Multiresistencia a antibióticos y

efectividad de antibióticos de primera, segunda y tercera

generación

Liceo José De San MartínProfesor:José De la Cruz

• Las bacterias constituyen las formas de vida más tempranas que aparecieron en la Tierra, hace miles de millones de años. Los científicos piensan que ellas ayudaron a formar y cambiar el medio ambiente inicial del planeta, creando eventualmente el oxígeno atmosférico que permitió el desarrollo de otras formas de vida más complejas.

• Muchos creen que las células más complejas se desarrollaron cuando las bacterias se hicieron residentes de otras células, convirtiéndose en organelos en las células modernas complejas. Un ejemplo de tales organelos son las mitocondrias, las cuales fabrican la energía en nuestras células.

Los orígenes

• En un árbol filogenético universal (establecido por Carl Woese), podemos ver la ubicación de las bacterias.

Ubicación de las bacterias

• Poseen una cápsula, que está formada por una capa gelatinomucosa de tamaño y composición variables que juega un papel importante en las bacterias patógenas.

• Citoplasma: Presenta un aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor parte del ADN bacteriano. En algunas bacterias aparecen fragmentos circulares de ADN con información genética, dispersos por el citoplasma: son los plásmidos.

• La membrana plasmática presenta invaginaciones, que son los mesosomas, donde se encuentran enzimas que intervienen en la síntesis de ATP, y los pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias fotosintéticas.

• En el citoplasma se encuentran inclusiones de diversa naturaleza química.

• Muchas bacterias pueden presentar flagelos generalmente rígidos, implantados en la membrana mediante un corpúsculo basal. Pueden poseer también fimbrias o Pili muy numerosos y cortos, que pueden servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una célula a otra.

• Poseen ARN y ribosomas característicos, para la síntesis de proteínas. • Pared celular rígida y con moléculas exclusivas de bacterias.

Estructura de las bacterias

BACTERIAS: CaracterísticasBACTERIAS: Características

Reproducen por fisión binaria (duplicación: dar origen a dos células o más).

Presentan estructuras especializadasPili (Intercambio de material genético)

Flagelos (Movimiento)

Cápsulas (Protección del medio ambiente)

BACTERIAS: CaracterísticasBACTERIAS: Características

Autótrofas (prod. su propio alimento) Fotosintéticas o quimiosintéticas

Heterotrofas Absorben nutrientes del ambiente

Hábitat Suelo, aire, cuerpos de agua Condiciones normales o extremas

En las bacterias, la pared celular es determinante dela forma celular y también ha servido como criteriode clasificación. En 1884, el bacteriólogo francésChristian Gram desarrolló un método para observarbacterias al microscopio óptico empleando unatinción específica. Sin embargo, no todas las bacterias se teñían con este método, lo que determinó que se las clasificara en dos grupos: las bacterias gram positivas, que sí se tiñen, y las gram negativas, que no se tiñen.

Gram positivas y gram negativas

Gram positivas y gram negativas

Grampositiva Gramnegativa

• Existen cientos de especies de bacterias, pero todas ellas tienen una de las tres formas existentes:

• Algunas son bastones y se llaman bacilos.

• Otras tienen forma de esferas pequeñas y se llaman cocos.

• Otras son helicales o espirales.

Apariencia

Bastones

Escherichia Coli

Epulopiscium

Cocos

Estreptococos

Espirales

EspiroquetaBorrelia

ALGUNAS ESPECIESALGUNAS ESPECIES

Transferencia de material genético en bacterias

• La transferencia de material genético en los organismos procariontes se produce por inserción en una célula receptora de un fragmento de ADN genéticamente diferente, proveniente de una célula donante. En las bacterias existen tres mecanismos de transferencia: transformación, transducción y conjugación.

Transformación

Implica la inserción de fragmentos de ADN libre, provenientes de otras bacterias destruidas. La inserción del nuevo fragmento de ADN, provoca un cambio genético en la célula receptora.

Transducción

Se caracteriza porque, el fragmento

de ADN que se transfiere de una

bacteria a otra se realiza mediante la participación de un virus.

La conjugación bacteriana

La conjugación bacteriana consiste en la transferencia de ciertos genes, desde una bacteria a otra, a través de un puente proteico llamado Pili. Como resultado de esta conjugación, la bacteria receptora posee genes que antes no tenía.

