Beta-lactámicos: Guía completa de clasificación, mecanismos de acción y uso clínico

Beta-lactámicos

Beta-lactámicos: Tienen en común: un anillo beta-lactámico con un átomo de oxígeno en posición beta respecto a un átomo de nitrógeno. En función de los radicales unidos a este anillo, se distinguen: penicilinas, cefalosporinas, monobactámicos, carbapenems e inhibidores de beta-lactamasas.

Penicilinas

1. Penicilina: Historia:

• En 1928, Fleming observó el efecto inhibidor del hongo filamentoso Penicillium sobre el crecimiento de bacterias en placa de cultivo.
• En 1941, se administró por primera vez a un paciente con sepsis estafilocócica.
• En la década de 1940, se logró su producción industrial gracias a los estudios de Florey y Chain.

El hongo Penicillium roquefortii se utiliza en la producción del queso azul durante la fermentación.

Características generales: Principal grupo de antibióticos (ATB), el más numeroso y el más utilizado.

Mecanismo de acción

Inhiben la síntesis de la pared bacteriana en las etapas finales. Son compuestos bactericidas que inhiben las fases finales de la síntesis del peptidoglucano. El peptidoglucano está constituido por largas cadenas de glúcidos (-glucano), formadas por la repetición de moléculas de ácido N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina. El ácido murámico fija cadenas de tetrapéptidos (péptido-) que se unen entre sí para formar una malla, directamente en bacterias Gram-negativas o mediante un pentapéptido de glicina en Gram-positivas.

Los betalactámicos inhiben esta unión o transpeptidación, última etapa de la síntesis de la pared celular. La pared queda debilitada y puede romperse por la presión osmótica intracelular. Aunque tienen el mismo mecanismo de acción, hay diferencias en la actividad de los diferentes lactámicos, y ello se debe principalmente a 4 factores:

• Rapidez en la difusión de los antibióticos al espacio periplásmico.
• Resistencia a las β-lactamasas.
• Capacidad para escapar a los sistemas de expulsión activa.
• Afinidad variable por las distintas PBP (proteínas de unión a penicilina).

Mecanismos de resistencia

La resistencia a un antibiótico beta-lactámico puede deberse a:

1. Modificaciones de las PBP con disminución de la afinidad por el betalactámico.
2. Inactivación por betalactamasas excretadas al medio extracelular (bacterias Gram+) o contenidas en el espacio periplásmico (bacterias Gram-) (BLEE).
3. Disminución de la permeabilidad (bacterias Gram-) por reducción de las porinas de la pared bacteriana.
4. Presencia de bombas de expulsión activa del antibiótico desde el espacio periplásmico.

Farmacocinética

Absorción: Algunos pueden administrarse por vía oral: amoxicilina, cloxacilina… Otros solo por vía parenteral: aztreonam, imipenem, y muchas de las cefalosporinas.

Distribución y eliminación: Son hidrófilos, con baja unión a proteínas plasmáticas y buena difusión a tejidos. Poseen una amplia distribución corporal, con concentraciones terapéuticas incluso en bilis y líquido sinovial. Atraviesan poco la barrera hematoencefálica (BHE), pero cuando existe inflamación de las meninges (meningitis), la penetración aumenta hasta el 10-30%, siendo especialmente elevada para la cloxacilina y las cefalosporinas de tercera y cuarta generación. Ejemplo: ceftriaxona vía intravenosa para el tratamiento de infecciones del sistema nervioso central (SNC). Atraviesan la placenta, pero son de elección en el embarazo por su poca toxicidad. Eliminación renal (la mayoría), sin metabolizar.

Parámetro farmacocinético/farmacodinámico (PK/PD) predictor de eficacia: La actividad bactericida y la eficacia clínica se relacionan mejor con el tiempo durante el cual la concentración excede la concentración mínima inhibitoria (CMI) (T>CMI): "tiempo sobre la CMI". Para la mayoría de infecciones se considera adecuado que el tiempo que supera la CMI sea como mínimo del 50% del intervalo entre dosis (T>CMI)>50%).

Efecto postantibiótico (EPA): acción residual del antibiótico sobre la bacteria después de descender las concentraciones terapéuticas en la sangre y los tejidos por debajo de la CMI. En el caso de los antibióticos betalactámicos, el EPA es de corta duración (excepción de los carbapenémicos, que presentan un EPA significativo). Alargar los intervalos entre dosis puede llevar a fracasos terapéuticos.

Reacciones adversas

Son antibióticos bien tolerados. Pueden producir reacciones de hipersensibilidad (HPS) que van desde erupciones cutáneas hasta reacciones anafilácticas. En caso de alergia: asegurarse que se trata de una alergia y, si es el caso, contraindicar su uso. Alteraciones gastrointestinales (GI): náuseas (N), vómitos (V), diarreas (por sobreinfección Clostridium difficile). La ceftriaxona puede originar concreciones biliares y excepcionalmente colecistitis. Alteraciones neurológicas: convulsiones, somnolencia, estupor o coma con niveles elevados en líquido cefalorraquídeo (LCR) (especialmente con las penicilinas y el imipenem). Alteraciones de la coagulación: las cefalosporinas con el radical metiltiotetrazol (cefamandol, cefmetazol) pueden interferir la síntesis de protrombina y otros factores dependientes de la vitamina K.

Alergia a penicilinas

Formación de complejos entre la estructura betalactámica y diversas proteínas orgánicas, que actúan como haptenos inductores de la formación de anticuerpos. Manifestación clínica más frecuente: erupciones cutáneas exantemáticas locales o incluso generalizadas. También reacciones de tipo sistémico graves o incluso mortales (reacciones anafilácticas muy poco frecuentes). Reacciones cruzadas entre penicilinas y cefalosporinas (los anticuerpos generados presentan la misma especificidad). Reacciones cruzadas con aztreonam y carbapenems muy poco frecuentes.

Características que justifican su uso tan extendido

1. Potente acción antibacteriana (bactericidas).
2. Amplio espectro de acción.
3. Algunos resisten la inactivación enzimática de las bacterias (β-lactamasas): amoxicilina-clavulánico.
4. Características farmacocinéticas favorables: absorción oral, buena difusión tisular.
5. Bien toleradas (pocos efectos adversos).

Clasificación:

• Penicilinas
• Cefalosporinas: De 1ª a 5ª generación
• Monobactámicos
• Carbapenémicos
• Inhibidores de β-lactamasas

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…[Se incluye aquí el resto del texto del documento original, siguiendo el mismo formato y estilo que el ejemplo anterior.]…