FARMACOLOGÍA BÁSICA 2008_4

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huésped pueden phụ thuộc vào các cơ chế liên quan đến các hành động chống vi trùng (phản ứng quá mẫn, cho Ví dụ). Hành động vi sinh vật trên đó: Los kháng khuẩn pueden ejercer cơ bản các loại vi sinh vật hoạt động vào chúng: các hoạt động ức chế sự tiến bộ của chúng nó nhân vi sinh vật, các Cuale podría llegar đảo ngược kết thúc của nó trước khi anh ta điều trị kháng khuẩn.

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Farmacología Básica 2008 huésped pueden depender de mecanismos no relacionados con la acción antimicrobiana (reacciones de hipersensibilidad, por ejemplo). Acciones sobre el Microorganismo: Los antimicrobianos pueden ejercer dos tipos básicos de acción sobre los microorganismos: - Actividad inhibitoria del desarrollo o multiplicación de los microorganismos, la cual podría llegar a revertirse ante el cese del tratamiento antimicrobiano. Esta acción recibe denominaciones diferentes según los microbios que estén implicados en cada tipo de infección (acción bacteriostática, por ejemplo). Naturalmente, en este caso, se espera que el sistema inmune del individuo sea capaz de eliminar los microorganismos remanentes. - Destrucción completa del microorganismo implicado, en un efecto terapéutico que se considera como irreversible, y en teoría manera independiente del estado inmunológico del individuo (acción bactericida, fungicida, viricida, etc.). Existen drogas de acción sobre bacterias que de acuerdo a su concentración en el sitio de acción o dependiendo del lugar donde actúen pueden ser bactericidas o bacteriostáticas. La descripción del número y le tipo de agentes contra los que puede actuar un antimicrobiano determinado comprenden lo que se denomina su espectro, que puede ser amplio, limitado o intermedio. Hay diversos microorganismos que colonizan los tejidos humanos en una relación simbiótica, que pueden ser afectados por los antimicrobianos; por esta razón, el uso de agentes de espectro limitado suele ser más conveniente que el de agentes de amplio espectro. USO DE LOS ANTIMICROBIANOS: La utilidad de los antimicrobianos puede implicar su uso preventivo (profiláctico) o curativo, como se muestra a continuación: Uso Profiláctico: - Quirúrgico: La antibioticoterapia profiláctica perioperatoria es la que se usa de manera preventiva alrededor de la intervención quirúrgica y se extiende en general desde 1 hora antes de la operación hasta las primeras 24 horas del postoperatorio, muchas veces por medio de administración única (aunque puede abarcar lapsos más prolongados, este proceder puede llegar a atentar contra la verdadera acción profiláctica). Esta profilaxis se usa para prevenir la infección cuando en un procedimiento quirúrgico potencialmente se pueda causar contaminación por bacterias de los This is trial version 263 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 tejidos que en condiciones normales se encuentran libres de ellas. Su uso es frecuente e incluso hasta obligatorio en intervenciones quirúrgicas altamente contaminadas o con alta probabilidad de contaminación, como las cirugías que interesan el tracto digestivo o las vías urinarias. En los procesos quirúrgicos “limpios” (riesgo de infección < 5 %) no suele usarse esta profilaxis, a menos que se trate de casos en los cuales las consecuencia de una posible infección puedan ser muy severas (cirugía cardiovascular y cirugía ortopédica, por ejemplo). - Clínico: o Prevención Clínica Primaria: Prevención de la infección en áreas o individuos que sean reconocidamente susceptibles (ejemplo: Uso de Penicilina G para prevenir la oftalmía neonatal en neonatos). o La Prevención Clínica Secundaria implica el objetivo de reducir las manifestaciones clínicas de la enfermedad suministrando un antimicrobiano como preventivo, un ejemplo sería la indicación de uso de la Isoniacida por un año a un individuo PPD (+) (“positivo” a la tuberculosis). Uso Curativo: - Tratamiento Presuntivo de una Infección Sospechada: Dependiendo de los datos epidemiológicos y clínicos de las enfermedades infecciosas, es posible la suposición acerca del agente causal de una entidad dada, por lo que puede indicarse el tratamiento farmacológico apropiado, por lo menos hasta que los exámenes paraclínicos y/o la evolución de la enfermedad en el paciente sea tal que descarte la sospecha inicial (naturalmente, si tales exámenes confirman la causalidad sospechada, el tratamiento inicial debe continuarse y si otras causas son descubiertas, el tratamiento debe ser cambiado). - Tratamiento de un Proceso Infeccioso Definido: Cuando se realizan los exámenes clínicos y paraclínicos necesarios, y se determina el diagnóstico de certeza de una enfermedad infecciosa, se procede a la institución del tratamiento adecuado. Aún cuando los criterios clínicos y epidemiológicos pueden arrojar un diagnóstico causal de alta probabilidad, el examen en fresco de los fluidos apropiados y la realización del cultivo y antibiograma microbiano son procedimientos que no deberían ser excluidos nunca (aunque con frecuencia lo son, usualmente en razón de aspectos de tipo económico). CLASIFICACIÓN DE LOS ANTIMICROBIANOS: This is trial