CHINOLONI: MECCANISMO D'AZIONE E CLASSIFICAZIONE - MEDICINALE - 2026

I chinoloni sono un gruppo di agenti farmaceutici sintetici con proprietà batteriostatiche e battericide ampiamente utilizzati nel trattamento delle infezioni sia in medicina umana che veterinaria. È un farmaco completamente sintetizzato in laboratorio.

Questo lo differenzia dai classici antibiotici come la penicillina, dove l'intera molecola (penicillina) o una buona parte di essa (penicilline semisintetiche) è prodotta da un essere vivente (nel caso della penicillina, un fungo). I chinoloni sono in uso dagli anni '60 e si sono evoluti nel corso dei decenni.

Nell'ambito di questa evoluzione, sono stati introdotti cambiamenti nella sua struttura molecolare, aumentandone l'efficacia, aumentando la sua potenza ed espandendo il suo spettro d'azione.

I chinoloni sono stati suddivisi in diverse "generazioni", ciascuna differenziata dalla precedente da sottili cambiamenti nella sua struttura, ma con grande impatto sulle sue applicazioni cliniche.

Meccanismo di azione

I chinoloni esercitano la loro azione battericida interferendo con la duplicazione del DNA nelle cellule batteriche.

Affinché i batteri siano vitali, è necessaria una duplicazione costante del DNA per consentire la replicazione batterica. Allo stesso modo, è essenziale che i filamenti di DNA si separino quasi costantemente per consentire la trascrizione dell'RNA e, quindi, la sintesi di diversi composti essenziali per la vita del batterio.

A differenza delle cellule eucariotiche degli organismi superiori, dove il DNA si sviluppa meno frequentemente, nelle cellule batteriche è un processo che avviene costantemente; pertanto, interferendo nei meccanismi che regolano il processo, è possibile porre fine alla vitalità cellulare.

Per ottenere ciò, i chinoloni interagiscono con due enzimi fondamentali nella replicazione del DNA: topoisomerasi II e topoisomerasi IV.

Inibizione della topoisomerasi II

Durante il processo di replicazione del DNA, la sua struttura a doppia elica si svolge in segmenti. Ciò provoca la formazione di "supercoil" oltre l'area in cui la molecola è separata.

La normale azione della topoisomerasi II è quella di "tagliare" entrambi i filamenti di DNA nel punto in cui si forma il supercoil positivo, a sua volta introducendo segmenti di DNA con supercoil negativo per alleviare lo stress sulla catena molecolare e aiutarlo a mantenere la sua topologia. normale.

Nel punto in cui vengono introdotti i fili con torsioni negative, agisce la ligasi, che è in grado di unire entrambe le estremità della catena di taglio attraverso un meccanismo dipendente dall'ATP.

È proprio in questa parte del processo che i chinoloni esercitano il loro meccanismo d'azione. Il chinolone si interpone tra il DNA e il dominio della ligasi della topoisomerasi II, stabilendo legami molecolari con entrambe le strutture che letteralmente "bloccano" l'enzima, impedendo al DNA di ricongiungersi.

Frammentazione del filamento di DNA

In questo modo, il filamento di DNA - che deve essere continuo affinché la cellula sia vitale - inizia a frammentarsi, rendendo impossibile la replicazione cellulare, la trascrizione del DNA e la sintesi di composti da parte della cellula, il che alla fine porta alla loro lisi (distruzione).

Il legame con la topoisomerasi II è il principale meccanismo d'azione dei chinoloni contro i batteri gram negativi.

Tuttavia, l'introduzione di modificazioni chimiche nelle generazioni più recenti di questo farmaco hanno consentito lo sviluppo di molecole con attività contro i batteri gram-positivi, sebbene in questi casi il meccanismo d'azione sia basato sull'inibizione della topoisomerasi IV.

Inibizione della topoisomerasi IV

Come la topoisomerasi II, la topoisomerasi IV è in grado di separare e tagliare la doppia elica del DNA, ma in questo caso non vengono introdotti segmenti avvolti negativamente.

La topoisomerasi IV è vitale nei batteri negativi per la duplicazione cellulare, poiché il DNA dei "batteri figli" rimane attaccato a quello dei "batteri madre", essendo la funzione della topoisomerasi IV di separare i due filamenti nel punto esatto per consentire che entrambe le cellule (genitore e figlia) hanno due esattamente le stesse copie di DNA.

