Se puede decir que el descubrimiento de la penicilina a principios del siglo pasado fue un acontecimiento revolucionario. Durante la Segunda Guerra Mundial, el primer antibiótico salvó a millones de soldados heridos de sepsis. La penicilina se ha convertido en un fármaco eficaz y al mismo tiempo barato para muchas infecciones graves con fracturas graves, heridas purulentas. Con el tiempo, se sintetizaron otras clases de antibióticos.
Características generales
Hoy ya existe una gran cantidad de medicamentos pertenecientes al vasto mundo de los antibióticos, sustancias de origen natural o semisintético que tienen la capacidad de destruir ciertos grupos de patógenos o impedir su crecimiento o reproducción. Los mecanismos, los espectros de acción de los antibióticos pueden ser diferentes. Con el tiempo, aparecen nuevos tipos y modificaciones de antibióticos. Su diversidad requiere sistematización. En nuestro tiempo, la clasificación de los antibióticos se acepta según el mecanismo y el espectro de acción, así como según la estructura química. Según el mecanismo de acción, se dividen en:
- bacteriostático, inhibidor del crecimiento oreproducción de microorganismos patógenos;
- bactericida, que ayuda a matar las bacterias.
Mecanismos básicos de acción de los antibióticos:
- violación de la pared celular bacteriana;
- supresión de la síntesis de proteínas en una célula microbiana;
- violación de la permeabilidad de la membrana citoplasmática;
- inhibición de la síntesis de ARN.
Betalactámicos - penicilinas
Por estructura química, estos compuestos se clasifican de la siguiente manera.
Antibióticos betalactámicos. El mecanismo de acción de los antibióticos lactámicos está determinado por la capacidad de este grupo funcional para unirse a las enzimas involucradas en la síntesis de peptidoglicano, la base de la membrana externa de las células de los microorganismos. Así, se suprime la formación de su pared celular, lo que ayuda a detener el crecimiento o reproducción de bacterias. Los betalactámicos tienen baja toxicidad y al mismo tiempo buena acción bactericida. Representan el grupo más grande y se dividen en subgrupos que tienen una estructura química similar.
Las penicilinas son un grupo de sustancias aisladas de una determinada colonia de mohos y que actúan como bactericidas. El mecanismo de acción de los antibióticos de la serie de las penicilinas se debe a que, al destruir la pared celular de los microorganismos, los destruyen. Las penicilinas son de origen natural y semisintético y son compuestos de amplio espectro; pueden usarse en el tratamiento de muchas enfermedades causadas por estreptococos y estafilococos. Además,tienen la propiedad de selectividad, actuando solo sobre los microorganismos, sin afectar al macroorganismo. Las penicilinas tienen sus inconvenientes, que incluyen la aparición de resistencia bacteriana a la misma. De los naturales, los más comunes son la bencilpenicilina, la fenoximetilpenicilina, que se utilizan para combatir infecciones meningocócicas y estreptocócicas por su baja toxicidad y bajo costo. Sin embargo, con el uso a largo plazo, puede ocurrir la inmunidad del cuerpo a la droga, lo que conducirá a una disminución de su eficacia. Las penicilinas semisintéticas generalmente se obtienen de las naturales mediante modificación química para darles las propiedades deseadas: amoxicilina, ampicilina. Estos medicamentos son más activos contra las bacterias resistentes a las biopenicilinas.
Otros betalactámicos
Las cefalosporinas se obtienen de hongos del mismo nombre, y su estructura es similar a la estructura de las penicilinas, lo que explica las mismas reacciones negativas. Las cefalosporinas componen cuatro generaciones. Los medicamentos de primera generación se usan con mayor frecuencia en el tratamiento de infecciones leves causadas por estafilococos o estreptococos. Las cefalosporinas de segunda y tercera generación son más activas contra las bacterias gramnegativas, y las sustancias de cuarta generación son los fármacos más potentes utilizados para tratar infecciones graves.
Los carbapenémicos son efectivos contra bacterias grampositivas, gramnegativas y anaerobias. Su ventaja es la ausenciaresistencia de las bacterias al fármaco incluso después de un uso prolongado.
Los monobactámicos también pertenecen a los betalactámicos y tienen un mecanismo de acción similar al de los antibióticos, que consiste en influir en las paredes celulares de las bacterias. Se utilizan para tratar una amplia variedad de infecciones.