La conjugación bacterianaconjugación plasmidial. Plasmidio

integradoal ADN cromosomal

Bacteria receptora

Pili

La conjugación bacterianaConjugación cromosomal

Plasmidio

ADN cromosomalPili

Antibióticos

A fines de la década de 1920, Alexander Fleming observó que casualmente uno de sus cultivos bacterianos había sido contaminado con un moho llamado Penicillium.

Al observar el cultivo, se dio cuenta que las bacterias no crecían cerca del moho.

Antibióticos

• Fleming se dio cuenta de que el moho producía una sustancia que inhibía el crecimiento bacteriano, a la que llamó penicilina.

Nacen los antibióticos

DESCRIPCIONDESCRIPCION

• Los antibióticos, o agentes antimicrobianos, son sustancias (obtenidas de bacteriasbacterias u hongoshongos, o bien obtenidas de síntesis químicasíntesis química) que se emplean en el tratamiento de infecciones.

• Toxicicidad selectiva

• Acción bactericida

• No inducir resistencia

• Permanecer estable en los líquidos corporales y tener un largo período de actividad

• Ser soluble en humores y tejidos

• No inducir respuesta alérgica en el huésped

• Tener un espectro de acción limitada

Antibióticos

GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DEGRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DEANTIBIOTICOSANTIBIOTICOS

Hongos filamentosos:

• Penicillium (penicilina)

• Aspegillus

• Cephalosporium (cefalosporina)

Familia Bacillaceae:

• Bacillus (bacitracina, gramicidina y polimixina)

GRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DEGRUPOS DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DEANTIBIOTICOSANTIBIOTICOS

Actinomicetos:

• familia Streptomycetaceae:

- Streptomyces (tetraciclina,

eritromicina, estreptomicina)

- Nocardia

- Micromonospora

ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE INFECCIONINFECCION

• La elección de uno u otro antibiótico en el La elección de uno u otro antibiótico en el tratamiento de una infección depende:tratamiento de una infección depende:

- del microorganismo ( obtenido por

cultivo o supuesto por la experiencia)

- de la sensibilidad del microorganismo

(obtenida por un antibiograma o

supuesta por la experiencia).

• Discos de papel de filtro con diferentes antibióticos

• Se colocan sobre el agar sembrado

• Difusión• Inhiben bacterias

sensibles

SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICOSELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO

SELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICOSELECCIÓN DEL ANTIBIÓTICO

ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE ELECCION DEL ATB EN EL Tx DE INFECCIONINFECCION

La toxicidad, los antecedentes de alergia del paciente y el costo.

En infecciones graves puede ser necesario combinar varios antibióticos

La gravedad de la enfermedad

Para que un ATB ejerza su ACCION, es necesario que llegue al FOCO DE INFECCIONFOCO DE INFECCION penetre en la célula bacteriana y alcance intracelularmente la concentración necesaria

El ingreso puede ser por difusión o transporte activo y actúa en un sitio determinado de la estructura bacteriana (target o diana) específico para cada antibiótico

La vía de administración puede ser oral (cápsulas, sobres),tópica (colirios, gotas, etc.),inyectable (intramuscular o intravenosa). Las infecciones graves suelen requerir la vía intravenosa.

MECANISMOS DE ACCIÓNMECANISMOS DE ACCIÓN

BLANCOS DE ACCIÓN PARA LOS ANTIMICROBIANOSBLANCOS DE ACCIÓN PARA LOS ANTIMICROBIANOS

MECANISMO DE ACCION BACTERICIDAMECANISMO DE ACCION BACTERICIDA

La lisis de la bacteria se produce cuando el ATB altera la envoltura celular. La pared celular bacteriana está compuesta por peptoglicanos. Estos tipos de barrera extracelular confieren forma y rigidez a las células. El ATB escogido para la ruptura celular tiene que considerar el origen del tejido para evaluar su facilidad o dificultad de destrucción interrumpiendo la síntesis de la membrana de la pared. o bien alterando la permeabilidad de la pared.

-lactámicos...Mecanismo de acción

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…

-lactámicos...Estructura

Penicillium........ PenicilinaCephalosporium... Cefalosporina

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULARANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR……

Que inhiben enzimas biosintéticasFosfomicina: bloquea la formación del ácido N-acetilmurámico. Cicloserina: inhibe la incorporación de D-alanil-D-alanina al PG.

