3. Mecanismos de acción de los antimicrobianos

Mecanismos de Acción de los Antimicrobianos

Introducción a las Enfermedades Infecciosas y Antibióticos

• Las enfermedades infecciosas han causado un alto número de muertes históricamente, siendo las bacterianas especialmente significativas.

• El descubrimiento de antibióticos ha permitido combatir muchas de estas enfermedades.

Uso y Resistencia a los Antibióticos

• Los antibióticos son utilizados como una herramienta terapéutica, pero su uso inapropiado ha llevado al desarrollo de mecanismos de resistencia en microorganismos.

• Se explicarán los mecanismos de acción antimicrobiana y cómo las bacterias se defienden mediante resistencia.

Mecanismos de Acción de los Antibióticos

Clasificación General

• Los antibióticos actúan sobre diferentes componentes bacterianos, incluyendo la pared celular, síntesis proteica, ácidos nucleicos, antimetabolitos e inhibición de betalactamases.

Inhibición de la Síntesis de la Pared Celular

• La pared celular es crucial para la forma y resistencia bacteriana; algunos antibióticos se unen irreversiblemente a complejos proteicos necesarios para su formación.

• Ejemplos incluyen beta-lactámicos como penicilinas y cefalosporinas que afectan esta estructura esencial.

Daño a la Membrana Plasmática

• La membrana plasmática está compuesta por lípidos; si se daña, puede llevar a la muerte celular debido a la pérdida de integridad funcional.

• Fármacos como las polimixinas son efectivos en este mecanismo debido a su capacidad para alterar membranas celulares específicas.

Inhibición de la Síntesis Proteica

• Las proteínas son vitales para funciones estructurales y metabólicas; los ribosomas (50S y 30S) son el objetivo principal para ciertos antibióticos que interfieren con su función.

• Ejemplos incluyen tetraciclinas (30S) y cloranfenicol (50S), que alteran o impiden la síntesis proteica efectiva.

Modificación del ADN y ARN

• Los antimicrobianos pueden interferir con la replicación del ADN o transcripción; quinolonas inhiben ADN girasa mientras que rifampicina afecta ARN polimerasa.

• Rifampicina se une a subunidades específicas impidiendo el inicio correcto del proceso transcripcional.

Efecto Antibacteriano Selectivo

Inhibición del Ácido Fólico

• Algunos antibióticos como sulfonamidas inhiben la formación del ácido fólico al competir con enzimas clave en su síntesis, mostrando un efecto selectivo contra ciertas bacterias sensibles.

Betalactamazas: Un Desafío Terapéutico

Nuevas Estrategias Contra Resistencia

• Con el surgimiento de betalactamazas que degradan antibióticos beta-lactámicos, se han desarrollado inhibidores específicos como ácido clavulánico para proteger estos medicamentos esenciales en terapia antibacteriana.

Conclusión sobre Mecanismos de Resistencia

Clasificación General

Mecanismos de Resistencia a Antibióticos

Mecanismos Intrínsecos y Adquiridos

• Los mecanismos intrínsecos son codificados por el cromosoma bacteriano y resultan de mutaciones que benefician la supervivencia de la bacteria. Ejemplos incluyen bombas de flujo, enzimas inactivadoras y barreras de permeabilidad como las porinas.

• Los mecanismos adquiridos se obtienen generalmente por transferencia horizontal, donde los genes de resistencia se transfieren entre bacterias resistentes y no resistentes, ya sea dentro de la misma especie o entre diferentes especies.

Mecanismos Enzimáticos

• Las bombas de flujo específicas para ciertos antibióticos son codificadas por plásmidos. También existen enzimas que modifican o inactivan antibióticos, como las betalactamazas que confieren resistencia a cefalosporinas y carbapenémicos.

• Ejemplos específicos incluyen betalactamazas como cefalosporinasas y carbapenemasas, que afectan la eficacia contra infecciones causadas por Klebsiella aerogenes y Enterobacter cloacae.

Mecanismos No Enzimáticos

• La sobreexpresión de bombas de flujo permite expulsar antibióticos del interior celular, mientras que una disminución en la producción de porinas impide el ingreso efectivo del antibiótico a la célula bacteriana.

• Mutaciones en proteínas blanco o vías metabólicas pueden anular completamente la efectividad del antibiótico, permitiendo así la supervivencia microbiana; un ejemplo es el gen MEK-A relacionado con resistencia a penicilina.

Transferencia Horizontal y Vertical

• La resistencia a los antibióticos puede transmitirse horizontalmente (entre bacterias) o verticalmente (a futuras generaciones). El material genético se transfiere mediante transformación, transducción y conjugación.

Transformación

• Este mecanismo implica que las bacterias adquieren material genético del entorno externo; un ejemplo es la recombinación genética entre Streptococcus mitis y Streptococcus pneumoniae para conferir resistencia a penicilina.

Transducción

• Un virus (bacteriófago) puede transmitir material genético resistente durante su ciclo infeccioso; un caso notable es el gen MEK-A en Staphylococcus aureus conferido por este fenómeno.

Conjugación

• A través de pili sexuales, las bacterias pueden transferir información fácilmente; los plásmidos son responsables clave en esta transmisión, facilitando diseminación global de genes como metalo-beta-lactamasa Nueva Delhi.

Conclusiones sobre Resistencia Antimicrobiana