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Gyrasehemmer
Ina MeinersUniversität Leipzig
Institut für Pharmazie / IZKF LeipzigTel.: 0341/9715895
E-mail: [email protected]
www.uni-leipzig.de/~pharm/phfn/kolleg.htm
- Trotz Probleme aktuell -
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Antiinfektivum...
... Stoff, der im Körper
Mikroorganismen schädigt oder abtötet und
dessen Wirkung bereits in Konzentrationen
einsetzt, die für den Menschen weitgehend
untoxisch sind.
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Gliederung:
•Einführung
•Wirkmechanismus
•Resistenzmechanismus
•Wirkspektrum
•Indikationen
•Pharmakokinetik und Pharmakodynamik
•Unerwünschte Arzneimittelwirkungen
•Wechselwirkungen mit anderen Mitteln
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X
X NX
R
OO
R
R
R
X NX
R
OO
R
R
R
F
XR
= N oder C = Unterschiedliche Substituenten
12
3
456
78
1. Einleitung – Chinolone verschiedener Generationen
allgemeine Struktur der Chinolone:
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Einteilung der Gyrasehemmer
1. Generation
N N
O
COOH
C2H5
CH3
Nalidixinsäure
N
COOH
O
F
CH3
Flumequin
N N
O
COOH
C2H5
N
NH
Pipemidsäure
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Einteilung der Gyrasehemmer
2. Generation
N N
O
COOH
N
NH
F
Ciprofloxacin
N N
O
COOH
C2H5
N
NH
F
Norfloxacin
N N
O
COOHF
OCH3
NNH
Moxifloxacin
3. Generation
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2. Wirkmechanismus
• Gyrasehemmer: Hemmung der DNA-Gyrase (Topoisomerase II)• Topoisomerase I und Topoisomerase II verantwortlich für räumliche Anordnung DNA-Stränge nach der Zellteilung
Verdrillung der DNA – supercoiling:
Gyrase
Chromosom 1200 µm Bakterienzelle 1 µm x 2 µm
Verdrillungsmechanismus:
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Wirkmechanismus
Fixierung des Gyrase-DNA-Komplexes in dem Schritt, in dem das Enzym kovalent mit der DNA verbunden ist
Reaktionen entlang der DNA kommen zum Erliegen
dauerhafte Induktion der SOS-Antwort
Zelltod
Wirkungstyp
Bakterizid
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3. Resistenzmechanismus
1. Primäre (natürliche) Resistenz2. Sekundäre (erworbene) Resistenz
one-step Resistenz:z.b. Chinolone der 1. Generation
multi-step Resistenz:z.b. Chinolone der 2. Generation
Mechanismen der sekundären Resistenz:
1. Veränderung der Zielstruktur
2. Verringerung der Antibiotikakonzentration am Wirkort
3. Inaktivierung des Antibiotikums
Chinolone
Chinolone
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Lipopolysaccharid
äußere Membran
Peptidoglycan
Zytoplasmamembran
PorinMg2+
Veränderung der Zielstruktur
DNA
Topoisomearse II
DNA
Chinolon ?
Topoisomearse II
Chinolon
Verringerte Akkumulation am Wirkort
Chinolon-resistenz
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4. Wirkspektrum
Gruppe Vertreter Wirkspektrum
0Nalidixinsäure
PipemidsäureEnterobacteriaceae
1 Norfloxacin Gramnegative Stäbchen, Pseudomonas
2
Ciprofloxacin
Ofloxacin
Enoxacin
Fleroxacin
Schwache Aktivität gegen:
Enterobakterien, Staphylokokken
Pneumokokken, Enterokokken
Atypische Erreger:
Mycoplasmen, Chlamydien
3 LevofloxacinVerbesserte Aktivität gegen:
Staphylokokken, Pneumokokken, Enterokokken u. atypische Erreger
4 MoxifloxacinVerbesserte Aktivität gegen grampositive und atypische Erreger und Anaerobier
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5. IndikationGruppe Vertreter Indikation
0Nalidixinsäure
PipemidsäureKeine Anwendung mehr
1 Norfloxacin
-Harnwegsinfektionen
(hohe Urinkonzentration,
geringe Gewebsspiegel)
2
Ciprofloxacin (Ciprobay®)
Ofloxacin (Tarivid®)
Enoxacin
Fleroxacin
- Atem-u. Harnwegsinfektionen
- Haut-, Weichteil-, Gelenkinfektionen
- gastrointestinale Infektionen
- systemische Infektionen
3 Levofloxacin (Tavanic®)
- Hauptindikation: Atemwegsinfektionen
4Moxifloxacin (Avalox®)
Nadifloxacin (Nadixa®-Creme)
- Atemwegsinfektionen
- Haut- und Weichteilinfektionen
- intraabdominale Infektionen (Anaerobier)
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Topische Behandlung der Akne
-Nadixa®-Creme mit Nadifloxacin
- seit 1. Januar 2004 auf dem Markt
