INDICE ANTIBIÓTICOS Introducción Definición Historia Penicillium notatum Penicilina Estructura Morfología bacteria Mecanismo de acción Clasificación por estructura Betalactámicos Aminoglucosidos Macrólidos Tetraciclinas Glicopeptidos Polienos Otros antibióticos Pruebas de sensibilidad Interacciones con otros antibióticos.

INTRODUCCIÓN Antibióticos del griego anti “contra” y bios “vida”. Una propiedad común de todos LOS antibióticos es la toxicidad selectiva: específicamente hacia los organismos invasores. Hace miles de años el hombre utilizaba empíricamente tierra y vegetales en el tratamiento de heridas y otras enfermedades. Hoy se sabe que estos son fuente de hongos y bacterias productores de antibióticos.

DEFINICIÓN ANTIBIÓTICOS: Sustancias químicas sintetizadas por microorganismos con acción microbiana. ANGENTES ANTIMICROBIANOS: Sustancias químicas sintetizadas parcial o totalmente en laboratorio, capaces de inhibir el crecimiento y/o destruir microorganismos.

CLASIFICACIÓN DE ANTIMICROBIANOS Desinfectantes: Se aplican solamente a sistemas inanimados eliminando la carga microbiana total. Sanitizates: Se aplican a sistemas inanimados disminuyendo la carga microbiana total. Antisépticos: Se aplican de manera externa en seres vivos (piel y/o mucosas). Reducen y controlan la presencia de microorganismos patógenos. Antimicrobianos de uso sistémico “Antibióticos”: Actúan en el organismo, reduciendo y controlando la presencia de microorganismos que han invadido los tejidos, pueden ser ingeridos (vía oral, “cápsulas, sobres”), absorbidos por la piel (apósitos) y/o inyectados (intramuscular o intravenosa).

CLASIFICACIÓN DE ANTIBIÓTICOS POR SU ESPECTRO DE ACCIÓN Amplio: Actúan sobre un gran número de especies de microorganismos (ejemplo “Tetraciclina”). Intermedio: Actúan sobre un número limitado de microorganismo (ejemplo “Macrolidos). Reducido: Actúan sobre un pequeño número de especies de microorganismos (ejemplo “Polimixina”)

HISTORIA DE LAS PENICILINAS 1928 Descubrimiento. 1938 Se logra desarrollar como agente terapéutico. 1941 Es posible acumular suficiente medicamento para hacer ensayos clínicos en pacientes afectados de sepsis por Streptococcus y Staphylococcus. 1942 Comienza la expansión y desarrollo del antibiótico, alcanzando grandes avances de depuración y usos químicos. 1943 Ya se habían tratado 200 pacientes con el nuevo producto. 1950 Se logra la producción masiva del fármaco en los Estados Unidos. En la misma decada se crea la primera penicilina semisintética. A finales de los 60 con el uso de la carbenicilina se da inicio a las penicilinas con propiedades antipseudomónicas. 1984 Se inicia el uso del ácido clavulánico asociado a las penicilinas, y comienza la era de los inhibidores de betalactamasas.

ALEXANDER FLEMING Descubrió la Penicilina en 1928, cuando por accidente se contaminó un cultivo de Staphylococcus aureus con un hongo y observó un halo transparente de inhibición de crecimiento de este microorganismo alrededor del hongo. Fleming reconoció la importancia de trabajar con el metabólito que produjo el hongo para controlar las infecciones causadas por bacterias. A la sustancia se le dio el nombre de Penicilina, porque el hongo contaminante fue identificado como Penicillium notatum. La Penicilina llegó a ser rápidamente la “droga milagrosa”, la cual salvo millones de vidas.

Penicillium Notatum En 1928 se inicia la era de los antibióticos con el descubrimiento accidental de la penicilina. El primer ensayo clínico con una preparación cruda de penicilina se llevo a cabo en 1941. El paciente era un policía de Oxford que se estaba muriendo por una infección con Staphylococcus. Al administrarle penicilina se observo un mejoramiento espectacular, pero después de cinco días, cuando se acabó la penicilina, la infección regreso y el paciente murió. El fracaso de este ensayo se debió a que no se podía producir penicilina a gran escala.

MACROSCOPICA Y MICROSCOPICA PENICILLIUM OBSERVACIÓN MACROSCOPICA Y MICROSCOPICA Colonia de Penicillium notatum en el centro de la caja, se observa un halo de inhibición de crecimiento del microorganismo Staphylococcus aureus. Vista microscópica del penicillium. Su estructura ha sido comparada con un pincel (penicillus), del cual toma nombre el género.