version 264 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 Existen múltiples formas de clasificar los antimicrobianos, pero la más común implica la clasificación de los mismos según el tipo de agente microbiano sobre el cual actúan preferentemente; así, se podría hablar de los siguientes cinco tipos fundamentales de agentes: - Prionostáticos o agentes antipriónicos - Antivirales - Antibacterianos - Antimicóticos: Acción contra hongos. - Antiparasitarios: Acción contra protozoarios o acción contra helmintos (también se incluiría teóricamente la acción contra ectoparásitos) Esta clasificación no es excluyente, toda vez que hay fármacos que pueden actuar contra diversos tipos de organismos (generalmente bacterias/hongos/protozoarios). En muchos casos, se “categoriza” a los fármacos antimicrobianos de una manera más específica; por ejemplo, suele hablarse de agentes antiherpéticos (acción contra herpes - virus), de tuberculostáticos (acción contra Mycobacterium tuberculosis) o de antiamibianos (acción contra Entamoeba hystolitica). El antimicrobiano ideal debería poseer las siguientes características: a) Sería de Espectro suficiente contra el o los microorganismos causantes de la infección b) No induciría resistencia c) Sería fácil de administrar d) Tendría una distribución rápida e) Tendría una vida media larga f) Tendría una toxicidad selectiva, generando pocas reacciones adversas This is trial version 265 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 g) Preservaría la flora microbiana normal h) Sería económico La terapia farmacológica está incuestionablemente más desarrollada con respecto a las enfermedades bacterianas, puesto que son los agentes más importantes en cuanto a la patología humana, como se muestra en el apéndice 2 (al menos el 90 % de las infecciones documentadas en hospitalizadas tienen etiología bacteriana). Las infecciones virales en realidad son más frecuentes, pero suelen ser autolimitadas y más benignas que las bacterianas (ver apéndice 3; mecanismos básicos de la patogenia bacteriana). De hecho, después de las enfermedades cardiovasculares, las infecciones ocupan el segundo lugar de muertes a nivel mundial (25 %). Aunque es válida hasta cierto punto para hongos y protozoarios, la clasificación según el blanco celular que se ofrece a continuación está más orientada a la terapia antibacteriana. Antimicrobianos que Actúan en la Pared Celular La pared celular es una estructura que no está presente en los animales, pero sí en otros seres vivos, como por ejemplo las plantas o las bacterias. La composición habitual de la pared celular incluye una serie repetitiva de moléculas de peptidoglicanos, unidos por enlaces covalentes que resultan de la acción de transpeptidasas ubicadas en la capa externa de la membrana citoplasmática. En los microbios, la función de la pared tiene varias funciones, como el mantenimiento de la arquitectura celular y de la presión osmótica del microorganismo (menor a la presión osmótica de las células de los mamíferos). Sin esta estructura, las células bacterianas estallarían al encontrarse en un medio isotónico de sangre o tejidos. Los antibióticos actúan impidiendo la formación de esta estructura celular inhibiendo las enzimas que producen el polímero que forma la misma. Entre estos agentes se tienen a los que actúan inactivando las transpeptidasas (penicilinas, cefalosporinas, monobactams, etc.) y los que inhiben la peptidoglicano sintetasa (glicopéptidos). También existen representantes que tienen como blanco elementos de la pared de ciertos microbios específicos, como la isoniacida, que presenta una acción preferencial sobre la pared celular de las micobacterias, o las candinas, que son lipopéptidos que inhiben la síntesis de la pared fúngica. Antimicrobianos que Actúan en la Membrana Celular: La membrana celular es una estructura presente en células de los microorganismos y los mamíferos. Su estructura está compuesta por lípidos y proteínas, cuya función es ser una barrera selectiva de permeabilidad y lleva a cabo funciones de transporte activo con la finalidad de controlar la This is trial version 266 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 composición interna de la célula. Entre estos agentes se encuentran aquellos que alteran los fosfatos y/o interfieren con su síntesis (antibióticos peptídicos) y los que alteran los ergosteroles y/o interfieren con su síntesis (polienos, imidazoles) Antimicrobianos que Actúan en los Ribosomas Son agentes capaces de alterar la función ribosomal, por lo que interfieren con el proceso de la síntesis proteica microbiana. Entre los agentes de los que se dispone en la actualidad, se cuenta con algunos que pueden interferir la función a nivel de distintas subunidades ribosomales, incluyendo la 30S (Aminoglucósidos, Tetraciclinas), la 50S (Cloranfenicol, Macrólidos, Estreptograminas, Cetólidos, Oxazolidinonas) y la 70S (Oxazolidinonas). Antimicrobianos que Actúan en los Cromosomas Entre los mecanismos posibles están la competición con bases púricas (griseofulvina), la interferencia con la acción de la ADN - Girasa (quinolonas), la inhibición de la síntesis de folatos (Sulfas, diaminiopiridinas), la formación de metabolitos que