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
• 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
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
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
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
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.
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
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.
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
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