NITROFURANOS: CARACTERÍSTICAS, MECANISMO DE AÇÃO E CLASSIFICAÇÃO - QUÍMICA - 2025

Os nitrofuranos são compostos químicos antimicrobianos sintéticos de amplo espectro. Geralmente são usados ​​para controlar infecções bacterianas em animais criados para fins comerciais.

Atualmente existe um controle rigoroso de seu uso, uma vez que está demonstrado que são potencialmente carcinogênicos e mutagênicos para o DNA de células humanas.

Diagrama gráfico do esqueleto químico do nitrofural, um composto antibacteriano (Fonte: Vaccinationist via Wikimedia Commons)

Inclusive seu uso como tratamento preventivo e terapêutico em animais criados para produção de alimentos e consumo de carne. A União Europeia controla e inspeciona a presença de antibióticos à base de nitrofurano na carne, peixe, camarão, leite e ovos.

Os primeiros relatos sobre a ação antibacteriana dos nitrofuranos e seus derivados datam da década de 1940. Foi em 1944 quando, devido à sua ação antimicrobiana, passaram a ser utilizados intensivamente no preparo de sabonetes, tópicos, desodorantes, antissépticos etc.

Embora haja uma grande quantidade de literatura escrita sobre nitrofuranos e seus derivados, pouco se sabe sobre o mecanismo de ação desses compostos, embora os metabólitos dos nitrofuranos tenham se mostrado mais tóxicos do que os próprios compostos originais..

Características dos nitrofuranos

Estes compostos são caracterizados por um anel heterocíclico consistindo de quatro átomos de carbono e um oxigênio; os substituintes são um grupo azometina (-CH = N-) que está ligado ao carbono 2 e um grupo nitro (NO2) que está ligado ao carbono 5.

Dodd e Stillmanl, em 1944, testando 42 derivados de furano, descobriram que a nitrofurazona (o primeiro nitrofurano) continha o grupo azometina (-CH = N-) como uma cadeia lateral, este composto revelou-se altamente eficaz como um químico antimicrobiano quando aplicado em um tópico.

Além disso, Dodd e Stillmanl alegaram que nenhum dos compostos de nitrofurano foi encontrado na natureza. Hoje continua sendo o caso, todos os nitrofuranos são sintetizados sinteticamente em laboratório.

Os nitrofuranos foram originalmente definidos como compostos quimioterápicos, pois controlavam as infecções bacterianas e aparentemente não "prejudicavam" o paciente que os ingeria.

Entre 1944 e 1960, mais de 450 compostos semelhantes à nitrofurazona foram sintetizados e estudados para determinar suas propriedades antimicrobianas, mas atualmente apenas seis são usados ​​comercialmente, são eles:

- Nitrofurazona

- Nifuroxima

- Cloridrato de guanofuracina

- Nitrofurantoína

- Furazolidona

- Panazona

A maioria desses compostos é pouco solúvel em água e alguns são solúveis apenas em soluções ácidas, por meio da formação de sais. No entanto, são todos facilmente solúveis em polietilenoglicóis e em dimetilformamida.

Mecanismos de ação

A forma como os nitrofuranos agem dentro dos organismos não é bem compreendida atualmente, embora tenha sido sugerido que seu mecanismo de ação tem a ver com a quebra do anel do nitrofurano.

Isso se divide e se separa dentro dos indivíduos medicados. Os grupos nitro ramificados viajam pela corrente sanguínea e ficam incorporados por ligações covalentes nos tecidos e paredes celulares de bactérias, fungos e outros patógenos.

Além disso, como esses compostos são rapidamente metabolizados no corpo após a ingestão, eles formam metabólitos que se ligam às proteínas do tecido e criam instabilidade e fraqueza na estrutura dos tecidos internos do paciente e do patógeno.

Diagrama gráfico do esqueleto químico do nifuratel, um composto antifúngico (Fonte: Vaccinationist Via Wkimedia Commons)

Os compostos e diferentes derivados dos nitrofuranos apresentam eficácia variável em cada espécie de bactéria, protozoário e fungo. No entanto, em baixas concentrações, a maioria dos nitrofuranos atua como compostos bacteriostáticos.

Apesar de serem bacteriostáticos, quando os compostos são aplicados em concentrações ligeiramente superiores tornam-se bactericidas. Alguns são até bactericidas em concentrações inibitórias mínimas.

Os nitrofuranos têm a capacidade de se transferir de forma residual para espécies secundárias, o que foi demonstrado através do seguinte experimento:

A carne de porco foi tratada com nitrofuranos marcados com carbono 14 (C14). Um grupo de ratos foi então alimentado com essa carne e, subsequentemente, verificou-se que cerca de 41% da quantidade total de nitrofuranos rotulados e administrados à carne estavam dentro dos ratos.

Classificação

Os nitrofuranos são normalmente classificados em duas classes: classe A e classe B.

A classe A compreende os nitrofuranos mais simples representados pelo que é conhecido como "fórmula I", onde os grupos R são grupos alquil, acil, hidroxialquil ou carboxil, juntamente com ésteres e certos derivados.

Alguns compostos de classe A ou "fórmula I" são: nitrofuraldeídos e seus diacetatos, metilnitrofuril cetona, nitrosilvan (5-nitro-2-metilfurano), álcool nitrofurfurílico e seus ésteres e outros compostos com estrutura semelhante.

Na classe B estão agrupados os derivados de carbonilas comuns, como semicarbazona, oxima e os análogos mais complexos que foram preparados até agora em laboratórios. Esses compostos são chamados de "fórmula II".

Ambas as classes têm atividade antimicrobiana marcada in vitro, mas alguns membros da classe B têm melhor atividade in vivo do que qualquer um dos compostos pertencentes à classe A.

Metabolitos de nitrofurano

O uso farmacológico dos nitrofuranos foi proibido pela União Européia, pois embora os nitrofuranos e seus derivados sejam rapidamente assimilados pelo metabolismo dos pacientes, eles geram uma série de metabólitos estáveis ​​que se ligam aos tecidos e são potencialmente tóxico.

Esses metabólitos são facilmente liberados devido à solubilidade dos nitrofuranos em pHs ácidos.

Assim, a hidrólise ácida que ocorre no estômago de animais e pacientes tratados com nitrofuranos produz muitos metabólitos reativos capazes de se ligar covalentemente a macromoléculas teciduais, como proteínas, lipídios, entre outros.

Em todos os animais produtores de alimentos, esses metabólitos têm meia-vida muito longa. Quando são consumidos como alimento, esses metabólitos podem ser liberados ou, na falta disso, suas cadeias laterais.

Testes rigorosos estão sendo realizados atualmente em alimentos de origem animal com cromatografia líquida de alta eficiência (nome derivado do inglês High Performance Liquid Chromatography) para detectar pelo menos 5 dos metabólitos de nitrofuranos e seus derivados, são eles:

- 3-amino-2-oxazolidinona

- 3-amino-5-metilmorfolino-2-oxazolidinona

- 1-amino-hidantoína

- Semicarbazida

- hidrazida de ácido 3,5-dinitrosalicílico

Todos esses compostos liberados como metabólitos de reagentes químicos de nitrofurano são potencialmente carcinogênicos e mutagênicos para o DNA. Além disso, esses compostos podem liberar seus próprios metabólitos durante a hidrólise ácida.

Isso implica que cada composto é um metabólito potencialmente tóxico para o indivíduo após a hidrólise ácida no estômago.

Referências

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