alteran las cadenas de ADN (metronidazol), la formación de complejos covalentes con bases nitrogenadas (actinomicina), y la inhibición de la ARN Polimerasa ADN - dependiente (rifampicina). Aunque aún no existen agentes en uso clínico, un mecanismo adicional que podría considerarse en este apartado es el de la terapia génica, definida como “la introducción de material genético nuevo en las células del individuo con el propósito de generar un beneficio terapéutico en el paciente”. Desde el punto de vista de la terapia antimicrobiana, se implica la introducción de genes diseñados específicamente para bloquear o inhibir la expresión y/o función de productos genéticos microbianos, de manera que la replicación del patógeno se inhiba parcial o totalmente. FARMACODINÁMICA DE LOS ANTIMICROBIANOS La farmacodinámica en general implica a aquellos aspectos relacionados con sus efectos bioquímicos y fisiológicos de las drogas, así como el de sus mecanismos de acción, no obstante, en el contexto de la terapia antimicrobiana el significado de este término no se corresponde del todo con esta definición. En este contexto, sería lógico implicar como farmacodinámica solamente a los aspectos relacionados con la acción y los mecanismos de la acción antimicrobiana, pero lo cierto es que esta acción suele estudiarse en el contexto de los parámetros farmacocinéticos de cada agente. This is trial version 267 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 La razón de lo anterior estriba en que la acción de los antimicrobianos depende crucialmente de dos aspectos farmacocinéticos, como lo son la concentración y el tiempo (apéndice 4). La influencia de cada uno de estos factores rara vez es uniforme, por lo que prácticamente siempre se puede determinar el predominio neto de uno de ellos. De esta manera, puede considerarse la existencia de dos tipos fundamentales de acción de los antimicrobianos: La actividad concentración - dependiente y la actividad tiempo - dependiente. En el primer caso se encuentran todos aquellos antibióticos que para ejercer su efecto antibacteriano solo requieren alcanzar niveles elevados en el sitio primario de la infección, con una probabilidad de éxito terapéutico tanto mayor cuanto mayor sea la concentración, aún si la misma no se mantiene en el tiempo. De manera general, los antimicrobianos cuya acción está determinada por este modelo deben ser administrados en dosis elevadas, espaciadas por intervalos de tiempo relativamente prolongados (esto implica la presentación de lapsos en los que los niveles plasmáticos de los antimicrobianos son aparentemente “sub - terapéuticos”). Los aminoglucósidos y las quinolonas serían representantes típicos de este modelo de acción. La actividad tiempo - dependiente es propia de un gran número de agentes, como los beta - lactámicos, los macrólidos y agentes relacionados, las tetraciclinas, y los glucopéptidos, entre otros. El aumento de la dosis muy por encima de los niveles mínimos necesarios no se asocia a beneficios adicionales de importancia, por lo que ese tipo de agentes, a diferencia de los que tienen acción concentración - dependiente, deben ser administrados en intervalos de tiempo determinados por su vida media plasmática, buscando que la concentración valle sea siempre superior a la mínima inhibitoria. Para el uso correcto de los agentes con acción dependiente, es entonces fundamental tomar en consideración la farmacocinética de los mismos, lo cual no es tan relevante en el caso de los agentes dependientes de concentración. El éxito terapéutico de estos representantes es directamente proporcional a la fracción de tiempo de tratamiento durante la cual se mantienen niveles por enzima de la concentración mínima inhibitoria. Cuando se usan antimicrobianos cuya acción es dependiente de la concentración, en ciertos períodos de tiempo los niveles plasmáticos de los agentes utilizados no superan los que se requieren in vitro para la inhibición del crecimiento bacteriano. Esto implica que la cinética de crecimiento de microorganismos debe ser tal que la fase logarítmica de crecimiento bacteriano no se reanude antes de la siguiente administración, en otras palabras, la proliferación microbiana debe detenerse por varias horas después de la exposición a una nueva y alta concentración de antimicrobiano, aún si la misma ya hubiera descendido por debajo de los niveles de concentración mínima inhibitoria. La capacidad de un This is trial version 268 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 antimicrobiano de generar una inhibición prolongada del desarrollo de los microorganismos es conocida como Efecto Post - Antibiótico. Con frecuencia, la duración del efecto post - antibiótico es directamente proporcional a la máxima concentración lograda del antimicrobiano. COMBINACIONES DE ANTIBIÓTICOS Hay diversas circunstancias clínicas que ameriten el uso simultáneo de dos o más antimicrobianos: 1. Proporcionar cobertura de amplio espectro en simulaciones clínicas donde aún se desconoce el agente causal (en este caso, la combinación puede ser reemplazada por la monoterapia cuando se compruebe la etiología). 2. Tratamiento de las infecciones causadas simultáneamente por dos o más gérmenes con susceptibilidad antimicrobiana diferente. 