Liceo José De San Martín Profesor:José De la Cruz Multiresistencia a antibióticos y efectividad de antibióticos de primera, segunda y tercera generación Liceo José De San Martín Profesor:José De la Cruz

Los orígenes Las bacterias constituyen las formas de vida más tempranas que aparecieron en la Tierra, hace miles de millones de años. Los científicos piensan que ellas ayudaron a formar y cambiar el medio ambiente inicial del planeta, creando eventualmente el oxígeno atmosférico que permitió el desarrollo de otras formas de vida más complejas. Muchos creen que las células más complejas se desarrollaron cuando las bacterias se hicieron residentes de otras células, convirtiéndose en organelos en las células modernas complejas. Un ejemplo de tales organelos son las mitocondrias, las cuales fabrican la energía en nuestras células.

Ubicación de las bacterias En un árbol filogenético universal (establecido por Carl Woese), podemos ver la ubicación de las bacterias.

Estructura de las bacterias Poseen una cápsula, que está formada por una capa gelatinomucosa de tamaño y composición variables que juega un papel importante en las bacterias patógenas. Citoplasma: Presenta un aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano. En algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con información genética, dispersos por el citoplasma: son los plásmidos. La membrana plasmática presenta invaginaciones, que son los mesosomas, donde se encuentran enzimas que intervienen en la síntesis de ATP, y los pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias fotosintéticas. En el citoplasma se encuentran inclusiones de diversa naturaleza química. Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente rígidos, implantados en la membrana mediante un corpúsculo basal. Pueden poseer también fimbrias o Pili muy numerosos y cortos, que pueden servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una célula a otra. Poseen ARN y ribosomas característicos, para la síntesis de proteínas. Pared celular rígida y con moléculas exclusivas de bacterias.

BACTERIAS: Características Reproducen por fisión binaria (duplicación: dar origen a dos células o más). Presentan estructuras especializadas Pili (Intercambio de material genético) Flagelos (Movimiento) Cápsulas (Protección del medio ambiente)

BACTERIAS: Características Autótrofas (prod. su propio alimento) Fotosintéticas o quimiosintéticas Heterotrofas Absorben nutrientes del ambiente Hábitat Suelo, aire, cuerpos de agua Condiciones normales o extremas

Gram positivas y gram negativas En las bacterias, la pared celular es determinante de la forma celular y también ha servido como criterio de clasificación. En 1884, el bacteriólogo francés Christian Gram desarrolló un método para observar bacterias al microscopio óptico empleando una tinción específica. Sin embargo, no todas las bacterias se teñían con este método, lo que determinó que se las clasificara en dos grupos: las bacterias gram positivas, que sí se tiñen, y las gram negativas, que no se tiñen.

Gram positivas y gram negativas

Apariencia Existen cientos de especies de bacterias, pero todas ellas tienen una de las tres formas existentes: Algunas son bastones y se llaman bacilos. Otras tienen forma de esferas pequeñas y se llaman cocos. Otras son helicales o espirales.

Bastones Epulopiscium Escherichia Coli

Cocos Estreptococos

Espirales Espiroqueta Borrelia

ALGUNAS ESPECIES

Transferencia de material genético en bacterias La transferencia de material genético en los organismos procariontes se produce por inserción en una célula receptora de un fragmento de ADN genéticamente diferente, proveniente de una célula donante. En las bacterias existen tres mecanismos de transferencia: transformación, transducción y conjugación.

Transformación Implica la inserción de fragmentos de ADN libre, provenientes de otras bacterias destruidas. La inserción del nuevo fragmento de ADN, provoca un cambio genético en la célula receptora.

Transducción Se caracteriza porque, el fragmento de ADN que se transfiere de una bacteria a otra se realiza mediante la participación de un virus.

La conjugación bacteriana La conjugación bacteriana consiste en la transferencia de ciertos genes, desde una bacteria a otra, a través de un puente proteico llamado Pili. Como resultado de esta conjugación, la bacteria receptora posee genes que antes no tenía.