Que se combinan con moléculas “carrier” Bacitracina: se une al Bactoprenol, molécula lipídica de membrana que transporta las subunidades de peptidoglicán hacia la cara externa de la membrana.

Que se combinan con sustratos de la pared

Vancomicina: forma un complejo con los residuos de D-alanina, impide la transferencia de los precursores desde el carrier lipídico.

NO -lactámicos... Mecanismo de acción

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PARED CELULAR…

MECANISMO DE ACCION BACTERIOSTATICOMECANISMO DE ACCION BACTERIOSTATICO

• El ATB inhibe o modifica alguna parte del metabolismo normal de la bacteria mediante:

- la supresión de la síntesis proteica por inhibición del DNA o el RNA o por interrupción en otros pasos de la síntesis. - La inhibición de la síntesis de otros productos metabolicos.

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNASANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Son azúcares complejos unidos

por enlaces glicosídicos. Los

grupos NH y OH interactúan con

proteínas del ribosoma.

Que actúan sobre subunidad 30S...

La estreptomicina fue aislada en 1940 de un Streptomyces.

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNASANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Aminoglicósidos: Estructura

Tetraciclinas: Estructura química y Mecanismo de acción

Que actúan sobre subunidad 30S...

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNASANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Provocan una inhibición de la síntesis protéica en el ribosoma de la bacteria. Actúan inhibiendo la síntesis proteica al unirse a la subunidad 30 S del ribosoma y no permitir la unión del acido ribonucleico de Transferencia (tRNA) a este, ni el transporte de aminoácidos hasta la subunidad 50 S.

Cloranfenicol: Estructura química y Mecanismo de acción

Que actúan sobre subunidad 50S...

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNASANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Se une a la enzima peptidil transferasa en la subunidad 50S…

Inhibe la formación del enlace peptídico…

Detiene la síntesis de proteínas. Es un agente bacteriostático.

Originalmente producido

por un Streptomyces,

actualmente se sintetiza

químicamente.

Rifampicina: se une a la RNA polimerasa

bloqueando la síntesis del mRNA.

Es capaz de penetrar a las células, por esto, es útil

en el tratamiento de la Tuberculosis, en

combinación con drogas antituberculosis, como

Isoniazida (inhibe la síntesis de lípidos de

Mycobacterium tuberculosis)

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ARNANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ARN

Quinolonas, ácido nalidíxico: se unen a la DNA girasa, enzima

que mantiene el estado de sobre enrrollamiento del DNA. La

unión del antibiótico al complejo DNA-girasa inhibe la replicación

del DNA.

Mientras que las nuevas fluoroquinolonas son antibióticos de

amplio espectro y especialmente utilizados en infecciones

urinarias y en infecciones por Escherichia coli y Salmonella.

Nitroimidazoles: el grupo Nitro es reducido por una proteína de

bacterias anaeróbicas. La droga reducida produce ruptura del

DNA. Son activas frente a anaerobios y protozoos.

Quinolonas y Nitroimidazoles

ANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ADNANTIBIÓTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS DE ADN

Sulfonamidas y Trimetoprim: interfieren con el metabolismo del ácido fólico, que es un precursor de la síntesis de purinas, pirimidinas y aminoácidos. Se bloquea la síntesis de ácidos nucleicos y pared celular.

Se usan generalmente combinados, ya que producen un efecto sinérgico, en infecciones respiratorias, urinarias y gastroenteritis por Shigella y Salmonella.

INTERFERENCIA CON EL METABOLISMOINTERFERENCIA CON EL METABOLISMO

sulfisoxazol

CLASIFICACIONCLASIFICACION

CefalosporinasCefalosporinas

• Las cefalosporinas se clasifican clásicamente en Las cefalosporinas se clasifican clásicamente en "generaciones", en base al espectro de actividad "generaciones", en base al espectro de actividad

para gérmenes grampositivos y gramnegativospara gérmenes grampositivos y gramnegativos.