3. Prevención de la resistencia antimicrobiana, pues la probabilidad de que una cepa microbiana particular desarrolle resistencia simultánea ante drogas de mecanismo de acción diferente es más reducida (aunque no es imposible que ocurra). 4. Tratar de reducir la toxicidad de uno de los antimicrobianos administrados, en razón de que la combinación permitiría el uso de dosis menores del mismo. 5. Obtener sinergismo antibacteriano, considerando al mismo como el uso de una combinación de fármacos que permite la obtención de una acción antibacteriana que supera a la individual de cada uno de los agentes administrados. El uso de combinaciones de antimicrobianos no debe decidirse a la ligera, particularmente porque hay casos en los que la asociación de unos agentes con agentes genera una interferencia mutua de la actividad (antagonismo), generando una menor eficacia terapéutica. Adicionalmente, debe tomarse en consideración que el uso de combinaciones de antimicrobianos puede implicar a otras desventajas, como toxicidad aditiva, mayor costo del tratamiento y, en algunos casos, selección de cepas resistentes. CRITERIOS PARA LA CORRECTA UTILIZACIÓN DE LOS ANTIMICROBIANOS: El objetivo fundamental del tratamiento antimicrobiano es la eliminación de un patógeno infectante sin causar daño al huésped, siendo este un objetivo para el que se deben tomar en consideración los siguientes aspectos: This is trial version 269 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 1. Diagnóstico de certeza del agente causal específico: Aunque es válido comenzar el tratamiento sobre la base de criterios clínicos y/o epidemiológicos, los mismos no reemplazan los exámenes microbiológicos. Esta identificación no solo es importante para optimizar el tratamiento individual, sino también para el estudio ecológico de los agentes infecciosos. 2. Reconocimiento de factores del huésped que pueden llegar a modificar el curso del proceso infeccioso y por ende la eficacia terapéutica de los agentes que puedan ser utilizados para la farmacoterapia. 3. Determinación de la relación riesgo/beneficio con respecto a la infección del paciente y los potenciales daños que puedan originarse del tratamiento. En este aspecto pueden considerarse también detalles de tipo económico, pues los mismos pueden interferir con el cumplimiento del tratamiento por parte del paciente. 4. Selección del antimicrobiano más adecuado, con base en aspectos tales como el espectro del mismo, su selectividad, el uso previo por el paciente o en su entorno, etc. Hay reportes de que hasta un 50 % de las prescripciones de los antimicrobianos en el ámbito hospitalario puede ser inadecuado. RESISTENCIA BACTERIANA La resistencia de las bacterias a los antibióticos es un problema que se complica cada vez más, pues su frecuencia aumenta paralelamente con la del uso de antimicrobianos. Se entiende por resistencia el mecanismo por el que la bacteria puede disminuir o inactivar la acción de los antimicrobianos. Según la Organización Mundial de la Salud, el desarrollo de resistencia estaría ampliamente relacionado con la pobreza, puesto que la misma se asocia a inadecuado acceso a drogas efectivas, defectos en la regulación de venta y manufactura de antimicrobianos y alta frecuencia de terapias antimicrobianas incompletas. La capacidad de resistencia a antibióticos que presentan los microorganismos, puede ser una característica intrínseca o innata, o bien puede resultar de la presión selectiva que surge en un ambiente alterado por el uso de antimicrobianos, como frecuentemente se observa en situaciones clínicas. Esta resistencia adquirida puede generarse por medio de mutaciones, por la adquisición microbiana de material genético heterólogo, por plásmidos o transposones (adquisición horizontal). La resistencia bacteriana puede ser la responsable del fracaso terapéutico, así como de la aparición de entidades infecciosas cuyo tratamiento sea más difícil que lo habitual. This is trial version 270 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 Aunque hay innumerables mecanismos específicos para que se genere resistencia bacteriana, los mismos se pueden enmarcar en al menos uno (a veces varios) de los siguientes mecanismos generales: a) Inactivación enzimática del antibiótico b) Alteración del blanco celular del antibiótico, bien sea por mutaciones que alteran el sitio de reconocimiento, por la existencia de moléculas alternativas que realicen la función afectada por el antimicrobiano o por sobre - producción de la molécula blanco ( posible insuficiencia de la dosis habitual del antimicrobiano). c) Disminución de la concentración del antimicrobiano en el sitio celular de acción, bien sea por disminución de su entrada o por medio de la facilitación de su salida, por medio de bombas de eflujo. Vale destacar la recientemente comprobada existencia de los sistemas de resistencia múltiple, que comprenden un grupo de transportadores capaces de expulsar activamente una serie de moléculas no relacionadas estructuralmente y que están presentes sobre todo en bacterias Gram - negativas. d) Cambios en la permeabilidad del agente microbiano, haciendo que un antibiótico de acción