D'altra parte, la topoisomerasi IV aiuta anche ad eliminare i supercoil causati dalla separazione dei filamenti di DNA, sebbene senza introdurre filamenti con spire negative.

Interferendo con l'azione di questo enzima, i chinoloni non solo inibiscono la duplicazione batterica, ma portano anche alla morte dei batteri in cui si accumula un lungo filamento di DNA non funzionale, impedendogli di compiere i suoi processi vitali.

Ciò è particolarmente utile contro i batteri gram-positivi; Quindi, è stato fatto un lavoro intenso per sviluppare una molecola in grado di interferire con l'azione di questo enzima, cosa che è stata ottenuta nei chinoloni di terza e quarta generazione.

Classificazione dei chinoloni

I chinoloni si dividono in due grandi gruppi: chinoloni non fluorurati e flurochinoloni.

Il primo gruppo è noto anche come chinoloni di prima generazione e ha una struttura chimica correlata all'acido nalidixico, essendo questa la molecola tipo della classe. Di tutti i chinoloni, questi sono quelli con lo spettro d'azione più ristretto. Al giorno d'oggi, vengono prescritti raramente.

Nel secondo gruppo ci sono tutti i chinoloni che hanno un atomo di fluoro in posizione 6 o 7 dell'anello chinolina. In base al loro sviluppo, sono classificati in chinoloni di seconda, terza e quarta generazione.

I chinoloni di seconda generazione hanno uno spettro più ampio rispetto ai chinoloni di prima generazione, ma sono ancora limitati ai batteri gram negativi.

Da parte loro, i chinoloni di terza e quarta generazione sono stati progettati per avere un effetto anche sui germi gram-positivi, motivo per cui hanno uno spettro più ampio rispetto ai loro predecessori.

Ecco un elenco dei chinoloni che appartengono a ciascuno dei gruppi. In cima alla lista c'è l'antibiotico tipico di ogni classe, cioè il più conosciuto, usato e prescritto. Nel resto delle posizioni vengono nominate le molecole meno conosciute del gruppo.

Chinoloni di prima generazione

- Acido nalidixico.

- Acido ossolinico.

- Acido pipemidico.

- Cinoxacina.

I chinoloni di prima generazione sono attualmente utilizzati solo come antisettici urinari, poiché le loro concentrazioni sieriche non raggiungono livelli battericidi; pertanto svolgono un ruolo importante nella prevenzione delle infezioni urinarie, soprattutto quando su di essa devono essere eseguite procedure strumentali.

Chinoloni di seconda generazione

- Ciprofloxacina (forse il chinolone più utilizzato, soprattutto nel trattamento delle infezioni urinarie).

- Ofloxacina.

Ciprofloxacina e oflaxina sono i due principali rappresentanti dei chinoloni di seconda generazione con effetto battericida, sia a livello delle vie urinarie che in campo sistemico.

Fanno parte di questo gruppo anche la lomefloxacina, la norfloxacina, la pefloxacina e la rufloxacina, sebbene siano usate meno frequentemente poiché la loro azione è limitata principalmente alle vie urinarie.

Oltre all'attività contro i batteri gram-negativi, i chinoloni di seconda generazione hanno anche un effetto contro alcune Enterobacteriaceae, Staphylococci e, in una certa misura, Pseudomonas aeruginosa.

Chinoloni di terza generazione

- Levofloxacina (nota per essere tra i primi chinoloni con effetto contro gli streptococchi e formalmente indicata nelle infezioni respiratorie).

- Balofloxacina.

- Temafloxacina.

- Paxufloxacina.

In questo gruppo di antibiotici, la preferenza è stata data all'attività contro i gram positivi, sacrificando in qualche modo l'attività contro i gram negativi.

Chinoloni di quarta generazione

L'antibiotico tipico di questo gruppo è la moxifloxacina, concepita con lo scopo di combinare in un unico farmaco la classica attività anti-gram negativo dei fluorochinoloni di prima e seconda generazione con l'attività anti-gram positiva della terza generazione.

Insieme alla moxifloxacina, gatifloxacina, clinafloxacina e prulifloxacina sono state sviluppate come parte di questo gruppo; Tutti questi sono antibiotici ad ampio spettro con attività sistemica contro gram negativi, gram positivi (streptococchi, stafilococchi), batteri atipici (clamidia, micoplasma) e persino P. aeruginosa.

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