zijn dat gevoelig is voor lage concentraties AB met minimum
aan toxiciteit voor de gastheer
1.2 Activiteit en werkingsspectrum van antibiotica
- Bacteriostatische AB: remmen groei à geven immuunsysteem tijd
- Bactericide AB: doden
- MIC: minimaal inhiberende concentratie: concentratie die in vitro groei remmen
- MBC: minimale bactericide concentratie: concentratie die aantal levende kiemen
reduceert tot een duizendste tegenover initiële inoculum
- Therapeutische marge: marge tussen hoeveelheid AB die functioneel is en hoeveelheid
die onaanvaardbare bijwerkingen geeft
- Breekpunt: volgens PK/PD-principes: normale dosis optimaal effect
- Gevoelig: in vitro geremd bij AB-concentraties die lager liggen dan de internationale
limietwaarde
- Intermediair gevoelig: gevoelig voor concentratie die hoger ligt dan limietwaarde, maar
lager dan limietwaarde/breekpunt voor resistentie
- Resistentie: wordt niet geremd bij limietconcentratie
- Synergisme, antagonisme en additief effect
- MIC50: concentratie die ten minste de helft van de stammen van een soort remt
- MIC90: concentratie die ten minste 90% van de stammen van een soort remt
à valt deze ver onder concentratie gevoeligheidsgrens à risico therapiefalen klein
- Biologische of epidemiologische resistentie: wanneer micro-organismen resistent
geworden zijn tegen minder actieve AB uit dezelfde familie, kunnen ze in vitro een
duidelijk mindere gevoeligheid vertonen voor meer actieve analogen, zonder dat
resistentie klinisch bereikbare grenzen overschrijdt à nog geen klinische resistentie
- Kruisresistentie: resistentie tegen bepaald AB en minder gevoelig geworden tegen
tweede ander AB (meestal twee AB met gelijkaardige werking/chemisch nauw verwant)
- Werkingsspectrum: bacteriesoorten die gevoelig kunnen zijn voor normaal bereikbare
concentraties
1.3 Bepaling van de gevoeligheid van bacteriën aan antimicrobiële middelen
Bepaling MIC
16
,1.3.1 Verdunningsmethode
MIC: concentratie AB in verdunningsstappen toevoegen à laagste concentratie AB waarbij
groei geïnhibeerd wordt
MBC: entlus uit niet-gegroeide cultuur en enten op voedingsbodem à concentratie waarbij
geen levensvatbare bacteriën meer aanwezig zijn
1.3.2 Antibiogrambepaling volgens de diffusiemethode
a) Schijfjes AB op plaat à diameter bepalen: grootte inhibitiezone is maat voor
gevoeligheid
b) Epsilometertest (E-test): filtreerpapierstrip met stijgende concentratiegradiënt à bij
concentratie lager dan MIC groeit bacterie tot aan papierstrip, bij concentraties boven
MIC wordt groei geremd
a) b)
1.4 Farmacokinetiek en farmacodynamiek van antibiotica
Farmacokinetiek FK: verplaatsing vreemde stof in ons lichaam
- IV: maximale concentratie in serum (Cmax) meteen bereikt
- AUC: integraal concentratie in de tijd tussen twee toedieningen
o Verschil in AUC tussen IV en IM/PO = biologische beschikbaarheid
o AUC delen door aantal uren tussen twee toedieningen = gemiddelde serumwaarde
over deze tijdspanne à theoretische in vivo activiteit verschillende AB vergelijken
- Intracellulaire concentratie: enkel nuttig voor micro-organismen die deel levenscyclus
intracellulair doorbrengen of tijdelijk in macrofagen kunnen overleven
- Drugmonitoring: meten serumspiegels
o Dalwaarde: laagste concentratie, gemeten net voor volgende toediening
o Piekwaarde: therapeutische activiteit, gemeten na verdeling over weefsels (1 uur na
kort IV-infuus of na IM)
Farmacodynamiek FD: relatie serumconcentratie en antibacterieel effect
- Tijdsafhankelijke AB: zo lang mogelijk voldoende hoge concentratie
o Eerder meerdere kleine dosissen (hebben tijd nodig om te werken)
o Tijd boven MIC: moet ongeveer 50% van doseringsinterval bedragen
o Bv β-lactams, macroliden
- AUIC: area under the curve boven de MIC
- Concentratieafhankelijke AB: stijging antibacteriële activiteit met stijgende concentraties
o Eenmaal-daagse hoge dosis
o Cmax en AUIC belangrijke parameters
o Bv fluoroquinolonen, aminoglycosiden, azalides, ketolides
17
, PK/PD: beschrijft hoe AB toegediend moet worden om maximaal antibacterieel effect te
krijgen
1.5 Bacteriële resistentie tegen antibiotica
1.5.1 Resistentiemechanismen
3 mechanismen:
1) Verminderde opname of verhoogde efflux
- Gram- hebben minder doorlaatbaar buitenste membraan (lipopolysachariden)
- Verdwijnen of deels afsluiten porines
- Plasmiden coderen voor membraanproteïnes: minder efficiënte opname of snellere
excretie
2) Enzymatische inactivatie
- Hydrolyse
- Vorming niet-actieve derivaten bv fosforylatie
3) Verandering in doelwit
- Puntmutatie: vorming gewijzigde bindingsproteïnen, concentratieverhoging
doelwitmolecule, duplicatie functie (proteïne met zelfde functie maar andere
structuur)
1.5.2 Natuurlijke versus verworven resistentie
Natuurlijke resistentie:
- Basismolecules huidige AB uit natuur: expansie andere micro-organismen beperken om
zelf meer ruimte/voedsel te hebben à concurrerende species ontwikkelen
resistentiemechanismen
- Pathogenen en commensalen specifiek bij mens of andere dieren vaak nog zeer gevoelig,
want zijn nooit in contact gekomen met AB-producerende micro-organismen
- Mechanismen:
o Geen of onvoldoende penetratie
o Ontbreken doelwit
o Geen of onvoldoende affiniteit
o Neutraliserende enzymen
o Combinatie bovenstaande
Verworven resistentie:
- Mutatie en selectie: spontane mutatie à minder gevoelige mutant gaat beter groeien in
aanwezigheid AB
- Opname nieuw DNA:
o Conjugatie: vooral Gram-, via pili overdracht plasmide (vaak resistentie tegen
meerdere AB = co-resistentie)
o Transductie: resistentiegenen overgebracht via bacteriofaag
o Transformatie: genen via homologe recombinatie geïntroduceerd
o Transposon: genen op transposons die zich verplaatsen van chromosoom naar
plasmiden en omgekeerd
- Intergenerische verspreiding van resistentie tussen Gram+ onderling, Gram- onderling en
van Gram+ naar Gram-
18