Macrólidos
Este es el segundo grupo. Los macrólidos son antibióticos naturales con una estructura cíclica compleja. Son un anillo de lactona de varios miembros con residuos de carbohidratos adjuntos. Las propiedades de la droga dependen de la cantidad de átomos de carbono en el anillo. Hay compuestos de 14, 15 y 16 miembros. El espectro de su acción sobre los microbios es bastante amplio. El mecanismo de acción de los antibióticos en la célula microbiana consiste en su interacción con los ribosomas y, por lo tanto, interrumpiendo la síntesis de proteínas en la célula del microorganismo al suprimir las reacciones de adición de nuevos monómeros a la cadena peptídica. Al acumularse en las células del sistema inmunitario, los macrólidos también llevan a cabo la destrucción intracelular de microbios.
Los macrólidos son los más seguros y menos tóxicos entre los antibióticos conocidos y son efectivos no solo contra las bacterias Gram-positivas sino también contra las Gram-negativas. Al usarlos, no se observan reacciones secundarias indeseables. Estos antibióticos se caracterizan por un efecto bacteriostático, pero a altas concentraciones pueden tener un efecto bactericida sobre los neumococos y algunos otros microorganismos. Según el método de preparación, los macrólidos se dividen en naturales y semisintéticos.
La primera droga deUna clase de macrólidos naturales fue la eritromicina, obtenida a mediados del siglo pasado y utilizada con éxito contra bacterias grampositivas resistentes a las penicilinas. Una nueva generación de drogas en este grupo apareció en los años 70 del siglo XX y todavía se usa activamente.
Los macrólidos también incluyen antibióticos semisintéticos: azolidas y cetólidos. En la molécula de azolida, un átomo de nitrógeno está incluido en el anillo de lactona entre los átomos de carbono noveno y décimo. El representante de las azolidas es la azitromicina con un amplio espectro de acción y actividad en la dirección de bacterias grampositivas y gramnegativas, algunas anaerobias. Es mucho más estable en un ambiente ácido que la eritromicina y puede acumularse en él. La azitromicina se usa para una variedad de enfermedades de las vías respiratorias, el sistema genitourinario, los intestinos, la piel y otras.
Los cetólidos se obtienen añadiendo un grupo ceto al tercer átomo del anillo de lactona. Se distinguen por una menor habituación de las bacterias en comparación con los macrólidos.
Tetraciclinas
Las tetraciclinas pertenecen a la clase de los policétidos. Estos son antibióticos de amplio espectro con efecto bacteriostático. Su primer representante, la clortetraciclina, fue aislado a mediados del siglo pasado de uno de los cultivos de actinomicetos, también llamados hongos radiantes. Unos años más tarde, se obtuvo oxitetraciclina de una colonia del mismo hongo. El tercer representante de este grupo es la tetraciclina, que primero fue creada por modificación química de su derivado clorado, y un año después también aislada de actinomicetos. Otrolos fármacos del grupo de las tetraciclinas son derivados semisintéticos de estos compuestos.
Todas estas sustancias son similares en estructura química y propiedades, en actividad contra muchas formas de bacterias grampositivas y gramnegativas, algunos virus y protozoos. También son resistentes a la habituación de microorganismos. El mecanismo de acción de los antibióticos en una célula bacteriana es suprimir los procesos de biosíntesis de proteínas en ella. Cuando las moléculas del fármaco actúan sobre las bacterias gramnegativas, pasan al interior de la célula por difusión simple. El mecanismo de penetración de partículas antibióticas en bacterias Gram-positivas aún no se ha estudiado lo suficiente, sin embargo, se supone que las moléculas de tetraciclina interactúan con ciertos iones metálicos que se encuentran en las células bacterianas para formar compuestos complejos. En este caso, la cadena se rompe en el proceso de formación de la proteína necesaria para la célula bacteriana. Los experimentos han demostrado que las concentraciones bacteriostáticas de clortetraciclina son suficientes para suprimir la síntesis de proteínas; sin embargo, se requieren altas concentraciones del fármaco para inhibir la síntesis de ácidos nucleicos.
Las tetraciclinas se utilizan en la lucha contra la enfermedad renal, diversas infecciones de la piel, las vías respiratorias y muchas otras enfermedades. Si es necesario, reemplazan a la penicilina, pero en los últimos años ha disminuido notablemente el uso de tetraciclinas, lo que se asocia con la aparición de resistencia microbiana a este grupo de antibióticos. El uso de esteantibiótico como aditivo en la alimentación animal, lo que condujo a una disminución de las propiedades medicinales del fármaco debido a la aparición de resistencias al mismo. Para superarlo, se prescriben combinaciones con diferentes medicamentos que tienen un mecanismo de acción antimicrobiano diferente al de los antibióticos. Por ejemplo, el efecto terapéutico se ve reforzado por el uso simultáneo de tetraciclina y estreptomicina.