intracelular llegue con más dificultad a su sitio de acción. e) Cambios en el metabolismo microbiano, que deja de ser sensible al antibiótico. f) Sobreproducción del blanco antimicrobiano g) “Bypass” metabólico (generación de nuevas vías metabólicas que sean insensibles al antimicrobiano) h) Secuestro del antibiótico por unión a una proteína Los siguientes son factores que promueven la resistencia bacteriana: a) Prácticas de mal uso de antibióticos: Puede implicar una indicación clínica incorrecta (por ejemplo, en infecciones virales); el uso de agentes de amplio espectro sin que estén realmente indicados; la Auto - Medicación; el uso de regímenes inadecuados; usos profilácticos erróneos (por ejemplo en cirugías “limpias”); elección empírica inapropiada; tratamiento de la “demanda” del paciente en lugar de la patología que presenta y el uso de antibióticos en altas concentraciones en la comida animal (esto llevaría a la presencia de antibióticos en los alimentos de consumo humano que tengan origen animal). b) Alteración de la flora bacteriana normal This is trial version 271 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 c) Ambientes que favorecen la resistencia a drogas; especialmente aquellos en los que hay hacinamiento: Hospitales, asilos, ancianatos, etc. d) Fracaso al seguir los principios de control de infecciones e) Inmunodepresión La resistencia de la que se ha hablado hasta ahora es la resistencia microbiológica, que no debe confundirse con la resistencia clínica. La resistencia clínica implica el fracaso en la obtención de concentraciones suficientes del antimicrobiano en el fluido o tejido particular en el que se enuentra el microorganismo. En contraposición al término resistencia, se habla de sensibilidad o susceptibilidad de un microorganismo cuando se puede obtener su destrucción o la inhibición de su crecimiento con un antimicrobiano determinado. En Venezuela, existe el llamado Programa Nacional para la Contención de la Resistencia a los Medicamentos Antimicrobianos, que busca reducir dicha resistencia al limitar el uso de los antibióticos, aunque esto no se ha hecho con respecto a todos los agentes. Todavía no se sabe a ciencia cierta que efecto pueden haber tenido hasta ahora las medidas que se han tomado. TERAPIA BACTERIOFÁGICA Los bacteriófagos o fagos son parásitos intracelulares obligados que se multiplican dentro de las bacterias, llegando a ocupar toda su maquinaria biosintética; en otras palabras, se trata de virus que atacan a las bacterias. El concepto de usar fagos como agentes antibacterianos apareció casi simultáneamente con su descubrimiento, pero fue abandonado tras determinar que las preparaciones disponibles se eliminaban del organismo demasiado rápidamente como para tener un valor clínico importante. Recientemente, el interés por la terapia fágica antibacteriana ha venido aumentando y ya se ha demostrado su potencial capacidad terapéutica en diversos tipos de infecciones bacterianas de tipo supurativo. PROBIÓTICOS Los probióticos son microorganismos vivientes (aislados o en mezclas), que pueden administrarse oralmente para mejorar o restaurar el balance de la flora bacteriana del paciente, sobre todo desde el punto de vista del tracto gastrointestinal y muy en especial después de que el paciente haya padecido una enfermedad diarreica (sin embargo, también se han utilizado en preparaciones vaginales). Entre los This is trial version 272 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 microorganismos más utilizados como probióticos se encuentran Saccharomyces boulardii y Lactobacillus rhamnosus. Los probióticos también se conocen como bioprotectores, bioprofilácticos o bioterapéuticos siendo esta última denominación más adecuada si el probiótico ayuda directamente a la resolución de procesos específicos, como es el caso del uso de Saccharomyces boulardii para el tratamiento de la enfermedad recurrente por Clostridium difficile. No deben confundirse los términos probiótico y prebiótico; este último término comprende a aquellos nutrientes u otras sustancias que pueden administrarse para favorecer la proliferación y desarrollo de la flora gastrointestinal. Generalmente se trata de ingredientes que no son afectados por el proceso digestivo normal, pero sí por las bacterias, fundamentalmente fructo y galacto - oligosacáridos (se incluye también en este concepto al contenido dietario de fibra). APÉNDICE 1: CONTRASTE ENTRE LAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS Y LAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS Las diferencias entre las células eucarióticas y las procarióticas son muy importantes para orientar la terapia antimicrobiana. Las diferencias más importantes son las siguientes: 1. Falta de compartamentalización de la célula procariótica: Esto implica que las blancos farmacológicos intracelulares pudieran ser más accesibles para una droga situada en el citoplasma; el material genético, por ejemplo se presenta como un “cuerpo nuclear” sin membrana (nucleoide). En algunos casos, las células procarióticas pueden poseer estructuras adicionales de cobertura, como la pared celular. 