Fármacos antimicrobianos y mecanismos de acción

Los fármacos antimicrobianos son agentes que eliminan o inhiben el crecimiento de microorganismos. Esta clase se organiza según el proceso bacteriano al que se dirige cada agente: síntesis de la pared celular, síntesis de proteínas, síntesis de ácidos nucleicos o metabolismo del folato. Su toxicidad selectiva —dañar al patógeno mientras se respeta al huésped— es el principio definitorio de esta clase, y el aumento de la resistencia es su principal desafío moderno.

Definition

Los fármacos antimicrobianos (antiinfecciosos) son agentes que inhiben o eliminan selectivamente microorganismos al actuar sobre blancos esenciales para el patógeno, pero ausentes o suficientemente diferentes en el huésped, y se clasifican por su mecanismo de acción —inhibición de la síntesis de la pared celular, síntesis de proteínas, síntesis de ácidos nucleicos o metabolismo del folato.

Scope

Este tema abarca las principales categorías mecanísticas de los agentes antibacterianos, los blancos moleculares que los distinguen, el concepto de toxicidad selectiva y los principales mecanismos por los cuales las bacterias desarrollan resistencia. Trata los antimicrobianos como una clase farmacológica dentro de la base de las principales clases de fármacos; es un recurso de referencia y educativo, no un protocolo de prescripción o de gestión de antimicrobianos, y no contiene guías de dosificación.

Core questions

• ¿Cómo permite la toxicidad selectiva que un antimicrobiano dañe al patógeno mientras respeta al huésped?
• ¿Cuáles son los principales blancos moleculares que definen las principales clases antibacterianas?
• ¿En qué se diferencian mecanísticamente las acciones bactericidas y bacteriostáticas?
• ¿Mediante qué mecanismos moleculares adquieren y propagan las bacterias la resistencia a cada clase?

Key concepts

• Toxicidad selectiva
• Inhibidores de la síntesis de la pared celular (betalactámicos, glucopéptidos)
• Inhibidores de la síntesis de proteínas (aminoglucósidos, macrólidos, tetraciclinas)
• Inhibidores de la síntesis de ácidos nucleicos (fluoroquinolonas, rifamicinas)
• Inhibidores de la vía del folato (sulfonamidas, trimetoprima)
• Acción bactericida versus bacteriostática
• Mecanismos de resistencia antimicrobiana
• Espectro de actividad

Key theories

Toxicidad selectiva

Los antimicrobianos eficaces explotan las diferencias bioquímicas entre el microbio y el huésped —como la pared celular bacteriana, el ribosoma 70S o la ADN girasa bacteriana— de modo que un blanco esencial para el patógeno está ausente o es suficientemente diferente en las células humanas, lo que confiere al agente una ventana terapéutica.

Mechanisms

Las clases de antibacterianos se definen por el proceso bacteriano esencial que alteran. Los betalactámicos y los glucopéptidos inhiben la síntesis de la pared celular de peptidoglicano; los aminoglucósidos, las tetraciclinas y los macrólidos se unen al ribosoma bacteriano para bloquear la síntesis de proteínas; las fluoroquinolonas inhiben la ADN girasa y la topoisomerasa IV para alterar la replicación del ADN, mientras que las rifamicinas inhiben la ARN polimerasa bacteriana; y las sulfonamidas con trimetoprima bloquean secuencialmente la síntesis de folato necesaria para la producción de nucleótidos. Debido a que estos blancos son esenciales para la bacteria y están ausentes o son distintos en el huésped, los agentes logran toxicidad selectiva. La resistencia surge a través de la inactivación enzimática del fármaco (por ejemplo, betalactamasas), la alteración o protección del sitio blanco (como con las mutaciones de la girasa), la reducción de la captación y el eflujo activo, y estos mecanismos pueden propagarse en elementos genéticos móviles.

Clinical relevance

Conocer el mecanismo de una clase antimicrobiana permite predecir su espectro, sus efectos adversos característicos y los mecanismos de resistencia que debe superar, lo que sustenta la evaluación de la evidencia y la educación en gestión de antimicrobianos. Esta entrada describe cómo actúan los agentes y cómo surge la resistencia como un marco de referencia; no proporciona selección de regímenes, dosificación o consejos de tratamiento individualizados.

Epidemiology

La resistencia a los antimicrobianos es una preocupación importante para la salud pública mundial, impulsada por la presión de selección del uso de antimicrobianos en la medicina humana, la agricultura y el medio ambiente; la resistencia puede diseminarse rápidamente a través de la transferencia horizontal de genes, y la vigilancia de los mecanismos de resistencia es fundamental para controlar su propagación.

Evidence & guidelines

La clasificación mecanística de los antimicrobianos está codificada en textos de farmacología estándar, mientras que los mecanismos de resistencia y sus impulsores se sintetizan en revisiones como las de Blair et al. (2015) y Holmes et al. (2016). El uso clínico se rige por guías específicas para infecciones y programas de gestión de antimicrobianos que quedan fuera de esta entrada de referencia.

History

La era antimicrobiana moderna comenzó con las sulfonamidas en la década de 1930 y la introducción clínica de la penicilina en la década de 1940, seguida por los descubrimientos de la estreptomicina y los antibióticos de amplio espectro que establecieron las principales clases mecanísticas. Casi desde el principio, la aparición de resistencia acompañó el uso clínico, y la disección molecular de los mecanismos de resistencia se ha convertido desde entonces en un tema definitorio del campo.

Debates

Cómo frenar mejor la propagación de la resistencia a los antimicrobianos

La resistencia está impulsada por la presión de selección en el uso humano, agrícola y ambiental, y existe un debate continuo sobre cómo deben equilibrarse la gestión de antimicrobianos, la vigilancia y el desarrollo de nuevos fármacos para preservar la eficacia de las clases existentes.

Key figures

• Alexander Fleming
• Gerhard Domagk
• Selman Waksman
• Laura Piddock

Seminal works

• blair-2015
• holmes-2016
• ruiz-2003

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre antibióticos bactericidas y bacteriostáticos?

Los agentes bactericidas eliminan las bacterias directamente, mientras que los agentes bacteriostáticos inhiben su crecimiento y dependen de las defensas del huésped para eliminar la infección; la distinción depende del blanco y de la concentración alcanzada, y su importancia clínica varía según el contexto.

¿Por qué las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos?

La resistencia surge a través de mecanismos como la inactivación enzimática del fármaco, la alteración o protección del blanco del fármaco, la reducción de la captación y el eflujo activo; estas características pueden ser seleccionadas por el uso de antimicrobianos y propagarse entre bacterias en elementos genéticos móviles.