Aminoglucósidos
Los aminoglucósidos son antibióticos naturales y semisintéticos con un espectro de acción extremadamente amplio, que contienen residuos de aminosacáridos en la molécula. El primer aminoglucósido fue la estreptomicina, aislada de una colonia de hongos radiantes ya a mediados del siglo pasado y utilizada activamente en el tratamiento de muchas infecciones. Siendo bactericidas, los antibióticos del grupo mencionado son efectivos incluso con inmunidad severamente reducida. El mecanismo de acción de los antibióticos en una célula microbiana es la formación de fuertes enlaces covalentes con las proteínas de los ribosomas del microorganismo y la destrucción de las reacciones de síntesis de proteínas en la célula bacteriana. El mecanismo del efecto bactericida de los aminoglucósidos no se ha estudiado por completo, en contraste con el efecto bacteriostático de las tetraciclinas y los macrólidos, que también interrumpen la síntesis de proteínas en las células bacterianas. Sin embargo, se sabe que los aminoglucósidos son activos solo en condiciones aeróbicas, por lo que no son muy efectivos en tejidos con poca irrigación sanguínea.
Después de la aparición de los primeros antibióticos, la penicilina y la estreptomicina, comenzaron a ser tan ampliamente utilizados en el tratamiento de cualquier enfermedad que muy pronto surgió el problema de que los microorganismos se acostumbraran a estos medicamentos. Actualmentela estreptomicina se usa principalmente en combinación con otros medicamentos de nueva generación para tratar la tuberculosis o infecciones raras como la peste. En otros casos se prescribe kanamicina, que también es un antibiótico aminoglucósido de primera generación. Sin embargo, debido a la alta toxicidad de la kanamicina, ahora se prefiere la gentamicina, un fármaco de segunda generación, y el fármaco aminoglucósido de tercera generación es la amikacina, que rara vez se utiliza para evitar que los microorganismos se vuelvan adictos a ella.
Levomicetina
La levomicetina, o cloranfenicol, es un antibiótico natural con el más amplio espectro de actividad, activo contra un número significativo de microorganismos grampositivos y gramnegativos, muchos virus grandes. Según la estructura química, este derivado de las nitrofenilalquilaminas se obtuvo por primera vez a partir de un cultivo de actinomicetos a mediados del siglo XX, y dos años más tarde también se sintetizó químicamente.
La levomicetina tiene un efecto bacteriostático sobre los microorganismos. El mecanismo de acción de los antibióticos sobre una célula bacteriana consiste en suprimir la actividad de los catalizadores para la formación de enlaces peptídicos en los ribosomas durante la síntesis de proteínas. La resistencia bacteriana a la levomicetina se desarrolla muy lentamente. El medicamento se usa para la fiebre tifoidea o la disentería.
Glicopéptidos y lipopéptidos
Los glicopéptidos son compuestos peptídicos cíclicos que son antibióticos naturales o semisintéticos con un estrechoespectro de acción sobre ciertas cepas de microorganismos. Tienen un efecto bactericida sobre las bacterias grampositivas, pudiendo también sustituir a la penicilina en caso de resistencia a la misma. El mecanismo de acción de los antibióticos sobre los microorganismos puede explicarse por la formación de enlaces con los aminoácidos del peptidoglicano de la pared celular y, por tanto, la supresión de su síntesis.
El primer glicopéptido, la vancomicina, se obtuvo a partir de actinomicetos extraídos del suelo de la India. Es un antibiótico natural que actúa activamente sobre los microorganismos incluso durante la época de reproducción. Inicialmente, la vancomicina se utilizó como sustituto de la penicilina en casos de alergia a esta en el tratamiento de infecciones. Sin embargo, el aumento de la resistencia a los medicamentos se ha convertido en un problema grave. En la década de 1980 se obtuvo la teicoplanina, un antibiótico del grupo de los glicopéptidos. Se prescribe para las mismas infecciones, y en combinación con gentamicina da buenos resultados.