2. Generalmente los procariotes poseen solo un único cromosoma circular, unido a la membrana celular en un sitio denominado mesosoma. También pueden poseer fragmentos aislados de material genético (plásmidos). 3. Los ribosomas bacterianos en general son más pequeños y menos complejos que los eucarióticos (de allí su diferencia en Coeficientes de sedimentación Svedberg: 80S en mamíferos contra 70S en bacterias, con disociación respectiva a subunidades 60S - 40S y 50S - 30S). 4. Aunque algunos procariotes poseen esteroles en su membrana celular, las bacterias generalmente carecen de los mismos. This is trial version 273 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 APÉNDICE 2: CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LAS BACTERIAS CON IMPORTANCIA MÉDICA La mayoría de los patógenos bacterianos pueden clasificarse como Gram - positivos o Gram - negativos, aunque hay algunas excepciones notables como los micoplasmas, las clamidias, las espiroquetas y las micobacterias. Bacterias Gram - negativas: Pueden ser cocos o bacilos, de tipo aeróbico. Es uno de los grupos más ricos en patógenos para el humano: Pseudomonas aeruginosa (uno de los patógenos oportunistas más importantes), Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Bordetella pertussis (tos ferina), Haemophilus influenzae (meningitis, neumonía), y ciertas especies de Legionella, Brucella y Francisella, entre otras. Las bacterias del género Neisseria causan enfermedades como meningitis (N. meningitidis) y gonorrea (N. gonorrhoeae), pudiendo considerarse como cocos piógenos (ver luego). Cocos Piógenos: Bacterias esféricas que generan diversos tipos de enfermedades supurativas, incluyendo tanto cocos Gram - positivos (Staphylococcus, Streptococcus) como Gram - negativos (Neisseria) que comparten características ecológicas, aunque filogenéticamente no están realmente relacionados. Los cocos Gram - positivos son el grupo de patógenos bacterianos más importantes para el hombre (producen una tercera parte de todas las infecciones bacterianas en el ser humano). Staphylococcus epidermidis y Staphylococcus aureus pueden ser encontrados normalmente en la piel, pero S. aureus tiene un potencial importante de patogenicidad y cada vez se encuentran más cepas resistentes a los antimicrobianos (puede causar desde infecciones dermatológicas relativamente menores hasta septicemia y choque tóxico). El estreptococo más importante desde el punto de vista patogénico es Streptococcus pyogenes, sobre todo en su variedad beta - hemolítica; aunque puede causar una variedad de trastornos similares a los generados por los estafilococos (especialmente infecciones respiratorias altas y bajas), todavía muestra una aceptable susceptibilidad ante los antimicrobianos disponibles. Enterobacterias: Se trata de bacilos Gram - negativos con metabolismo anaeróbico facultativo, que viven en el tracto gastrointestinal de diversos animales. El prototipo de este grupo es Escherichia coli, pero existen otros patógenos de importancia, como Shigella dysenteriae, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi, y ciertas especies de los géneros Proteus, Yersinia y Erwinia. Espiroquetas: Son un grupo especial de bacterias, con morfología y motilidad únicas, pues se trata de células en espiral que pueden moverse gracias a filamentos axiales denominados flagelos. La mayoría de las espiroquetas son de vida libre, pero algunas colonizan a los animales de manera que puede ser This is trial version 274 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 patógena. Entre los representantes patógenos de importancia se encuentran Treponema pallidum (sífilis) y Borrelia burgdorferi (Enfermedad de Lyme). Vibrios: Son bacterias pequeñas Gram - negativas, con forma de un bastón curvado (“bacilos coma”). Su capacidad aeróbica es facultativa y se encuentran principalmente en entornos acuáticos (fluviales, marítimos, etc.). El agente más relacionado con la enfermedad humana es Vibrio cholera, causante del cólera epidémico, una de las enfermedades bacterianas más letales que se conoce (diarrea persistente deshidratación grave muerte). Espirilos: Se trata de bacterias aeróbicas Gram negativas de forma helical, sin capacidad de motilidad propia. Los patógenos humanos más importantes de este grupo son Campylobacter jejuni y Helicobacter pylori, especialmente este último, pues se ha comprobado su asociación con la enfermedad ácido - péptica. Bacterias generadoras de endosporas: Aunque hay excepciones, se trata usualmente de bacilos Gram - positivos que forman esporas en condiciones anaeróbicas; desde el punto de vista clínico, los géneros más importantes son Bacillus y Clostridium. Entre los representantes más importantes se encuentran B. anthracis (ántrax), B. cereus (intoxicación alimentaria), C. botulinum (intoxicación alimentaria), C. tetani (tétanos), C. perfringens (intoxicación alimentaria) y C. difficile (colitis pseudomembranosa). Aunque no forma esporas, Listeria monocytogenes es un agente relacionado con los géneros señalados ( Listeriosis). Actinomicetales y bacterias relacionadas: Los actinomicetales reciben su nombre por el hecho de compartir diversas características que los asemejan a los hongos; la mayor parte de ellos no tiene patogenicidad importante, antes bien son la