Estructura Química de las Penicilinas Las penicilinas se derivan de la condensación de los aminoácidos Cisteína y Valina. ácido-6aminopenicilánico, Cisteína Valina Penicilina G, Ampicilina, Carbenicilina, N H O OH Cisteína Valina El núcleo activo es el ácido-6aminopenicilánico, constituido por una estructura beta láctámico-tiazolidínica anilladas, la cual se une a una cadena lateral variable “R”.

CLASIFICACIÓN POR SU MECANISMO DE ACCIÓN

MORFOLOGIA DE UNA BACTERIA

Mecanismo de acción de los distintos antibióticos

Clasificación de los Antibióticos por su Mecanismo de Acción sobre la Estructura Bacteriana

Clasificación de Antibióticos por su Estructura Química BETALACTÁMICOS AMINOGLUCóSIDOS MACRóLIDOS TETRACICLINAS GLICOPéPTIDOS POLIENOS OTROS ANTIBIÓTICOS

Betalactámicos Tiene en su estructura un anillo betalactámico que esta formado por 3 átomos de carbono y 1 átomo de nitrógeno. PENICILINAS: Bencilpenicilina (Penicillium chysogenum) CLAVAMAS: Acido Clavulánico (Streptomyces clavuligerus) CEFALOSPORINAS: 3a generación Cetaxima (Acremonium[Cephalosporium) MONOBACTAMAS: Aztreonam (Chromobacterium violaceum) CARBAENEMAS: Imepenen (Streptomyces cattleya)

CLASIFICACIÓN DE PENICILINAS por su espectro de acción Penicilina G 1. Penicilinas La Penicilina G es mal absorbida por vía oral, es destruida por el pH ácido del estómago. Se distribuye muy bien por todo el organismo, cuando se administra intramuscularmente.

2. Penicilinas penicilinasa-resistentes Son menos potentes que la Penicilina G pero son efectivas contra Staphylococcus aureus productores de penicilinasas. Actualmente muchas de las cepas aisladas son “meticilina resistentes” por lo tanto son resistentes a todas las penicilinas penicilinasas resisten-tes.La Meticilina no se administra por vía oral. Meticilina

3. Aminopenicilinas Amoxicilina Pertenecen a este grupo la Amoxicilina, Ampicilina, Ciclacilina y Bacampicina. Presentan un espectro de actividad más amplio que las penicilinas pero son destruidas por ß-lactamasas. Son bien absorbidos por vía oral. Son utilizados para el tratamiento de infecciones respiratorias altas producidas por Streptococcus( S. Pyogenes, S. Pneumoniae) y cepas de Haemophilus influenzae, infecciones urinarias producidas por algunas enterobacterias (Escherichia coli, Proteus mirabilis). No se utilizan para bacterias resistentes a penicilinas. Amoxicilina

4. Carboxipenicilinas Ticarcilina Se utilizan en el tratamiento de infecciones producidas por enterobacterias y por Pseudomonas aeruginosa que son resistentes a aminopenicilinas. No se absorben por el tracto gastrointestinal cuando se administran por vía oral. No se utilizan para tratar infecciones causadas por Staphylococcus resisten- tes a la penicilina.

5. ACIL UREÍDO PENICILINAS Piperacilina Tienen una actividad similar a la de las Carboxipenicilinas frente a Pseudomonas y son activas contra Klebsiella.

RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS B-LACTÁMICOS Sitio de acción de ß-lactamasas Inactivación de la droga debida a ß-lactamasas que rompen el anillo ß-lactámico. Dificultad en la captación: Se produce en las bacterias Gram negativas cuando los ß-lactámicos no pueden cruzar con facilidad la membrana externa. Alteración del blanco: causada generalmente por mutaciones cromosómicas.

EFECTOS COLATERALES DE LOS B-LACTÁMICOS Los antibióticos ß-lactámicos generalmente son bien tolerados por el organismo y son los que presentan una menor toxicidad directa. Dosis muy altas pueden ser irritantes para el Sistema Nervioso Central. Algunos ß-lactámicos pueden causar diarrea y tendencia a hemorragias. El efecto colateral más grave es la alergia. Esto se debe a que los productos de degradación del antibiótico como el ácido penicilóico, se combinan con proteínas del paciente y sensibilizan al Sistema Inmune.

Acido 7-aminocefalosporánico CEFALOSPORINAS Acido 7-aminocefalosporánico Poseen un anillo ß-lactámico fusionado con un anillo drihidrotiazina de seis átomos en lugar del anillo de tiazolina de cinco átomos característico de las penicilinas. Las cefamicinas son similares a las cefalosporinas pues sólo contienen un grupo metoxi en el carbono libre del anillo ß-lactámico, pues son más resistentes a ß-lactamasas.