La conjugación bacteriana conjugación plasmidial. Plasmidio integrado al ADN cromosomal Pili Bacteria receptora

La conjugación bacteriana Conjugación cromosomal Plasmidio Pili ADN cromosomal

Antibióticos A fines de la década de 1920, Alexander Fleming observó que casualmente uno de sus cultivos bacterianos había sido contaminado con un moho llamado Penicillium. Al observar el cultivo, se dio cuenta que las bacterias no crecían cerca del moho.

Antibióticos Fleming se dio cuenta de que el moho producía una sustancia que inhibía el crecimiento bacteriano, a la que llamó penicilina. Nacen los antibióticos

DESCRIPCION Los antibióticos, o agentes antimicrobianos, son sustancias (obtenidas de bacterias u hongos, o bien obtenidas de síntesis química) que se emplean en el tratamiento de infecciones.

Antibióticos Toxicicidad selectiva Acción bactericida No inducir resistencia Permanecer estable en los líquidos corporales y tener un largo período de actividad Ser soluble en humores y tejidos No inducir respuesta alérgica en el huésped Tener un espectro de acción limitada

GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE ANTIBIOTICOS Hongos filamentosos: Penicillium (penicilina) Aspegillus Cephalosporium (cefalosporina) Familia Bacillaceae: Bacillus (bacitracina, gramicidina y polimixina)

GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE ANTIBIOTICOS Actinomicetos: familia Streptomycetaceae: - Streptomyces (tetraciclina, eritromicina, estreptomicina) - Nocardia - Micromonospora

ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE INFECCION La elección de uno u otro antibiótico en el tratamiento de una infección depende: - del microorganismo ( obtenido por cultivo o supuesto por la experiencia) - de la sensibilidad del microorganismo (obtenida por un antibiograma o supuesta por la experiencia).

Discos de papel de filtro con diferentes antibióticos SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO Discos de papel de filtro con diferentes antibióticos Se colocan sobre el agar sembrado Difusión Inhiben bacterias sensibles

SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO

ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE INFECCION La toxicidad, los antecedentes de alergia del paciente y el costo. En infecciones graves puede ser necesario combinar varios antibióticos La gravedad de la enfermedad

MECANISMOS DE ACCIÓN Para que un ATB ejerza su ACCION, es necesario que llegue al FOCO DE INFECCION penetre en la célula bacteriana y alcance intracelularmente la concentración necesaria El ingreso puede ser por difusión o transporte activo y actúa en un sitio determinado de la estructura bacteriana (target o diana) específico para cada antibiótico La vía de administración puede ser oral (cápsulas, sobres),tópica (colirios, gotas, etc.),inyectable (intramuscular o intravenosa). Las infecciones graves suelen requerir la vía intravenosa.

BLANCOS DE ACCIÓN PARA LOS ANTIMICROBIANOS

MECANISMO DE ACCION BACTERICIDA La lisis de la bacteria se produce cuando el ATB altera la envoltura celular. La pared celular bacteriana está compuesta por peptoglicanos. Estos tipos de barrera extracelular confieren forma y rigidez a las células. El ATB escogido para la ruptura celular tiene que considerar el origen del tejido para evaluar su facilidad o dificultad de destrucción interrumpiendo la síntesis de la membrana de la pared. o bien alterando la permeabilidad de la pared.

-lactámicos...Mecanismo de acción ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR… -lactámicos...Mecanismo de acción

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…

-lactámicos...Estructura ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR… -lactámicos...Estructura Penicillium........ Penicilina Cephalosporium... Cefalosporina

NO -lactámicos... Mecanismo de acción ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR… NO -lactámicos... Mecanismo de acción Que inhiben enzimas biosintéticas Fosfomicina: bloquea la formación del ácido N-acetilmurámico. Cicloserina: inhibe la incorporación de D-alanil-D-alanina al PG. Que se combinan con moléculas “carrier” Bacitracina: se une al Bactoprenol, molécula lipídica de membrana que transporta las subunidades de peptidoglicán hacia la cara externa de la membrana. Que se combinan con sustratos de la pared Vancomicina: forma un complejo con los residuos de D-alanina, impide la transferencia de los precursores desde el carrier lipídico.

