Síntesis y mecanismo de acción

Antibiótico: interfiere en el crecimiento y en la supervivencia de los microorganismos mediante una interacción específica (toxicidad selectiva) con alguno de sus componentes celulares. Debido a esta especificidad tienen un espectro de acción limitado; y pueden ser usados como agentes selectivos.

Germicidas: los desinfectantes y los antisépticos interaccionan de forma inespecífica con los componentes celulares, por lo que no existe una acción selectiva frente a grupos de microorganismos sino que su acción es más general. Los primeros, por su alta toxicidad, no se aplican sobre seres vivos, mientras que los antisépticos, por su menor toxicidad, pueden usarse sobre tejidos vivos. Dependiendo de cómo sean empleados, un mismo agente puede utilizarse como antiséptico o como desinfectante, por lo que se suele usar el término germicida para englobar ambos conceptos.

Los diferentes tipos de microorganismos y sus estadios de desarrollo presentan diferencias en el grados de sensibilidad frente a los antibióticos y germicidas. El uso de antibióticos supone una presión selectiva sobre las poblaciones microbianas, en las cuales el uso continuado de un antibiótico puede llevar a la substitución de las poblaciones de microorganismos sensibles por otras que han desarrollado mecanismos de resistencia. Según su modo de acción los antibióticos pueden ser bacteriostáticos o bactericidas.

Antibiótico bacteriostático: causa el enlentecimiento y/o para el crecimiento microbiano. La eliminación del antibiótico provoca la recuperación de los microorganismos y su crecimiento. Por el contrario si se mantiene su acción se logra la muerte de la población microbiana con el paso del tiempo; sin embargo, este proceso de muerte es lento.

Antibiótico bactericida: produce la muerte del microorganismo afectado rápidamente. Si la muerte celular va acompañada de la lisis de las células , se habla entonces de un antibiótico bacteriolítico.

Se denomina concentración mínima inhibitoria de un antibiótico (CMI) sobre un microorganismo, a la concentración mínima de antibiótico que es capaz de impedir la multiplicación del microorganismo. Desde el punto de vista sanitario para que un antibiótico pueda curar una infección, la concentración en sangre debe de ser mayor que la CMI frente al patógeno causante de la enfermedad infecciosa. Se denomina antibiograma al estudio de la efectividad de diferentes antibióticos sobre el microorganismo concreto que se quiere tratar. El antibiograma es un metido empírico para determinar el procedimiento de tratamiento de una enfermedad infecciosa.

Test de CMI

Antibiograma

La clasificación de los tipos de antibióticos puede hacerse de varias formas: a) Por su espectro de acción. b) Por su diana de acción. c) Por su estructura química.

Producidos por: Actinomicetos

Hongos Otras bacterias

DESCUBRIMIENTO DE LA PENICILINA

PRODUCCIÓN MECANISMO DE ACCIÓN

ACTINOMICETES OTRAS BACTERIAS

1875 El médico irlandés John Tyndall describe el efecto bactericida de diferentes mohos sobre la orina infectada. 1885 Arnaldo Cantani describe el uso de una bacteria contra el bacilo de la tuberculosis. 1885 Victor Comil y Victor Babeş predijeron los beneficios terapéuticos del uso de bacterias. 1889 Jean Antoine Villemin introdujo el término antibiosis, a partir del cual se acuñó el término antibiótico. 1899 Rudolf Emmerich y Oscar Löw introdujeron el uso de la piocianasa (P. pyocyanea) para lisar bacterias patógenas. 1895 Vincenzo Tiberio realiza estudios de producción de antibióticos por mohos. 1896 Bartolomeo Gosio describe un ácido micofenólico obtenido de Penicillium y de otros mohos con capacidad inhibitoria del ántrax. Ernest Duchesne describe la penicilina, si bien su trabajo cayó en el olvido

1904 Paul Ehrlich descubre el efecto del trypan red para tratar la enfermedad del sueño. 1910 De los trabajos de Paul Ehrlich y Sahachiro Hata sobre sales arsénicas se comercializa el Salvarsan, efectivo contra la sífilis. 1922 Alexander Fleming descubre la lisozima. 1929 Fleming describe la acción antibiótica de los fluidos de los cultivos de Penicillium y acuña el término penicilina. 1935 El gigante químico I. G. Farbenindustrie descubre que el

Protonsil red es activo contra estafilococos y estreptococos. Jacques y Therese Trefouel descubren que el protonsil se metaboliza en sulfanilamida.

