Metabolismo Fermentativo Microbiano y Mecanismos de Acción Antibiótica

Metabolismo Fermentativo

Existen diferentes tipos de fermentación dependiendo del producto final.

La fermentación es un proceso metabólico que ocurre en ausencia de oxígeno, llevado a cabo por microorganismos anaerobios facultativos o estrictos. En este proceso no se utiliza un aceptor externo de electrones y el NADH generado se reoxida a NAD+ en las propias reacciones fermentativas, no en una cadena de transporte de electrones (CTE). Se trata de un metabolismo generador de ATP donde tanto el donador inicial de electrones como el aceptor final son compuestos orgánicos carbonados. El ATP se forma exclusivamente por fosforilación a nivel de sustrato.

Tipos de Fermentación

Fermentación Alcohólica (Etanólica)

El piruvato se reduce a etanol y CO₂. En un primer paso, el piruvato es descarboxilado a acetaldehído. Posteriormente, el acetaldehído se reduce a etanol utilizando el NADH (que se reoxida a NAD+ en el proceso).

Fermentación Homoláctica

Consiste en la reducción directa del piruvato a ácido láctico.

Fermentación Ácido-Láctica (Heteroláctica)

Los productos finales son ácido láctico, etanol y CO₂. Este proceso tiene un rendimiento energético menor que la fermentación homoláctica.

Efecto Pasteur: Relación Fermentación-Respiración

Este efecto se observa en microorganismos anaerobios facultativos, los cuales son capaces tanto de realizar respiración aerobia como fermentación. En presencia de oxígeno (O₂), llevan a cabo la respiración aerobia, pero en ausencia de O₂, recurren a la fermentación. Louis Pasteur fue el primero en observar que el azúcar es convertido en alcohol y CO₂ por las levaduras en ausencia de aire, y que en presencia de aire se forma muy poco o nada de alcohol. Este fenómeno, conocido como Efecto Pasteur, evidencia el mayor rendimiento energético de la respiración celular en comparación con la fermentación.

Agentes Quimioterapéuticos: Antibióticos

Definición y Clasificación

Los antibióticos son sustancias producidas por seres vivos (antibióticos naturales) o modificadas químicamente a partir de ellas (antibióticos semisintéticos) que, incluso a pequeñas dosis, tienen efectos microbicidas (matan microorganismos) o microbiostáticos (inhiben su crecimiento). Se clasifican según su estructura química o su modo de acción. Algunas categorías según el modo de acción incluyen:

• Antibióticos que interfieren en la biosíntesis de la pared celular.
• Antibióticos que actúan sobre la membrana celular.
• Antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas.
• Antibióticos que actúan sobre la síntesis de ácidos nucleicos (ADN o ARN).

Penicilinas

Este grupo incluye también a las cefalosporinas y cefamicinas. La penicilina G fue el primer antibiótico descubierto, eficaz principalmente frente a bacterias Gram positivas. Las penicilinas inhiben la síntesis de la pared celular bacteriana, impidiendo la formación de los enlaces peptídicos (transpeptidación) en el peptidoglicano. Presentan una gran selectividad y, generalmente, baja toxicidad para las células del hospedador.

Modos de Acción de los Antibióticos

Los principales mecanismos por los cuales los antibióticos ejercen su acción son:

1. Interferencia con la síntesis de la pared celular.
2. Inhibición de la síntesis proteica (actuando sobre los ribosomas).
3. Inhibición de la replicación y reparación del ADN (síntesis de ADN).
4. Inhibición de la transcripción (síntesis de ARNm).
5. Alteración de la integridad de la membrana plasmática.
6. Inhibición competitiva de rutas metabólicas esenciales (actuando como antimetabolitos).
7. Despolarización de la membrana plasmática.
8. Inhibición de la biosíntesis de ácidos grasos.