fuente de diversos antimicrobianos como las tetraciclinas, los macrólidos, los aminoglucósidos y el cloranfenicol, entre otros. Aunque no son actinomicetales propiamente dichos, existen dos géneros bacterianos relacionados que pueden causar enfermedad en el ser humano: Mycobacterium y Corynebacterium; el primero incluye a los agentes causales de la tuberculosis (M. tuberculosis) y la lepra (M. leprae), mientras que el representante más importante del segundo es C. diphtheriae, el agente causal de la difteria. Rickettsias y Clamidias: Son dos grupos de bacterias poco relacionados filogenéticamente, pero que tienen en común la necesidad de ser parásitos intracelulares obligados de las células eucarióticas. En el caso de las Rickettsias esta necesidad se relaciona con la pobre selectividad de su permeabilidad de membrana y en el caso de las clamidias se relaciona con su incapacidad de producir ATP en cantidades suficientes para mantener su propio metabolismo (“parásitos de energía”). Las Rickettsias aparecen de This is trial version 275 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 manera natural en el intestino de diversos artrópodos y pueden transmitirse por medio de la picadura de los mismos, causando enfermedades como la Fiebre de las Montañas Rocosas. Las Clamidias son pequeñas bacterias que pueden colonizar e infectar el ojo y el tracto urogenital humano, generando usualmente enfermedades venéreas y mucho más raramente afecciones de otros sistemas como neumonía. Micoplasmas: Son bacterias sin pared celular, estando recubiertas por una membrana trilaminar simple. Pueden ser saprófitos en la cavidad oral y el tracto urinario o asociarse a entidades patológicas de poca frecuencia relativa, como la neumonía atípica. APÉNDICE 3: MECANISMOS DE PATOGENICIDAD BACTERIANA La patogenicidad bacteriana depende de una compleja interacción entre el huésped y el patógeno, pudiendo establecerse dos determinantes básicos con respecto a este último: 1. Capacidad de invasión tisular: Esta capacidad incluye la habilidad de colonizar (adherencia y multiplicación inicial), la capacidad de sobrepasar los mecanismos de defensa del huésped y la producción de diversas sustancias extracelulares que favorecen la invasión. Las vías de entrada más habituales para la colonización bacteriana son el tracto urogenital, el aparato digestivo, las vías aéreas y las mucosas. 2. Capacidad de producción de toxinas: Las toxinas pueden ser exotoxinas o endotoxinas, liberándose las primeras desde la célula bacteriana activa y las segundas solamente luego de la lisis (muerte) celular. Las toxinas pueden actuar en regiones muy alejadas del sitio de la infección primaria y en muchos casos son las responsables de las principales alteraciones originadas por el proceso infeccioso. APÉNDICE 4: FARMACODINÁMICA Y FARMACOCINÉTICA ANTIBACTERIANA La acción de los antimicrobianos depende de la concentración alcanzada por los mismos y/o por el tiempo de exposición del agente microbiano; por esta razón, existe una serie de parámetros propios del campo de la microbiología que conviene conocer: - Concentración Inhibitoria Mínima (CIM): Se trata del nivel mínimo de un antimicrobiano que debe ser logrado para inhibir el desarrollo y la proliferación bacteriana. This is trial version 276 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 - Concentración Bactericida Mínima, (CBM): Nivel mínimo de un antimicrobiano que debe alcanzarse para que se pueda lograr la destrucción bacteriana. - Cociente Inhibitorio: Es el resultado de la división de la concentración sérica máxima (Cmáx) entre la CIM del antimicrobiano frente al patógeno específico. Para los antimicrobianos de acción concentración - dependientes se requiere alcanzar un alto cociente inhibitorio, que oscila usualmente entre 8 y 10. - Tiempo de exposición a Cmáx concentraciones superiores a la CIM (t Concentración del Antimicrobiamo > CIM). Para los antimicrobianos de acción tiempo - dependiente se requiere que este parámetro alcance el ABC mayor valor posible, normalmente un mínimo de 40 - 50 % del tiempo de administración. CIM CIM - Cociente (ABC)/CIM: Es la relación T > CIM entre el área bajo la curva y la CIM del antimicrobiano. El área bajo la curva mide la exposición total del patógeno frente al antimicrobiano y Tiempo desde la administración por lo tanto aumenta cuando aumentan el tiempo de exposición y/o la concentración máxima alcanzada. De esta manera, puede considerarse que este cociente es un parámetro intermedio entre los dos citados anteriormente. En general, el uso de estos parámetros permite pronosticar el éxito terapéutico, pero el poder predictivo de cada uno de ellos puede ser muy diferente para cada antimicrobiano en particular y para cada patógeno específico. BIBLIOGRAFÍA Azanza JR. 2001. Utilidad de la farmacocinética en los tratamientos antimicrobianos. Enferm Infecc Microbiol Clin; 19: 359 - 61. Bunnell BA, Morgan RA. 1998. Gene Therapy for Infectious Diseases. Clin Microbiol Rev; 11(a): 42 - 56. Cordiés - Jackson L, Machado - Reyes LA, Hamilton - Cordiés ML. 1998. Principios generales de la terapéutica antimicrobiana. Acta Médica; 8(1): 13 - 27. This is trial version 277 www.adultpdf.com