Gram positivas y gram negativas

Grampositiva Gramnegativa

PRIMERA GENERACIONPRIMERA GENERACION

SEGUNDA GENERACIONSEGUNDA GENERACION

TERCERA GENERACIONTERCERA GENERACION

TIPOS DE RESISTENCIA

• Natural o intrínseca. Es una propiedad• específica de las bacterias y su aparición• es anterior al uso de los antibióticos, como• lo demuestra el aislamiento de bacterias• resistentes a los antimicrobianos, de una• edad estimada de 2000 años encontradas en• las profundidades de los glaciares de las• regiones árticas de Canadá.

TIPOS DE RESISTENCIA

Adquirida. Constituye un problema en la clínica, se detectan pruebas de sensibilidad y se pone de manifiesto en los fracasos terapéuticos en un paciente infectado con cepas de un microorganismo en otros tiempos sensibles. La aparición de la resistencia en unabacteria se produce

a través de mutaciones (cambios en la secuencia de

bases de cromosoma) y por la trasmisión de material genético extracromosómico procedente de otras bacterias.

TIPOS DE RESISTENCIA

En el primer caso, la resistencia se trasmite de forma vertical de generación en

generación. En el segundo, la trasferencia de genes se

realiza horizontalmente a través de plásmidos u otro material genético movible como integrones y transposones; esto último no solo permite la trasmisión a otras generaciones, sino también a otras especies bacterianas.

La conjugación bacteriana

conjugación plasmidial.

Conjugación cromosomal

Pili

Plasmidio integradoal ADN cromosomal

Bacteria receptora

Plasmidio

ADN cromosomal

Pili

TIPOS DE RESISTENCIA

De esta forma una bacteria

puede adquirir la resistencia a uno o

varios antibióticos sin necesidad de haber

estado en contacto con estos

MECANISMOS DE RESISTENCIA

Las bacterias han desarrollado variosmecanismos para resistir la acción de losantibióticos. El primero de ellos es por laposición de un sistema de expulsión activadel antimicrobiano, una especie de bombaexpulsora que utilizan las bacterias para laexcreción de productos residuales o tóxicos,con la que puede eliminar además muchosde estos agentes antibacterianos (

MECANISMOS DE RESISTENCIA

El segundo, se realiza mediante la disminución de la permeabilidad de la pared bacteriana, con la pérdida o modificación de los canales de entrada

La producción de enzimas inactivantes

de los antibióticos constituye el tercer mecanismo

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

En la actualidad existen varias estrategias

con el fin de minimizar la resistencia de

las bacterias a la acción de los antibióticos.

A continuación se enumeran las que

aparecen en la literatura revisada

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

Uso racional de los antibióticos mediante

la educación a los médicos y la población.

Incremento en los planes de educación

médica de pregrado y posgrado del estudio

de las enfermedades infecciosas, el

uso de los agentes antimicrobianos y su

prescripción basada en la evidencia.

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

Establecimiento de programas de vigilancia

para detectar la aparición de cepas

resistentes, y mejoramiento de la

calidad de los métodos de susceptibilidad

para guiar la terapéutica empírica

contra los patógenos que producen las

enfermedades infecciosas más comunes.

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

Racionalización del empleo de los

antibióticos en la medicina veterinaria

para la producción de alimento animal

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

Rotación cíclica de antibióticos en las

instituciones de salud para reducir la

resistencia, se considera un concepto novedoso

y atractivo ya que el uso de los

antibió-ticos constituye un estímulo para

la emergencia de la resistencia

PREVENCIÓN DE LA RESISTENCIABACTERIANA

Cumplimiento estricto de las medidas deprevención y control de la infecciónintrahospitalaria. Empleo cada vez más de las vacunaciones. En este sentido, en la actualidadse buscan nuevas opciones contra gérmenesde alta virulencia y multirresistencia,productor de procesos infecciosos gravesen los seres humanos como elNeumococo.

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

• Madigan M.T., J.M. Martinko and J. Parker, Brock -Biology of Microorganisms, 10th Edition, Prentice Hall, 2003.

• Molecular Detection of Antimicrobial Resistance.ad c. Fluit,* Maarten R. Visser, and Franz-Josef Schmitz Clinical Microbiology Reviews, Oct. 2001, Vol. 14, No. 4. p. 836–871.

• Las bases Farmacológicas de la Terapéutica, Septima edición, Alfred Goodman Gilman, Louis S. Goodman, Theodore W. Rall, Ferid Murad.

• INSTITUTO UNIVERSITARIO DE OPTOMETRÍA• Biología 4º,para Cuarto Año de Educación Media