- zur topischen Behandlung bei mittelschwerer entzündlicher Form
der Akne vulgaris
-breites antibakterielles Spektrum gegen grampositive und
gramnegative Aerobier
-Anwendung bis höchstens 12 Wochen
- morgens und abends auftragen
- NW möglich
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Verteilung im Körper:
A) Passive DiffusionsprozesseB) pH-Effekte
6. Pharmakokinetik und Pharmakodynamik
Dosierung von Chinolonen:
• ältere Chinolone 400-500 mg ein- zweimal täglich• Moxifloxacin (Avalox ®), Levofloxacin (Tavanic®) in der Regel einmal pro Tag• parenterale Dosierung von Moxifloxacin (Avalox ® 400 mg/250 ml Infusionslösung) und Ofloxacin (Tavarid ® i.v. 200/400 mg) bis zu 3x400 mg pro Tag
ChinolonChinolon
H
C) Transmembranäre Transportsysteme
ChinolonChinolon
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Elimination:
- renal und billiär- Haupteliminationsweg = Niere
1. Störungen der Nierenfunktion
- Dosisanpassung laut Fachinformation!
2. Mukoviscidose – Wundermittel CIPROFLOXACIN?
- als einziges Chinolon bei Kindern, im Alter zwischen 5 und 17, einsetzbar- laut Fachinformation Dosierung von 15-20 mg/kg Körpergewicht
ACHTUNG bei besonderen Patientengruppen!
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7. UAWs – Unerwünschte Arzneimittelwirkungen
... Ein Antibiotikum muss zuverlässig wirksam sein,
es sollte einen schnellen Heilungsprozess vermitteln
und möglichst nebenwirkungsfrei sein. Des weiteren
sollen Rezidive verhindert werden....
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Gyrasehemmer
GastrointestinaleStörungen
Schädigung von Bindegewebsstrukturen
Phototoxizität
ZNS-Störungen
Kardiotoxizitätbzw.
Verlängerungdes QT-Intervalls
Hepatotoxizität
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Gastrointestinale Störungen
- Übelkeit, Erbrechen, Diarrhoe
und andere Reaktionen des GIT
- Diarrhoe im Vergleich zu anderen
Antibiotika eher niedrig
- vermuteter Zusammenhang mit
Wirkung auf ZNS
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ZNS-Reaktionen
Neurotoxisches Potential
der Chinolone:
- leichte Reaktionen wie
Kopfschmerz, Schwindel,
Benommenheit, Müdigkeit,
Schlaflosigkeit
- psychotische Reaktionen wie
Halluzinationen, Depressionen
GABA (gamma-Aminobuttersäure)
Gyrasehemmer
1. Hemmung von GABA
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Chinolone
2. Wirkung auf NMDA-Rezeptor
-NMDA-Receptor wird durch Mg2+-Ionen gehemmt- durch Chelatbildung mit Chinolonen wird die hemmende Wirkung
aufgehoben- Ca2+-Ionen dringen in die Zelle ein
- NMDA-Antagonisten konnten Mg-mangel-induzierte Krämpfe aufheben
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Phototoxizität
Chinolone
Radikalbildung und reaktive Sauerstoffspezies
UV-Strahlung
Zerstörung von Gewebeund Zelltod
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Wirkung auf Bindegewebsstrukturen
- pathologische Veränderungen von Gelenkstrukturen und Sehnen
- Folgen: Gelenkknorpeldefekte, Veränderungen der Epiphysenfuge
mit Wachstumsstörungen, Tendopathien (abakterielle Entzündung
der Sehnenscheiden), Sehnenrupturen
KI: Kinder und Jugendliche- Vorteil: Veränderungen sind reversibel
- Nachteil: Veränderungen können auch noch 2-6 Monate nach der
Chinolonbehandlung auftreten
Chinolon Tenditis Ruptur Gesamt
Pefloxacin 240 47 287
Ofloxacin 60 17 77
Norfloxacin 25 10 35
Ciprofloxacin 15 7 22
Fluorochinolon-verursachte Tendopathien. Insgesamt 421 Fälle auf verschiedeneFluorochinolone in Frankreich
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Verlängerung des QT-Intervalls
normales EKG
-QT-Intervall = Zeitspanne zwischen Beginn der Q-Zacke (Depolarisation) und dem
Ende der T-Zacke (Repolarisation)
-Normalwerte für Frauen: 470 msec, für Männer: 450 msec
- pathologisch: > 500 msec oder um 60 msec (15%) verlängert
- Einfluss von Chinolonen: QT-Intervallverlängerungen
- Risikoeinschätzung: Moxifloxacin (Avalox ®) – mittel
Ciprofloxacin(Ciprobay ®,...), Levofloxacin (Tavaniv ®) - gering
-Kontraindikation: bereits bestehende Antiarrhytmika-Therapie
angeborene QT-Verlängerungen
gestörter Elektrolythaushalt
Grepafloxacin...
