Penicilinas, Cefalosporinas y otros Betalactámicos Introducción



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Penicilinas, Cefalosporinas
y otros Betalactámicos


Introducción:

El descubrimiento de la Penicilina se le atribuye al Doctor Alexander Fleming, quien en 1929 observó que un cultivo de Penicillium Notatum producía una sustancia que inhibía el crecimiento de estafilococo aureus. Esa sustancia fue llamada penicilina. 

Dadas las dificultades en la producción y purificación de esta sustancia, la penicilina no fue utilizada en el tratamiento de infecciones sino hasta 1941, cuando el Doctor Howard Florey y sus colaboradores en Inglaterra, hicieron posible la producción de cantidades suficientes de penicilina para los primeros estudios clínicos en humanos. 

En estudios posteriores realizados en Estados Unidos, la Penicilina fue utilizada satisfactoriamente para tratar infecciones estreptocóccicas y gonococcicas. Desde entonces ha sido ampliamente utilizada para el tratamiento de varias infecciones, y se han descubierto y sintetizado numerosas penicilinas. 

Así las penicilinas han sido uno de los más grandes y más importantes clases de antibióticos. 

A través de los años, las penicilinas han conservado su uso como antibióticos contra las bacterias, para las cuales se desarrollaron inicialmente. 

El surgimiento de penicilinasas producidas por estafilococo trajo a su vez el desarrollo de penicilinas resistentes a penicilinasas (betalactamasas) que tienen una cadena lateral acilica que proviene de la destrucción del anillo beta lactámico (ver estructura química y mecanismo de acción). 

Cambios posteriores en la cadena lateral de la estrucutura química permitío el desarrollo de penicilinas que tienen actividad contra bacterias aerobias gram(-), incluyendo pseudomona aeruginosa. Estas penicilinas incluyen las aminopenicilinas, carboxipenicilinas, ureidopenicilinas y penicilinas combinadas con inhibidores de las beta lactamasas. 

En esta sesión revisaremos todos los antibióticos que pertenecen a este grupo de los llamados betalactámicos: http://med.javeriana.edu.co/fisiologia/images/flemming.gifhttp://med.javeriana.edu.co/fisiologia/images/penicilinum.gifhttp://med.javeriana.edu.co/fisiologia/images/penicil.gif


  1. Pencilinas Naturales

  2. Penicilinas Betalactamasa resistentes

  3. Penicilinas de amplio espectro (Aminopenicilinas, Caboxipenicilinas y Ureidopenicilinas)

  4. Penicilinas combinadas con inhibidores de las betalactamasas

  5. Cefalosporinas

Estructura Química y Mecanismo de Acción:


Estructura Química 

La estructura básica de la penicilina (ácido 6-aminopenicilanico) consiste en un anillo de tiazolidina unido a un anillo betalactámico y una cadena lateral (que está compuesta por un grupo amino secundario). 



http://med.javeriana.edu.co/fisiologia/images/pncs.gif 

La integridad estructural del núcleo del ácido 6-aminopenicilanico es esencial para la actividad biológica de este compuesto. Si las betalactamasas bacterianas clivan el anillo betalactámico, se producen ácidos penicilóicos que caracen de actividad antibacteriana. 

Este proceso puede ser prevenido por la adición de ciertas cadenas laterales acílicas que protegen el anillo betalactámico o por combinación de la penicilina con un inhibidor de las betalactamasas (como ácido clavulínico, sulbactam o tazobactam) que inactivan algunas de estas enzimas bacterianas. 

Algunas manipulaciones en la cadena lateral han alterado el espectro antibacteriano, la susceptibilidad a las y las propiedades farmacocinéticas de las penicilinas. 

Estos cambios han aumentado del espectro contra bacterias gram(-) incluyendo pseudomona aeruginosa. 


Mecanismo de Acción 

El mecanismo de acción de las penicilinas no ha sido completamente dilucidado. Sin embargo se sabe que ellas actúan mediante la inhibición en la síntesis de la pared celular de la bacteria y la activación de su sistema autolítico (autolisinas). 

La acción de las penicilinas necesita la presencia de una pared celular que contenga peptidoglicanos. 

En la división activa de la bacteria, las penicilinasinhiben ciertas enzimas que crean reacción cruzada entre las cadenas peptídicas de la pared y de esta forma impiden el desarrollo de la estructura normal del peptidoglicano. 

