Clasificación de los antibióticos

La terapia antibacteriana se fundamenta en el principio de toxicidad selectiva: la capacidad de un fármaco para inhibir o destruir microorganismos patógenos sin causar un daño inaceptable en las células del huésped. Este principio se logra explotando las diferencias bioquímicas, estructurales y metabólicas entre las células procariotas (bacterias) y eucariotas (humanos).

Inhibidores de la Síntesis de la Pared Celular Bacteriana

La pared celular de peptidoglicano (mureína) de las bacterias, es una estructura rígida que las protege contra la presión osmótica interna. Su síntesis involucra la formación de precursores citoplasmáticos, el transporte a través de la membrana celular y el entrecruzamiento de las cadenas de peptidoglicano en el espacio periplásmico o extracelular.

Estos antibióticos impiden la formación correcta de la capa externa de la bacteria. Esto causa que la célula bacteriana se rompa y muera.  En este grupo podemos citas los siguientes antibióticos:

• Betalactámicos: penicilinas, cefalosporinas, carbapenémicos y monobactámicos.

• Glucopéptidos: vancomicina y teicoplanina.

• Otros: fosfomicina y bacitracina. 

Sin embargo, dentro de este grupo se pueden definir, subgrupos dependiendo del nivel en que afectan esa pared ceuluar de la bacteria como detallamos a continuación:

1. Antibióticos Betalactámicos

Comparten la estructura del anillo betalactámico. Su blanco farmacológico son las Proteínas Unidoras de Penicilina (PBPs), enzimas con actividad transpeptidasa responsables del entrecruzamiento de las cadenas de peptidoglicano.

• Mecanismo de acción: Se unen covalentemente al sitio activo de las PBPs, inactivándolas. Esto interrumpe la síntesis del peptidoglicano, activa autolisinas endógenas y conduce a la lisis celular por choque osmótico (efecto bactericida).

• Subfamilias principales:

  • Penicilinas: Naturales (Penicilina G, V), aminopenicilinas (Ampicilina, Amoxicilina), penicilinas resistentes a penicilinasas (Oxacilina, Cloxacilina) y antipseudomónicas (Piperacilina).

  • Cefalosporinas: Agrupadas en generaciones (1.ª a 5.ª) con variaciones en espectro y resistencia a betalactamasas.

  • Carbapenémicos: Imipenem, Meropenem, Ertapenem, Doripenem. Poseen el espectro más amplio entre los betalactámicos.

  • Monobactámicos: Aztreonam. Activo exclusivamente contra bacilos gramnegativos aerobios.

2. Glicopéptidos (Vancomicina y Teicoplanina)

• Mecanismo de acción: Se unen de manera directa y con alta afinidad al extremo terminal D-alanil-D-alanina de los precursores peptídicos del peptidoglicano. Esta unión por impedimento estérico bloquea tanto la transglucosilación como la transpeptidación.

• Espectro: Exclusivamente bacterias grampositivas (MRSA, Enterococcus spp., Clostridioides difficile vía oral).

3. Otros Inhibidores de la Pared

• Fosfomicina: Inactiva la enzima MurA (UDP-N-acetilglucosamina enolpiruvil transferasa), bloqueando el primer paso citoplasmático de la síntesis del peptidoglicano.

• Bacitracina: Bloquea la desfosforilación del lipídico portador (bactoprenol), impidiendo el transporte de los monómeros de peptidoglicano a través de la membrana celular.

Inhibidores de la Síntesis Proteica

El ribosoma bacteriano (70S) está compuesto por dos subunidades: 30S y 50S. Diversos antibióticos se unen de forma selectiva a estas subunidades para interrumpir la traducción del ARN mensajero (ARNm) en proteínas estructurales y enzimáticas vitales.

Inhibidores de la Síntesis y Función de los Ácidos Nucleicos

Los procesos de replicación, transcripción y reparación del ADN, así como la síntesis de ARN, son indispensables para la supervivencia bacteriana.

1. Fluoroquinolonas (Ciprofloxacino, Levofloxacino, Moxifloxacino)

• Mecanismo de acción: Inhiben las topoisomerasas tipo II bacterianas:

  • ADN Girasa (Topoisomerasa II): Evita el superenrollamiento negativo del ADN durante la replicación (blanco primario en gramnegativos).

  • Topoisomerasa IV: Impide la separación de las cromosomas hijas decatenados tras la replicación (blanco primario en grampositivos).

• Efecto: Muerte celular bactericida rápida por acumulación de cortes en la cadena doble de ADN.

2. Rifamicinas (Rifampicina, Rifabutina)

• Mecanismo de acción: Se unen a la subunidad $\beta$ de la enzima ARN polimerasa dependiente de ADN bacteriana, bloqueando la elongación de la cadena de ARN mensajero.

• Uso clínico: Tratamiento de micobacterias (Mycobacterium tuberculosis) y terapia combinada para infecciones estafilocócicas graves sobre prótesis.

3. Nitroimidazoles (Metronidazol)

• Mecanismo de acción: Actúa como un profármaco. En bacterias anaerobias y protozoos, su grupo nitro es reducido por la enzima piruvato:ferredoxin oxidorreductasa (PFOR). Los metabolitos intermedios reactivos formados causan roturas en la cadena de ADN y pérdida de su estructura helicoidal.

• Espectro: Anaerobios estrictos (Bacteroides fragilis, Clostridium spp.) y protozoos.

Inhibidores de Vías Metabólicas: Antagonistas del Folato

Las bacterias no pueden absorber ácido fólico preformado del medio exterior y deben sintetizarlo de novo a partir de ácido para-aminobenzoico (PABA). El ácido fólico reducido (tetrahidrofolato) es un cofactor fundamental en la síntesis de purinas, pirimidinas y aminoácidos.

1. Sulfonamidas (Sulfametoxazol, Sulfadiazina)

• Mecanismo de acción: Análogos estructurales del PABA. Compiten sustrato-sustrato e inhiben la enzima dihidropteroato sintasa.

• Efecto: Bacteriostático de forma individual.

2. Trimetoprima

• Mecanismo de acción: Inhibidor competitivo de la enzima dihidrofolato reductasa (DHFR) bacteriana, impidiendo la conversión de dihidrofolato a tetrahidrofolato activo.

3. Combinación Sinergizada: Cotrimoxazol (Trimethoprim / Sulfamethoxazole - TMP/SMX)

• Mecanismo de acción: Bloqueo secuencial doble en la vía del folato. La acción combinada produce un efecto bactericida y reduce significativamente la aparición de resistencias en comparación con la monoterapia.

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