A finales del siglo XX, apareció un nuevo grupo de antibióticos: lipopéptidos aislados de estreptomicetos. Según su estructura química, son lipopéptidos cíclicos. Se trata de antibióticos de espectro reducido con efecto bactericida frente a bacterias grampositivas, así como frente a estafilococos resistentes a betalactámicos y glicopéptidos.
El mecanismo de acción de los antibióticos es significativamente diferente de los ya conocidos: en presencia de iones de calcio, el lipopéptido forma fuertes enlaces con la membrana celular bacteriana, lo que conduce a su despolarización y a la interrupción de la síntesis de proteínas, como resultado de los cuales la célula dañina muere. Primeroun miembro de la clase de lipopéptidos es la daptomicina.
daptomicina
Polienos
El siguiente grupo son los antibióticos poliénicos. Hoy en día hay una gran oleada de enfermedades fúngicas que son difíciles de tratar. Para combatirlos, se pretenden sustancias antifúngicas: antibióticos de polieno naturales o semisintéticos. El primer fármaco antifúngico a mediados del siglo pasado fue la nistatina, que se aisló de un cultivo de estreptomicetos. Durante este período, muchos antibióticos poliénicos obtenidos de varios cultivos fúngicos (griseofulvina, levorina y otros) se incluyeron en la práctica médica. Ahora ya se han utilizado polienos de cuarta generación. Obtuvieron su nombre común debido a la presencia de varios dobles enlaces en las moléculas.
El mecanismo de acción de los antibióticos poliénicos se debe a la formación de enlaces químicos con los esteroles de las membranas celulares del hongo. La molécula de polieno se integra así en la membrana celular y forma un canal de alambre iónico a través del cual los componentes de la célula pasan al exterior, dando lugar a su eliminación. Los polienos son fungistáticos a dosis bajas y fungicidas a dosis altas. Sin embargo, su actividad no se extiende a bacterias y virus.
Las polimixinas son antibióticos naturales producidos por bacterias formadoras de esporas del suelo. En terapia, encontraron aplicación en los años 40 del siglo pasado. Estos fármacos se caracterizan por la acción bactericida, que se produce por el daño de la membrana citoplasmática de la célula del microorganismo, provocando su muerte. Las polimixinas son eficaces contra las bacterias gramnegativas y rara vez crean hábito. Sin embargo, una toxicidad demasiado alta limita su uso en terapia. Los compuestos de este grupo, el sulfato de polimixina B y el sulfato de polimixina M, rara vez se usan y solo como medicamentos de reserva.
Antibióticos antineoplásicos
Las actinomicinas son producidas por algunos hongos radiantes y tienen un efecto citostático. Las actinomicinas naturales son cromopéptidos en estructura, que difieren en aminoácidos en cadenas peptídicas, que determinan su actividad biológica. Las actinomicinas atraen la atención de los especialistas como antibióticos antitumorales. Su mecanismo de acción se debe a la formación de enlaces suficientemente estables de las cadenas peptídicas del fármaco con la doble hélice del ADN del microorganismo y, como resultado, al bloqueo de la síntesis de ARN.
La dactinomicina, obtenida en la década de los 60 del siglo XX, fue el primer fármaco antitumoral utilizado en terapia oncológica. Sin embargo, debido a la gran cantidad de efectos secundarios, este medicamento rara vez se usa. Ahora se han obtenido fármacos anticancerígenos más activos.
Las antraciclinas son sustancias antitumorales extremadamente potentes aisladas de los estreptomicetos. El mecanismo de acción de los antibióticos está asociado a la formación de complejos triples con cadenas de ADN y la ruptura de estas cadenas. También es posible un segundo mecanismo de acción antimicrobiana, debido a la producción de radicales libres que oxidan las células cancerosas.
De las antraciclinas naturales, se pueden mencionar la daunorrubicina y la doxorrubicina. La clasificación de los antibióticos según el mecanismo de acción sobre las bacterias los clasifica como bactericidas. Sin embargo, su alta toxicidad obligó a buscar nuevos compuestos que se obtuvieran sintéticamente. Muchos de ellos se utilizan con éxito en oncología.
Los antibióticos han entrado en la práctica médica y en la vida humana desde hace mucho tiempo. Gracias a ellos, muchas enfermedades fueron derrotadas, que durante muchos siglos se consideraron incurables. Actualmente, existe tal variedad de estos compuestos que se requiere no solo la clasificación de los antibióticos según el mecanismo y espectro de acción, sino también según otras muchas características.