Mediante este mecanismo se crea una pared celular defectuosa que no protege a la baceria y fácilmente se produce la lísis celular del microorganismo por la alta presión osmótica de su interior. 

En la pared celular existen unas enzimas bacterianas (transpeptidasa, carboxipeptidasa y endopeptidasa) que son llamadas proteínas ligadoras de penicilinas. 

La habilidad para penetrar la pared celular y el grado de afinidad de estas proteínas determinan la actividad de la penicilina en la bacteria. Varias bacterias difieren en el tipo y concentración de sus proteínas ligadoras de penicilina y la permeabilidad de sus paredes celulares a los antibióticos. Esto determina la susceptibilidad de las diferentes bacterias a los antibióticos. 

Adicionalmente, se ha encontrado que las penicilinas activan el sistema endogeno autolítico de las bacterias, un proceso que inicia la lisis celular y muerte de la bacteria. 



Las penicilinas y las cefalosporinas son bactericidas solo si la célula se encuentra en crecimiento activo y sintetizando su pared celular.
  http://med.javeriana.edu.co/fisiologia/images/cellwall.gif

Clasificación de las Penicilinas: Clasificación de las Penicilinas:

Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas naturales

 

Penicilina G cristalina
Penicilina G procaínica
Penicilina G benzatinica
Fenoximetil penicilina (penicilina V)


Penicilina G sódica o potásica
Allerpen
Bencetazil
Pen-vee-K


Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas penicilinasas resistentes

 

Meticilina
Oxacilina
Nafcilina
Cloxacinina
Dicloxacilina


No disponible
Prostafilina
Nafcil, unipen
Prostafilina A
Diclocil


Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas de Amplio Espectro

 

Aminopenicilinas

 

Ampicilina
Amoxacilina
Bacampicilina


Amfipén, Binotal
Amoxal, Amoxicilina, Rhamoxilina
Bacampicilina, Bamaxin, Penglobe


Carboxipenicilinas

 

Carbenicilina
Ticarcilina


No disponible
Ticapen


Ureidopenicilinas

 

Mezlocilina
Azlocilina
Piperacilina


Mezlin
Azlin
Pipracil


Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilina + inhibidor de betalactamasas

 

Amoxacilin - ácido clavulánico
Ampicilina – sulbactam
Ticarcilina - ácido clavulánico
Piperacilina - tazobactam


Clavulin
Unasyn, Sulam, Sultamicina
No disponible
No disponible


Espectro de actividad e indicaciones 

En comparación con otras familias de antibióticos, las penicilinas tienen uno de los más amplios espectros de actividad antibacteriana. 

Este amplio rango de actividad y la variedad de organismos infecciosos para los cuales las penicilinas son de primera elección se muestran en la siguiente tabla: 






MICROORGANISMO

PENICILINA

Cocos Gram positivos

 

Enterococos faecalis
(no productores penicilinasa)

E. Faecium
(no productores de penicilinasa)

Stafilococo Aureus
Productor de penicilinasa
No productor de penicilinasa

S. Epidermides 
No productor de penicilinasa
Productor de penicilinasa

Streptococo piogenes
(Grupo A, B, C o G)

Estreptococo viridans

S. Bovis

Estreptococos anaerobios o postestreptococos

S. Neumoniae
Penicilino susceptible 
(MIC

Penicilina G, usualmente más un aminoglucósido

Penicilina G , Usualmente más un aminoglucósido
Oxacilina, Nafcilina 
Penicilina G o V

Penicilina G o V 
Oxacilina, Nafcilina

Penicilina G o V

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G
Penicilina G o V

Cocos gram negativos

 

Neiseria meningitides

Penicilina G

Bacilos gram positivos

 

Bacillus antracis

Clostridium perfingens

C. Tetani

Erisipelotrix rhusiopathiae

Listeria monocytogenes

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Ampicilina más un aminoglucosido

Bacilos gram negativos

 

Proteus mirabilis

Eikenella corrodens

Fusobacterium

Leptotrichia buccalis

Pasteurella multocida

Pseudomona Aeruginosa

Spirillum minus

Streptobacillus monolinformis

Ampicilina

Ampicilina

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Ureidopenicilina más un aminoglucósido

Penicilina G

Penicilina G

Otros

 

Actinomyces isrraelii

Borrelia burgdorferi

(enfermedad de Lyme)

Leptospira

Treponema pallidum (sifilis)

T. Pallidum subsp pertenue

(yaws)

Penicilina G

Amoxacilina

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

A pesar de la proliferación de nuevos antibióticos, la familia de penicilinas permanece altamente activa contra muchas bacterias y es una elección importante para numerosas infecciones. 



