generalidad
Los betalactámicos (o β-lactámicos) constituyen una gran familia de antibióticos, que incluyen numerosas moléculas que comparten el núcleo central en la base de su estructura química: el anillo beta-lactámico, también conocido más simplemente como betalactámico .
El anillo betalactámico, además de constituir el núcleo central de esta clase de antibióticos, es también el farmacóforo de estas moléculas, es decir, es el grupo el que confiere las propiedades antibacterianas típicas de estos fármacos.
Clases de antibióticos betalactámicos
Dentro de la gran familia de betalactámicos encontramos cuatro clases de antibióticos, penicilinas, cefalosporinas, carbapenemas y monobactamas .
A continuación, se ilustrarán brevemente las principales características de estos medicamentos.
penicilinas
Las penicilinas son antibióticos de origen natural, ya que se derivan de un micete (es decir, un hongo).
Más específicamente, los fundadores de esta clase de antibióticos - penicilina G (o bencilpenicilina ) y penicilina V (o fenoximetilpenicilina ) - fueron aislados por primera vez de cultivos de Penicillium notatum (un molde conocido hoy en día como Penicillium chrysogenum ).
El descubrimiento de la penicilina se atribuye a Alexander Fleming, quien en 1928 observó cómo las colonias de Penicillium notatum podían inhibir el crecimiento bacteriano.
Sin embargo, la bencilpenicilina y la fenoximetilpenicilina se aislaron solo diez años más tarde gracias a un grupo de químicos ingleses.
A partir de ese momento, comenzó el gran desarrollo de la investigación en el campo de las penicilinas, en un intento por encontrar nuevos compuestos que fueran cada vez más seguros y efectivos.
Miles de nuevas moléculas fueron descubiertas y sintetizadas, algunas de las cuales todavía se utilizan en terapia.
Las penicilinas son antibióticos con acción bactericida, es decir, son capaces de matar las células bacterianas.
Entre las muchas moléculas que pertenecen a esta gran clase, mencionamos la ampicilina, la amoxicilina, la meticilina y la oxacilina.
cefalosporinas
Las cefalosporinas, como las penicilinas, también son antibióticos naturales.
La molécula considerada el progenitor de esta clase de fármacos, la cefalosporina C, fue descubierta por el médico italiano Giuseppe Brotzu de la Universidad de Cagliari.
A lo largo de los años, se han desarrollado numerosas cefalosporinas con una mayor actividad en comparación con su precursor natural, obteniendo medicamentos más efectivos con un espectro de acción más amplio.
Las cefalosporinas también son antibióticos con acción bactericida.
Cefazolina, cefalexina, cefuroxima, cefaclor, ceftriaxona, ceftazidima, cefixima y cefpodoxima pertenecen a esta clase de fármacos.
carbapenems
El progenitor de esta clase de fármacos es la tienamicina, que fue aislada por primera vez por el actinomiceto Streptomyces cattleya .
Se descubrió que la tienamicina era un compuesto con una actividad antibacteriana intensa, con un amplio espectro de acción y capaz de inhibir algunos tipos de β-lactamasa (enzimas particulares producidas por algunas especies bacterianas capaces de hidrolizar beta-lactama y para inactivar el antibiótico).
Dado que la tienamicina resultó ser muy inestable y difícil de aislar, se realizaron cambios en su estructura, obteniendo así un primer derivado semisintético más estable, el imipenem.
Meropenem y ertapenem también pertenecen a esta clase de antibióticos.
Los carbapenems son antibióticos con acción bacteriostática, es decir, no pueden matar las células bacterianas, pero inhiben su crecimiento.
monobactamas
El único medicamento que pertenece a esta clase de antibióticos es el aztreonam.
El aztreonam no proviene de compuestos naturales, sino que es de origen completamente sintético. Tiene un espectro de acción restringido solo a bacterias gramnegativas y también tiene la capacidad de inactivar ciertos tipos de β-lactamasas.
Mecanismo de accion
Todos los antibióticos beta-lactámicos actúan interfiriendo con la síntesis de la pared celular bacteriana, es decir, interfieren con la síntesis de peptidoglicanos.
El peptidoglicano es un polímero formado por cadenas paralelas de carbohidratos nitrogenados, unidos por enlaces transversales entre los residuos de aminoácidos.
Estos enlaces están formados por enzimas particulares que pertenecen a la familia de las peptidasas (carboxipeptidasa, transpeptidasa y endopeptidasa).
Los antibióticos betalactámicos se unen a estas peptidasas, evitando la formación de los enlaces transversales mencionados anteriormente; De esta manera, se forman áreas débiles dentro del peptidoglicano que conducen a la lisis y la muerte de la célula bacteriana.
Resistencia a los antibióticos betalactámicos.
Algunas especies bacterianas son resistentes a los antibióticos beta-lactámicos porque sintetizan enzimas particulares ( β-lactamasas ) capaces de hidrolizar el anillo beta-lactámico; Al hacerlo, inactivan el antibiótico y evitan que realice su función.
Para remediar este problema de resistencia, los antibióticos beta-lactámicos pueden administrarse junto con otros compuestos llamados inhibidores de la β-lactamasa que, como su nombre lo indica, inhiben la actividad de estas enzimas.
Los ejemplos de estos inhibidores son el ácido clavulánico que se encuentra a menudo en asociación con la amoxicilina (como, por ejemplo, en el medicamento Clavulin®), el sulbactam que se encuentra en asociación con la ampicilina (como, por ejemplo, en el medicamento Unasyn®) y tazobactam, que se puede encontrar en muchos medicamentos en combinación con piperacilina (como, por ejemplo, en el medicamento Tazocin®).
Sin embargo, la resistencia a los antibióticos no es causada únicamente por la producción de bacterias β-lactamasas, sino que también puede ser causada por otros mecanismos.
Estos mecanismos incluyen:
- Alteraciones en la estructura de los objetivos antibióticos;
- Creación y uso de una vía metabólica diferente de la inhibida por el fármaco;
- Las modificaciones de la permeabilidad celular contra el fármaco, de esta manera, dificultan el paso o la adhesión del antibiótico a la membrana celular bacteriana.
Desafortunadamente, el fenómeno de la resistencia a los antibióticos ha aumentado significativamente en los últimos años, principalmente debido al abuso y mal uso que se hace.
Por lo tanto, medicamentos tan poderosos y efectivos como los betalactámicos tienen cada vez más riesgo de volverse inútiles debido al continuo desarrollo de cepas bacterianas resistentes.