MECANISMO DE ACCION BACTERIOSTATICO El ATB inhibe o modifica alguna parte del metabolismo normal de la bacteria mediante: - la supresión de la síntesis proteica por inhibición del DNA o el RNA o por interrupción en otros pasos de la síntesis. - La inhibición de la síntesis de otros productos metabolicos.

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Que actúan sobre subunidad 30S... ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Que actúan sobre subunidad 30S... Aminoglicósidos: Estructura Son azúcares complejos unidos por enlaces glicosídicos. Los grupos NH y OH interactúan con proteínas del ribosoma. La estreptomicina fue aislada en 1940 de un Streptomyces.

Que actúan sobre subunidad 30S... ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Que actúan sobre subunidad 30S... Tetraciclinas: Estructura química y Mecanismo de acción Provocan una inhibición de la síntesis protéica en el ribosoma de la bacteria. Actúan inhibiendo la síntesis proteica al unirse a la subunidad 30 S del ribosoma y no permitir la unión del acido ribonucleico de Transferencia (tRNA) a este, ni el transporte de aminoácidos hasta la subunidad 50 S.

Que actúan sobre subunidad 50S... ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Que actúan sobre subunidad 50S... Cloranfenicol: Estructura química y Mecanismo de acción Originalmente producido por un Streptomyces, actualmente se sintetiza químicamente. Se une a la enzima peptidil transferasa en la subunidad 50S… Inhibe la formación del enlace peptídico… Detiene la síntesis de proteínas. Es un agente bacteriostático.

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ARN Rifampicina: se une a la RNA polimerasa bloqueando la síntesis del mRNA. Es capaz de penetrar a las células, por esto, es útil en el tratamiento de la Tuberculosis, en combinación con drogas antituberculosis, como Isoniazida (inhibe la síntesis de lípidos de Mycobacterium tuberculosis)

Quinolonas y Nitroimidazoles ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ADN Quinolonas y Nitroimidazoles Quinolonas, ácido nalidíxico: se unen a la DNA girasa, enzima que mantiene el estado de sobre enrrollamiento del DNA. La unión del antibiótico al complejo DNA-girasa inhibe la replicación del DNA. Mientras que las nuevas fluoroquinolonas son antibióticos de amplio espectro y especialmente utilizados en infecciones urinarias y en infecciones por Escherichia coli y Salmonella. Nitroimidazoles: el grupo Nitro es reducido por una proteína de bacterias anaeróbicas. La droga reducida produce ruptura del DNA. Son activas frente a anaerobios y protozoos.

INTERFERENCIA CON EL METABOLISMO Sulfonamidas y Trimetoprim: interfieren con el metabolismo del ácido fólico, que es un precursor de la síntesis de purinas, pirimidinas y aminoácidos. Se bloquea la síntesis de ácidos nucleicos y pared celular. sulfisoxazol Se usan generalmente combinados, ya que producen un efecto sinérgico, en infecciones respiratorias, urinarias y gastroenteritis por Shigella y Salmonella.

CLASIFICACION

Cefalosporinas Las cefalosporinas se clasifican clásicamente en "generaciones", en base al espectro de actividad para gérmenes grampositivos y gramnegativos.

Gram positivas y gram negativas

PRIMERA GENERACION

SEGUNDA GENERACION

TERCERA GENERACION

TIPOS DE RESISTENCIA Natural o intrínseca. Es una propiedad específica de las bacterias y su aparición es anterior al uso de los antibióticos, como lo demuestra el aislamiento de bacterias resistentes a los antimicrobianos, de una edad estimada de 2000 años encontradas en las profundidades de los glaciares de las regiones árticas de Canadá.