Sin embargo con el paso de los años las penicilinas han sido reemplazadas por otros agentes antibacterianos en algunas indicaciones por el desarrollo de resistencia bacteriana.
 





Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas naturales

 

Penicilina G cristalina


Penicilina G procaínica


Penicilina G benzatinica

Fenoximetil penicilina
(penicilina V)


Penicilina G sódica o potásica

Allerpen

Bencetazil

Pen-vee-K






Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas penicilinasas resistentes

 

Meticilina

Oxacilina

Nafcilina

Cloxacinina

Dicloxacilina

No disponible

Prostafilina

Nafcil, unipen

Prostafilina A

Diclocil






Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilinas de Amplio Espectro

 

Aminopenicilinas

 

Ampicilina

Amoxacilina

Bacampicilina

Amfipén, Binotal

Amoxal, Amoxicilina, Rhamoxilina

Bacampicilina, Bamaxin, Penglobe

Carboxipenicilinas

 

Carbenicilina

Ticarcilina

No disponible

Ticapen

Ureidopenicilinas

 

Mezlocilina

Azlocilina

Piperacilina

Mezlin

Azlin

Pipracil






Tipo y Nombre Genérico

Nombre Comercial

Penicilina más inhibidor de betalactamasas

 

Amoxacilin - ácido clavulánico

Ampicilina - sulbactam

Ticarcilina - ácido clavulánico

Piperacilina - tazobactam

Clavulin

Unasyn, Sulam, Sultamicina

No disponible

No disponible




Espectro de actividad e indicaciones 

En comparación con otras familias de antibióticos, las penicilinas tienen uno de los más amplios espectros de actividad antibacteriana. 



Este amplio rango de actividad y la variedad de organismos infecciosos para los cuales las penicilinas son de primera elección se muestran en la siguiente tabla:
 




MICROORGANISMO

PENICILINA

Cocos Gram positivos

 

Enterococos faecalis
(no productores penicilinasa)

E. Faecium
(no productores de penicilinasa)

Stafilococo Aureus
Productor de penicilinasa
No productor de penicilinasa

S. Epidermides 
No productor de penicilinasa
Productor de penicilinasa

Streptococo piogenes
(Grupo A, B, C o G)

Estreptococo viridans

S. Bovis

Estreptococos anaerobios o postestreptococos

S. Neumoniae
Penicilino susceptible 
(MIC

Penicilina G, usualmente más un aminoglucósido

Penicilina G , Usualmente más un aminoglucósido
Oxacilina, Nafcilina 
Penicilina G o V

Penicilina G o V 
Oxacilina, Nafcilina

Penicilina G o V

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G
Penicilina G o V

Cocos gram negativos

 

Neiseria meningitides

Penicilina G

Bacilos gram positivos

 

Bacillus antracis

Clostridium perfingens

C. Tetani

Erisipelotrix rhusiopathiae

Listeria monocytogenes

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Ampicilina más un aminoglucosido

Bacilos gram negativos

 

Proteus mirabilis

Eikenella corrodens

Fusobacterium

Leptotrichia buccalis

Pasteurella multocida

Pseudomona Aeruginosa

Spirillum minus

Streptobacillus monolinformis

Ampicilina

Ampicilina

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

Ureidopenicilina más un aminoglucósido

Penicilina G

Penicilina G

Otros

 

Actinomyces isrraelii

Borrelia burgdorferi

(enfermedad de Lyme)

Leptospira

Treponema pallidum (sifilis)

T. Pallidum subsp pertenue

(yaws)

Penicilina G

Amoxacilina

Penicilina G

Penicilina G

Penicilina G

A pesar de la proliferación de nuevos antibióticos, la familia de penicilinas permanece altamente activa contra muchas bacterias y es una elección importante para numerosas infecciones. 



Sin embargo con el paso de los años las penicilinas han sido reemplazadas por otros agentes antibacterianos en algunas indicaciones por el desarrollo de resistencia bacteriana.
 


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