CEFOTAXIMA Cefotaxima Cefalosporina de 3a generación Proceden parcial o totalmente del hongo Penicillium, las cefalosporinas son totalmente de síntesis química. Se clasifican en “generaciones”, según el tipo de bacteria que atacan

MONOBACTAMA AZTREONAM Son antibióticos ß-lactámicos monocíclicos, presentan un alto grado de resistencia a las ß-lactamasas, son muy efectivos contra bacilos Gram negativos, pero no contra Gram positivos y anaerobios. El Aztreonam, se administra por vía intramuscular o endovenosa. Se utiliza en personas alérgicas a las penicilinas y para tratar infecciones producidas por bacilos Gram negativos multirresistentes.

CARBAPENEMS Imipenem Están relacionados estructuralmente con los ß-lactámicos. Tienen un amplio espectro de acción. El IMIPENEM fue el primer compuesto de este grupo en sintetizarse (semi-sintético). Se administra por vía endovenosa debido a que no se absorbe en el tracto gastrointestinal. Se utiliza ampliamente en muchos tipos de infecciones como las urinarias, respiratorias bajas, cutáneas, ginecológicas, intrabdominales, óseas y articulares. Puede ocasionar diarrea y alergia, y las personas alérgicas a las penicilinas también pueden presentar alergia al imipenem.

AMINOGLUCÓSIDOS El aminoglucósido más conocido es la “Estreptomicina”. Su estructura consiste en azúcares aminados y un anillo llamado aminociclitol. Este antibiótico es producido por Streptomices griceus. Pertenecen a este grupo: La Neomicina, Gentamicina, Tobramicina, Netilmicina. Se usan sólo en infecciones graves por microorganismos de los llamados “Gram-negativos” Todos los aminoglucósidos son tóxicos sobre riñón y oído.

ESTREPTOMICINA N H NH C NH2 NH2 C NH 1 2 3 4 5 6 OH HO O H3C CHO CH3N CH2OH Grupo guanidino Consiste en azúcares aminados y un anillo llamado aminociclitol. La estreptomicina la produce Streptomyces griseus.

MACRÓLIDOS La “Eritromicina” pertenece a esta categoría, consiste en un anillo lactónico con azúcares aminados. Es producida por Streptomyces erythreus, el cual fue aislado de un suelo de Filipinas. Pertenecen a esta categoría: La Claritromicina, la Azitromicina, etc. Actúan frente a los microorganismos de los llamados “Gram-positivos”, muy útiles en muchas infecciones, sobre todo en alérgicos a la penicilina.

ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA ERITROMICINA

TETRACICLINAS Tienen en su estructura el anillo Naftaleno (4 anillos). Son producidas por el genero Streptomyces. Antibióticos que pertenecen a este grupo son: Tetraciclina, Clortetraciclina, Oxytetraciclina, Doxiciclina, Minociclina, Aureomicina, etc. Tienen un espectro de actividad muy amplio. Producen molestias de estómago, sobreinfecciones, manchas en los dientes, y crecimiento anormal de los huesos de los niños y fetos de mujer gestante. Nunca debe usarse en niños menores de 8 años ni en el primer trimestre de gestación.

GLICOPÉPTIDOS Antibióticos muy activos frente a los microorganismos llamados “Gram-positivos”, y resistentes a penicilinas y cefalosporinas. Se emplea en infecciones hospitalarias graves, sobre todo en alérgicos a penicilina.

VANCOMICINA

POLIENOS Son macrólidos y actúan selectivamente sobre microorganismos que contiene esteroles en la membrana (hongos, levaduras, micoplasmas, etc).se unen a los esteroles provocando que la membrana sea permeable al K + y a moléculas del tamaño de la glucosa a causa de la formación de poros. Entre los más utilizados se encuentra la ANFOTERICINA Y NISTINA. Presenta numerosos efectos adversos, entre los más comunes se encuentran la fiebre, escalofríos, produce daño permanente en los túbulos renales.

Anfotericina B Nistatín (Micostatín)

OTROS ANTIBIÓTICOS La rifampicina, isoniazida, estambutol, pizazinamida, etc. Pertenecen al grupo de fármacos de los tuberculostáticos. Se utilizan para tratar la tuberculosis. La polimixina B, colistina, bacitracina, pertenecen al grupo de los polipéptidos , son tóxicos y su uso se limita a la aplicación tópica. La espectinomicina se emplea solo en el tratamiento de las infecciones gonocócicas (enfermedades de transmisión sexual).