1939René Dubós inicia los estudios de aislamiento de microorganismos del suelo con capacidad de producir antibióticos, descubre la tirotricina (B. brevis). 1942 La II G.M. acelera los trabajos de producción y purificación de penicilina iniciados por Walter Florey y Ernst Boris. 1944Primer antibiótico activo contra la tuberculosis: estreptomicina. 1944 Descubrimiento del cloranfenicol. 1948 Descubrimiento de la clortetraciclina.

Sin bien los acontecimientos exactos son todavía confusos parece ser que un día en septiembre de 1928, una espora de Penicillum notatum aterrizó accidentalmente en la superficie de una placa de Petri antes de que hubiera sido inoculado con estafilococos. Fleming dejó la placa contaminada en el laboratorio antes de marcharse de vacaciones. Como los primeros días fueron frescos, el hongo creció más rápidamente que las bacterias produciendo penicilina. Cuando el tiempo se volvió más cálido, las bacterias comenzaron a crecer y algunas se lisaron. A la vuelta, Fleming notó que una colonia de Penicillium crecía en el borde y que alrededor de ella había un cerco en el cual los estafilococos habían sido destruidos. Fleming dedujo correctamente que el moho contaminante producía una sustancia que difundía en el agar y era letal para los estafilococos.

¿Qué sucesos se sucedieron para que una espora de Penicillium notatum alcanzara la placa de Petri? Fleming trabajaba en el St. Mary’s Hospital, en el mismo instituto trabajaba John Freeman, un alergólogo que tras asistir a un ciclo de conferencia quiere estudiar el asma de determinados pacientes que eran alérgicos a determinados mohos frecuentes en sus propias casas. Para ello contrata a un joven micólogo irlandés, La Touche. Entre los mohos que aísla y estudia se encuentra Penicillium notatum.

Fleming descubrió que los caldos de los cultivos de Penicillium poseían capacidad antibiótica sobre diferentes tipos de bacterias. Posteriores experimentos convencieron a Fleming que la capacidad antibiótica no tenía utilización práctica dado que la penicilina no duraba el tiempo suficiente dentro del cuerpo una vez inyectada como para destruir los patógenos. Fueron los trabajos de Howard Florey, Ernst Chain, y Norman Heatley los que a partir de los estudios de Fleming, cultivaron, extrajeron y purificaron penicilina con plena capacidad antibiótica, ensayándose con éxito en humanos en 1940.

Howard Florey

Ernst Chain

Norman Heatley

Define los tipos de penicilina

Ácido 6-aminopenicilánico

Anillo β-lactámico

-R Penicilina V

Meticilina

Ácido 6-aminopenicilánico

Ampicilina

Carbenicilina

Tircacilina

Estreptomicina Polimixina B

Novobiocina

Cloranfenicol

CEPAS PRODUCTORAS: Penicillium chrysogenum

Penicilina G

Bactericida Gram+

Bacillus polymyxa

Polimixina B

Bactericida Gram-

Streptomyces venezuelae Cloranfenicol

Bacteriostático Gram+/-

Streptomyces griseus

Estreptomicina

Bactericida Gram-

Streptomyces fradiae

Novobiocina

Bacteriostático Gram+/-

MODO DE ACCIÓN: Penicilina G: inhibe la transpeptidación de los enzimas implicados en la síntesis del peptidoglicano y activa enzimas líticas de la pared celular. Cloranfenicol: Se une al 23S RNAr de la subunidad 50S inhibiendo la peptidil transferasa y con ello la síntesis de proteína. Estreptomicina: se une a la subunidad 30S del ribosoma inhibiendo la síntesis proteica y provocando errores de lectura del mRNA. Polimixina B: se une a la membrana plasmática provocando cambios estructurales y cambios de permeabilidad. Novobiocina: se une a la ADNgirasa, y bloquea la actividad de la adenosina trifosfatasa (ATPasa).

CEPAS DE PRUEBAS: Escherichia coli (2 cepas) Serratia marcescens Staphilococcus aureus Streptococcus bulgaricus

Gram GramGram + Gram +

S. aureus

E. coli 1

S. fradiae

S. griseus E. coli 2

E. coli 2

S. marcescens

S. aureus

P. chrysogenum Penicilina E. coli 1

B. polymyxa

S. venezuelae

C. sake

Novobiocina

Estreptomicina S. cerevisiae

B. polymyxa

Síntesis y mecanismo de acción

S. venezuelae

S. fradiae

S. griseus