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Farmacología Básica 2008 Weinstein RA. 2001. Short and Sweet: Abbreviated Antibiotic Courses. 40th Interscience Conference on Antimicrobial Agents & Chemotherapy Infectious Diseases. [http://www.medscape.com/viewarticle/418761]. Wickens H, Wade P. 2005. Understanding Antibiotic Resistance. Pharm J; 275: 501 - 4. ...la enfermedad más peligrosa es el tipo de la funcionamiento llamado “enfermedad infecciosa”. Existen trastornos que pueden afectar al ser humano en una u otra forma, pero no representan una amenaza para la especie en general quedan limitados al individuo afectado... puede conducir a la muerte de ese individuo u millones como el... Isaac Asimov (“Las Amenazas de Nuestro Mundo”) Hace doscientos años que un tal Leewenhoek fue el primero en asomarse a un mundo nuevo, poblado de millares de especies de seres pequeñísimos, ya feroces y aún mortíferos, ya útiles, solícitos y hasta indispensables... Paul de Kruif (“Cazadores de Microbios”) El investigador verdaderamente exitoso es casi siempre un hombre que elige un problema importante y después decide la mejor manera de resolverlo Sir John Henry Gaddum Paul Ehrilch, quien trabajara con Koch, consideró la tarea como la búsqueda de una “bala mágica”, que no dañaría el cuerpo, afectando sólo a las bacterias. Isaac Asimov (“Nueva Guía de la Ciencia”) This is trial version 279 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 Introducción a la Farmacología de los Antibióticos Betalactámicos. Penicilinas Carmine Pascuzzo - Lima La historia de los antibióticos beta - lactámicos comienza en 1928 con Alexander Fleming y su clásica observación de que un agente difusible proveniente del hongo Penicillium presentaba actividad antibacteriana. Sin embargo, aparte de la demostración de una eficacia limitada de filtrados insuficientemente purificados inyectados a animales de experimentación, el descubrimiento de Fleming no tuvo verdadera significancia clínica sino hasta el año 1940, en el cual Florey y Chain estudiaron en ratones el efecto de un extracto purificado contra una infección estreptocócica previamente comprobada como letal. En la actualidad, se dispone de una gran cantidad de beta - lactámicos, con variaciones estructurales diversas. CLASIFICACIÓN Y ESTRUCTURA DE LOS BETA - LACTÁMICOS Estos agentes reciben su nombre por la presencia de un anillo beta - lactámico en su estructura química, tal y como lo muestra la figura anexa, que representa la estructura básica de las penicilinas (el anillo cuadrado es el núcleo beta - lactámico). Con base en esta estructura, pueden definirse los siguientes grupos de antimicrobianos: 1. Penicilinas: Presentan la fusión del anillo beta - lactámico con un anillo pentagonal, conformando una estructura básica que es el ácido α - penicilánico (ver figura). 2. Cefalosporinas: Presentan la fusión del anillo beta - lactámico con un anillo hexagonal, conformando una estructura básica que es el ácido 7 α - cefalosporánico. 3. Monobactams: Su estructura es sencilla, presentado al anillo beta - lactámico aislado. 4. Carbapenems: Presentan la fusión del anillo beta - lactámico con un anillo pentagonal, lo que configura una estructura muy similar a la de las penicilinas; sin embargo, hay varias diferencias, de This is trial version 280 www.adultpdf.com
Farmacología Básica 2008 las cuales las más importantes son el reemplazo del átomo de nitrógeno del grupo beta - lactámico por un átomo de azufre, y el del átomo de azufre por uno de carbono. 5. Inhibidores de las Beta - Lactamasas: Presentan una estructura muy similar a la de las penicilinas, con cambios diversos que los hacen menos susceptibles a las beta - lactamasas (ver Resistencia). Con excepción de los inhibidores de las beta - lactamasas, que presentan ciertas características peculiares, todos los agentes de los grupos mencionados comparten el mismo mecanismo de acción. En los últimos años se ha generado un renovado interés por la consecución de nuevos agentes, usando variaciones químicas previamente inexploradas, como la fusión de anillos adicionales a las moléculas originales e incluso modificaciones diversas en el anillo beta - lactámico, cuya indemnidad se consideraba prácticamente esencial para la actividad de este tipo de antimicrobianos. MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS BETA - LACTÁMICOS Los beta - lactámicos ejercen su acción antibacteriana inhibiendo la correcta síntesis de la pared celular, lo que finalmente derivará en lisis celular; son, pues, agentes bactericidas. Es de destacar que la pared celular está ausente en las células de los mamíferos, por lo que puede esperarse poca afectación del huésped con acciones que tengan a esta estructura como blanco farmacológico. Los beta - lactámicos producen inhibición de la última etapa de la síntesis del peptidoglicano, que es el componente fundamental de la pared celular (las dos etapas anteriores se corresponden con la síntesis citoplasmática de los precursores UDP - acetil - muramil - pentapéptido y UDP - acetil - glucosamina y la unión de estos en polímeros largos, que son incluidos entre los fosfolípidos de la membrana celular.). This is trial version 281 www.adultpdf.com