RIFAMPICINA

CLORANFENICOL El Cloranfenicol posee una estructura simple (nitrobenceno). Lo produce el microorganismo Streptomyces venezuelae, sin embargo debido a su simplicidad resulta más barata su síntesis química. Un efecto secundario es la anemia aplástica (la médula ósea deja de producir nuevas células sanguíneas), que puede llegar a ser mortal. Su empleo se limita al uso tópico en colirios y gotas para los oídos (“chemicetina”); en infecciones muy graves cuando los otros antibióticos son menos eficaces o más tóxicos , por ejemplo en fiebre tifoidea y algunas meningitis.

ESTRUCTURA QUÍMICA DEL CLORANFENICOL

LINCOMICINA Y CLINDAMICINA Son activos contra microorganismos llamados “Gram-positivos” y anaerobios. Se emplea en infecciones de hospital, sobre todo en alérgicos a la penicilina. La clindamicina se utiliza tópicamente en algunas infecciones de piel.

LINCOMICINA Y CLINDAMICINA ESTRUCTURA QUÍMICA LINCOMICINA Y CLINDAMICINA

METRONIDAZOL AMEBICIDA Se utiliza contra los microorganismos llamados protozoos (Giardia, Tricomona , E. Histolitica y otros), y contra los llamados aerobios. Se puede usar por vía oral, intravenosa o en óvulos vaginales, dependiendo del tipo de infección.

ESTRUCTURA QUÍMICA METRONIDAZOL

Son derivadas de la quinina QUINOLONAS Son derivadas de la quinina

Existen dos subgrupos de quinolonas Existen dos subgrupos de quinolonas. Las más antiguas (ácido nalidíxico, ácido pipemídico) sólo actúan contra algunos microorganismos “Gram-negativos”, se utilizan como antisépticos urinarios (en infecciones leves de orina). Las más recientes, o fluoroquinolonas, incluyen al: norfloxacino, ciprofloxacino y ofloxacino, y son activos contra otras bacterias. El ácido nalidíxico es una quinolona que inhibe la síntesis de DNA en bacterias Gram negativas.

SULFAMIDAS Son antibióticos sintéticos, bacteriostáticos, de amplio espectro abarca la mayoría de los microorganismos “gram-positivos” y muchos de los “gram-negativos”. Se denominan metabolítos, debido a que interfieren un proceso metabólico esencial en las bacterias. Son análogos estructurales del PABA (ácido para-aminobenzóico), necesario para que las bacterias puedan sintetizar ácido fólico, componente de la coenzima ácido tetrahidro fólico, que participa en la síntesis de purinas y ciertos aminoácidos. Actualmente casi no se usan, a excepción de algunas sulfamidas tópicas (sulfadiacina argéntica, mafenida), y de la combinación trimetoprim-sulfametoxazol (o cotrimoxazol), utilizada en infecciones urinarias y bronquiales.

ESTRUCTURA QUÍMICA DE SULFANILAMIDA

TRIMETOPRIM Antibiótico sintético (pirimidina sintética), no es una sulfamida pero se usa en combinación con ellos. Se usa para tratar infecciones del tracto urinario, respiratorio y gastrointestinal debido a su acción sinergista al inhibir la enzima dihidrofolato reductasa de las bacterias.

PRUEBA DE SENSIBILIDAD A ANTIBIÓTICOS Se incuba el microorganismo en una caja Petri con medio de cultivo solidificado, sobre la superficie del agar se colocan discos de colores impregnados con una cantidad conocida de antibiótico. Después de la incubación se observan halos de inhibición de crecimiento alrededor de los discos. La ausencia de un halo significa que el microorganismo es resistente al Antibiótico. Mientras más grande sea el halo de inhibición el antibiótico es más efectivo.

EFECTO DE DIFERENTES ANTIBIÓTICOS SOBRE EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS PATÓGENOS Del lado derecho se observa un acercamiento de la caja con discos impregnados con diferentes antibióticos. En este caso algunas células mutantes fueron resistentes al antibiótico y han ido aumentado las colonias pequeñas en la zona de inhibición.

INTERACCIONES DE LOS ANTIBIÓTICOS SINERGISMO. Es cuando la acción bacteriana o bacteriostática de dos o más antibióticos es mayor, que la que se obtiene con cada una de las drogas utilizadas individualmente. ADICIÓN. Es cuando el efecto de una combinación de medicamentos es igual al que se produce con cada uno de los medicamentos utilizados individualmente. COMPETENCIA. Se establece cuando se utilizan dos antibióticos y uno de ellos es más eficaz que los dos juntos. Ejemplo: La asociación de la penicilina y el cloranfenicol. ANTAGONISMO. Se produce cuando el efecto de una droga contrarresta el de la otra. EFECTO POSTANTIBIÓTICO. Significa que aún cuando no se erradiquen los gérmenes, estos no proliferaran nuevamente durante varias horas después de exponerlos a una concentración por encima de la concentración mínima inhibitoria.