TIPOS DE RESISTENCIA Adquirida. Constituye un problema en la clínica, se detectan pruebas de sensibilidad y se pone de manifiesto en los fracasos terapéuticos en un paciente infectado con cepas de un microorganismo en otros tiempos sensibles. La aparición de la resistencia en unabacteria se produce a través de mutaciones (cambios en la secuencia de bases de cromosoma) y por la trasmisión de material genético extracromosómico procedente de otras bacterias.

TIPOS DE RESISTENCIA de forma vertical de generación en generación. En el primer caso, la resistencia se trasmite de forma vertical de generación en generación. En el segundo, la trasferencia de genes se realiza horizontalmente a través de plásmidos u otro material genético movible como integrones y transposones; esto último no solo permite la trasmisión a otras generaciones, sino también a otras especies bacterianas.

La conjugación bacteriana conjugación plasmidial. Plasmidio integrado al ADN cromosomal Conjugación cromosomal Pili Plasmidio ADN cromosomal Pili Bacteria receptora

TIPOS DE RESISTENCIA De esta forma una bacteria puede adquirir la resistencia a uno o varios antibióticos sin necesidad de haber estado en contacto con estos

MECANISMOS DE RESISTENCIA Las bacterias han desarrollado varios mecanismos para resistir la acción de los antibióticos. El primero de ellos es por la posición de un sistema de expulsión activa del antimicrobiano, una especie de bomba expulsora que utilizan las bacterias para la excreción de productos residuales o tóxicos, con la que puede eliminar además muchos de estos agentes antibacterianos (

MECANISMOS DE RESISTENCIA El segundo, se realiza mediante la disminución de la permeabilidad de la pared bacteriana, con la pérdida o modificación de los canales de entrada La producción de enzimas inactivantes de los antibióticos constituye el tercer mecanismo

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA En la actualidad existen varias estrategias con el fin de minimizar la resistencia de las bacterias a la acción de los antibióticos. A continuación se enumeran las que aparecen en la literatura revisada

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA Uso racional de los antibióticos mediante la educación a los médicos y la población. Incremento en los planes de educación médica de pregrado y posgrado del estudio de las enfermedades infecciosas, el uso de los agentes antimicrobianos y su prescripción basada en la evidencia.

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA Establecimiento de programas de vigilancia para detectar la aparición de cepas resistentes, y mejoramiento de la calidad de los métodos de susceptibilidad para guiar la terapéutica empírica contra los patógenos que producen las enfermedades infecciosas más comunes.

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA Racionalización del empleo de los antibióticos en la medicina veterinaria para la producción de alimento animal

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA Rotación cíclica de antibióticos en las instituciones de salud para reducir la resistencia, se considera un concepto novedoso y atractivo ya que el uso de los antibió-ticos constituye un estímulo para la emergencia de la resistencia

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIA BACTERIANA Cumplimiento estricto de las medidas de prevención y control de la infección intrahospitalaria. Empleo cada vez más de las vacunaciones. En este sentido, en la actualidad se buscan nuevas opciones contra gérmenes de alta virulencia y multirresistencia, productor de procesos infecciosos graves en los seres humanos como el Neumococo.

BIBLIOGRAFÍA Madigan M.T., J.M. Martinko and J. Parker, Brock -Biology of Microorganisms, 10th Edition, Prentice Hall, 2003. Molecular Detection of Antimicrobial Resistance.ad c. Fluit,* Maarten R. Visser, and Franz-Josef Schmitz Clinical Microbiology Reviews, Oct. 2001, Vol. 14, No. 4. p. 836–871. Las bases Farmacológicas de la Terapéutica, Septima edición, Alfred Goodman Gilman, Louis S. Goodman, Theodore W. Rall, Ferid Murad. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE OPTOMETRÍA Biología 4º,para Cuarto Año de Educación Media