... Marktrücknahme des Gyrasehemmers
wegen QT-Verlängerungen auf >500 msec.
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Hepatotoxizität
Wirkstoff Gesamt-berichtzahl
Berichte
über Leber-reaktionen
in %
Ciprofloxacin
(Ciprobay ®)
986 21,9
Levofloxacin
(Tavanic ®)
603 18,2
Moxifloxacin
(Avalox ®)
671 9,2
Norfloxacin(Norfloxacin ®)
100 16
Ofloxacin
(Tarivid ®)
1124 10,9
Trovafloxacin 159 100,6 ! Marktrücknahme im Juni 1999
ACHTUNG:Bei einer Therapie > 1 Woche,sollte eine Kontrolle derLeberenzyme durchgeführt werden
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8. Wechselwirkung mit anderen Medikamenten
... Aus einer Arzneimittelinteraktion können
Wirkungsabschwächung oder –verluste wie
auch Wirkungsverstärkung mit häufigerem
Auftreten unerwünschter Wirkungen resultieren...
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Gyrasehemmer
Theophyllin undDerivate
polyvalenteKationen
CalciumhaltigeNahrungsmittel
Glibenclamid
oraleAntikoagulantien
Coffein
andere
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1. Hemmung des hepatischen Metabolismus
Theophyllin:
Metabolisierungshemmung durch Chinolone
Überdosierung
Herzrasen, Kammerflimmern, cerebrale Anfälle
Wirkstoff
Änderung der Theophyllin-Gesamt-Clearance in %
Ciprofloxacin
(Ciprobay ®)-18 bis –37%
Levofloxacin
(Tavanic ®)+3 bis –17%
Moxifloxacin
(Avalox ®)Keine Änderung
Norfloxacin(Norfloxacin ®)
-3 bis –15%
Ofloxacin
(Tarivid ®)-4 bis –12%
Coffein:
- Wechselwirkungen weniger stark
Warfarin:
- hämorragische Komplikationen möglich
- für Phenprocumonderivate keine Hinweise auf Wechselwirkung
- Interaktion hierzulande eher untergeordnete Rolle, da seltener Einsatz
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2. Interaktion bei der renalen und hepatischenElimination von Chinolonen
Probenecid:
Hemmung der tubulären Rückresorption der Chinolone
Renale Clearance
Cimetidin:
Hemmung des Transportsystems im proximalen Tubulus
Renale Clearance
Hemmung hepatischer Cytochrom P450-Enzyme
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3. Weitere
Diazepam:-Verringerung der Clearance- Mechanismus unbekannt
Phenytoin:-gesteigerte epileptische Anfallsrate- Phenytoinplasmakonzentration sinkt unter zeitgleicher Behandlung mit Chinolonen
Nichtsteroidale Antirheumatika:-Auftreten häufiger epilleptischer Anfälle- vermutlich dr. verstärkte Interaktion der Chinolone mit GABA-Rezeptor
Orale Antidiabetika:-Auftreten von Hypoglycämien- ungeklärter Mechanismus
Präparate mit polyvalenten Kationen:-Mg2+ -, Al3+ - und Ca2+ -haltige Antacida / Fe2+ - haltige Präparate reduzieren enterale Resorption von Chinolonen Bioverfügbarkeit -Wirkmechanismus: Chelatbildung
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Zusammenfassung
Die Ära der Gyrasehemmstoffe begann 1962 mit der Nalidixinsäure, die schlecht resorbierbar war und nur ein engesErregerspektrum erfasste, die Resistenzraten waren hoch.
Heute sind Gyrasehemmer oft Mittel der ersten Wahl. In vielen Fällen sollten sie aber als Mittel der zweiten Wahl eingesetzt werden, da β-Lactamantibiotika oder die Kombination ausTrimethoprim und Sulfamethoxazol ein breiteres Wirkspektrumbei meist günstigerem Nebenwirkungsspektrum zeigen.
Der Durchbruch gelang mit der Einführung des Fluoratoms in Position 6 des Chinolon-Gerüstes. Erster Vertreter war 1978 Norfloxacin mit breitem Wirkspektrum und verbesserter Bioverfügbarkeit.