Medicina

Bacteriostático: características, mecanismos de acción y ejemplos


Los medicamentos bacteriostáticos son antibióticos que detienen la reproducción y el crecimiento de las bacterias de manera reversible. Se utilizan contra infecciones por microorganismos sensibles y en pacientes con un sistema inmune competente.

Pasteur y Joubert fueron los primeros en reconocer el potencial efecto terapéutico de algunos productos microbianos. En 1877 publicaron sus observaciones, donde mostraban cómo unos microorganismos comunes podían detener el crecimiento del bacilo de Ántrax en la orina.

La era moderna de la quimioterapia antibacteriana se inició en 1936 con la introducción de la sulfonamida en la práctica médica. En 1941 se dispuso de cantidades suficientes de penicilina para el uso clínico, lo que revolucionó el tratamiento de las enfermedades infecciosas.

La estreptomicina, el cloranfenicol y la clortetraciclina fueron identificados al terminar la Segunda Guerra Mundial. Desde la época se han desarrollado centenares de medicamentos antimicrobianos y estos se encuentran disponibles para el tratamiento de diferentes patologías infecciosas.

Actualmente, los antibióticos son una de las drogas más utilizadas en el tratamiento médico, más del 30% de los pacientes hospitalizados reciben antibióticos. Sin embargo, son unas de las drogas más mal utilizadas por los médicos y los pacientes. Las terapias innecesarias y mal administradas con estas drogas han sido la causa del desarrollo de resistencia bacteriana contra muchos antibióticos.

Los antimicrobianos se clasifican, según su mecanismo de acción general, en bactericidas (los que matan a las bacterias) y bacteriostáticos (los que inhiben su crecimiento y reproducción). Si bien esta diferenciación es clara cuando se prueban in vitro, al utilizarse en la terapéutica esta distinción no es tan definida.

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Características

Como se explicó anteriormente, los medicamentos antimicrobianos se pueden clasificar en aquellos capaces de matar a las bacterias sensibles, que se denominan bactericidas, y aquellos que inhiben reversiblemente su crecimiento y desarrollo, denominados bacteriostáticos. 

Actualmente, esta diferenciación se considera, desde el punto de vista clínico, un tanto difusa. Por esta razón se dice que un antibiótico determinado actúa preferentemente como bacteriostático o como bactericida.

Por ende, un mismo antibiótico puede tener un efecto dual (bacteriostático o bactericida) dependiendo de ciertas condiciones como la concentración que pueda alcanzar en la zona donde se necesita su efecto y de la afinidad que tenga por el microorganismo involucrado.

De manera general, los bacteriostáticos, a excepción de los aminoglucósidos, son antibióticos que interfieren con la síntesis proteica de las bacterias sensibles. Si el sistema inmune del organismo es un sistema competente, basta con inhibir el crecimiento y la reproducción de una bacteria para que este pueda eliminarla.

Por otra parte, los bactericidas pueden tener diferentes mecanismos de acción: pueden interferir con la síntesis de la pared celular de la bacteria, alterar la membrana citoplasmática o interferir con algunos procesos relacionados con la síntesis y el metabolismo del ADN bacteriano.

Mecanismo de acción

Varios esquemas han sido utilizados para clasificar a las drogas antimicrobianas, entre ellos se encuentra la agrupación de dichas drogas en función de mecanismos de acción comunes. Es así que, según su mecanismo de acción, los antibióticos se clasifican en:

– Antibióticos que inhiben la síntesis de la pared bacteriana: entre los que están las penicilinas y cefalosporinas, la cicloserina, la vancomicina y la bacitracina.

– Antibióticos que alteran la permeabilidad de la membrana de los microorganismos, permitiendo la salida de compuestos intracelulares: aquí se incluyen detergentes como el polymyxin y el polyene.

– Agentes que afectan la función de las subunidades ribosomales 30S y 50S y causan una inhibición reversible de la síntesis proteica: estas son drogas bacteriostáticas. Ejemplos el cloranfenicol, tetraciclinas, eritromicina, clindamicina y pristanamicina.

– Agentes que se unen a la subunidad 30S y alteran la síntesis proteica y eventualmente provocan la muerte de la bacteria: entre estos se encuentran los aminoglucósidos.

– Antibióticos que afectan el metabolismo de ácidos nucleicos inhiben la RNA polimerasa: ejemplo de ellos la rifamicina.

– Agentes antimetabolitos que inhiben las enzimas del metabolismo del folato: un ejemplos de estos son el trimetroprin y las sulfonamidas.

Mecanismo de acción en el caso de los bacteriostáticos

El mecanismo de acción de los agentes bacteriostáticos tiene que ver con la alteración de la síntesis proteica de la bacteria diana. Esto se logra por diversos mecanismos:

Inhibición de la fase de activación

– Inhibidores de la enzima isoleucil-ARNt sintetasa.

Inhibición del inicio de la síntesis proteica

– Impedir la formación del complejo de iniciación 70S o unirse a la subunidad 50S.

– Inhibición de la fijación del aminoacil-ARNt al ribosoma.

Inhibición de la elongación por varios mecanismos

– Interfiriendo con el proceso de transpeptidación.

– Interfiriendo con peptidiltransferasa, en el ARNr 23S de la subunidad 50S del ribosoma.

– Inhibiendo de la translocación del factor G de elongación.

Un caso aparte incluye el mecanismo de acción de los aminoglucósidos, ya que estos actúan sobre la subunidad ribosomal 30S, por lo que interfieren la síntesis proteica y por ello son bacteriostáticos. Sin embargo, ejercen un efecto sobre la membrana de algunas bacterias, lo que provoca un efecto principalmente bactericida.

Ejemplos de cada mecanismo de acción y microorganismos sensibles

Inhibidores de la fase de activación

La mucopirocina es un antibiótico bacteriostático capaz de inhibir competitivamente la enzima isoleucil-ARNt sintetasa, por lo que se inhibe la incorporación de la isoleucina y se detiene la síntesis.

Este antibiótico es sintetizado por unas especies de Pseudomonas, por lo que de allí se extrae. Tiene un efecto especialmente potente contra bacterias grampositivas. Se usa fundamentalmente para infecciones en la piel, en forma tópica, o para la erradicación del estado de portador sano de Estafilococos aureus.

Inhibición del inicio de la síntesis proteica

En las bacterias el inicio de la síntesis se da con la incorporación de la metionina como formilmetionina unida a un ARNt (ARN de transferencia). En el complejo de iniciación participan las subunidades ribosomales 30S y 50S, con dos locus importantes: el Locus A y el Locus P.

El grupo de las oxazolidinonas y de los aminoglucósidos exhiben este mecanismo de acción. El grupo de las oxazolidinonas es un grupo de antibióticos sintéticos introducido recientemente en la práctica clínica, que no exhiben resistencia cruzada con otros antibióticos bacteriostáticos.

El linezolid es el representante de las oxazolidinonas, es activo contra bacterias grampositivas, incluyendo cepas de Staphylococcus aureus y de Streptococcus spp. multirresistentes y no tienen actividad contra gramnegativos.

Los aminoglucósidos son de origen natural, estos son sintetizados por los actinomicetos del suelo o a partir de derivados semisintéticos de éstos. Son activos frente a una amplia variedad de especies bacterianas, especialmente frente a gramnegativos aerobios.

Dependiendo de la bacteria y de su ubicación pueden exhibir un efecto bacteriostático o bactericida.

Inhibición de la fijación del aminoacil-ARNt al ribosoma

Las tetraciclinas y sus derivados, las glicilciclinas, son representantes de este grupo. Ellas bloquean o inhiben el Locus A. Las tetraciclinas pueden ser de origen natural (estreptomices) o semisintéticas; entre ellas se pueden nombrar la doxiciclina, la minociclina y la oxitetraciclina.

Las tetraciclinas son antibióticos de amplio espectro contras muchas bacterias, tanto grampositivas como gramnegativas, son muy activas contra Rickettsias, contra clamidia, micoplasmas y espiroquetas.

La tigeciclina es una glicilciclina derivada de la minociclina, con su mismo mecanismo de acción, pero con cinco veces más afinidad que la minociclina y que también afecta la membrana citoplasmática. Son muy activas contra enterococos y contra muchas bacterias resistentes a otros antibióticos.

Inhibidores de la elongación

El cloranfenicol y las lincosamidas son ejemplos de este grupo, actuando sobre el locus P. El ácido fusínico es un ejemplo del mecanismo de inhibición de la translocación del factor G de elongación. Los macrólidos y cetólidos se unen a la peptidiltransferasa, en el ARNr 23S de la subunidad 50S del ribosoma.

El cloranfenicol y sus derivados como el tiamfenicol son antibióticos bacteriostáticos de amplio espectro contra grampositivos y negativos y contra anaeróbicos. Son muy activos contra salmonelas y shigellas, asícomo contra bacteroides, a excepción del B. Fragilis.

La principal lincosamida es la clindamicina, que es un bacteriostático, sin embargo, dependiendo de la dosis, de su concentración en la diana y del tipo de microorganismo, puede exhibir un efecto bactericida.

La clindamicina es efectiva contra grampositivos, a excepción de los enterococos, es de elección para B. fragilis y es efectiva contra algunos protozoarios como Plasmodium y Toxoplasma gondii.

Macrólidos

Entre estos medicamentos se encuentra la eritromicina, la claritromicina y la roxitromicina (como macrólidos de 14 carbonos) y la azitromicina (como del grupo de 15 carbonos). La espiramicina, la josamicina y la midecamicina son ejemplos de macrólidos de 16 carbonos.

La telitromicina es un cetólido derivado de la eritromicina. Tanto los macrólidos como los cetólidos son activos contra bacterias grampositivas, Bordetella pertussis, Haemophilus ducreyi, Neisseria ssp, Helicobacter pylori (claritromicina es más efectiva) y Treponemas, entre otros.

Referencias

  1. Calvo, J., & Martínez-Martínez, L. (2009). Mecanismos de acción de los antimicrobianos. Enfermedades infecciosas y microbiología clínica, 27(1), 44-52.
  2. Goodman and Gilman, A. (2001). The pharmacological basis of therapeutics. Tenth edition. McGraw-Hill
  3. Meyers, F. H., Jawetz, E., Goldfien, A., & Schaubert, L. V. (1978). Review of medical pharmacology. Lange Medical Publications.
  4. Ocampo, P. S., Lázár, V., Papp, B., Arnoldini, M., Zur Wiesch, P. A., Busa-Fekete, R., … & Bonhoeffer, S. (2014). Antagonism between bacteriostatic and bactericidal antibiotics is prevalent. Antimicrobial agents and chemotherapy, 58(8), 4573-4582.
  5. Rodríguez-Julbe, M. C., Ramírez-Ronda, C. H., Arroyo, E., Maldonado, G., Saavedra, S., Meléndez, B., … & Figueroa, J. (2004). Antibiotics in older adults. Puerto Rico health sciences journal, 23(1).