Dr. Jos Luis Garca SnchezEspecialista de II grado en Pediatra

Profesor Consultante de Pediatra del ISCM de Camagey

Dr. Francisco A. Varona RodrguezEspecialista de II grado en Pediatra

Instructor de Pediatra del ISCM Camagey

Edicin: Lic. Daisy Bello lvarezDiseo, emplane e ilustraciones: DI. Jos Manuel Oubia GonzlezEmplane: Xiomara Segura Surez

Jos Luis Garca Snchez, Francisco Alberto Varona Rodrguez, 2009 Sobre la presente edicin: Editorial Ciencias Mdicas, 2009

ISBN 978-959-212-477-6

Editorial Ciencias MdicasCentro Nacional de Informacin de Ciencias MdicasCalle 23 No. 117 e/ N y O, Edificio Soto, 2do. piso, El Vedado,Plaza de la Revolucin, La Habana, CP: 10400, Cuba.Correo electrnico: ecimed@infomed.sld.cuTelfonos: 838 3375 832 5338

Catalogacin Editorial Ciencias Mdicas

Garca Snchez, Jos Luis. Antimicrobianos: consideraciones para su uso en Pediatra /Jos Luis Garca Snchez, Francisco A. Varona Rodrguez. -LaHabana, Editorial Ciencias Mdicas, 2009. 132 p. : grf., tab.

QV 350

1.Antibiticos / uso teraputico 2. Agentes Antibacterianos / uso teraputico 3. Farmacorresistencia Microbiana 4. Pediatra

I. Varona Rodrguez, Francisco A.

Autores principales

Dr. Jos Luis Garca SnchezEspecialista de II grado en Pediatra. Profesor Consultante dePediatra del ISCM.Mster en Atencin Integral al nio. Servicio deenfermedades respiratorias. Hospital Peditrico Provincial Docentede Camagey.

Dr. Francisco Alberto Varona RodrguezEspecialista de II grado en Pediatra. Instructor de Pediatra del ISCMDiplomado en Terapia Intensiva Peditrica y en EmergenciasMdicas.Mster en Atencin Integral al nio.Servicio deenfermedades respiratorias Hospital Peditrico ProvincialDocente de Camagey.

Colaboradores

Dr. Luis Bastin MansoEspecialista de II grado en Anatoma Patolgica. Auxiliar del ISCMJefe del Servicio de Anatoma Patolgica.Hospital PeditricoProvincial Docente de Camagey.

Dr. Hctor Cspedes RodrguezEspecialista de I grado en Pediatra y de II grado en MedicinaIntensiva y Emergencias.Instructor del ISCM. Servicio de Terapia IntensivaQuirrgica.Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dr. Juan Iglesias SolsEspecialista de II grado en Otorrinolaringologa. Profesor Asistentedel ISCM. Jefe del servicio de Especialidades Quirrgicas.HospitalPeditrico Provincial Docente de Camagey.

Dra. Cecilia Guerrero SolerEspecialista de II grado en Pediatra. Auxiliar y Consultante.Mster en Atencin integral al nio. Servicio de Terapia IntensivaQuirrgica. Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dr. Eduardo Espinosa del RiscoEspecialista de I grado en Pediatra. Profesor Asistente del ISCM.Ctedra de Pediatra.Hospital Peditrico Provincial Docente deCamagey.

Dra. Ivette Prince MartnezEspecialista de I grado en Pediatra y de I grado en MedicinaIntensiva y Emergencias.Servicio de Terapia Intensiva Polivalente.Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dra. Yanet Loret de Mola BuenoEspecialista de I grado en MGI y de I grado en Medicina Intensivay Emergencias Servicio de Terapia Intensiva Polivalente.HospitalPeditrico Provincial Docente de Camagey.

Dra. Sacha B. Garca FernndezEspecialista de I grado en Radiologa e Imagenologa.HospitalProvincial Docente Manuel Ascunce Domenech de Camagey.

Dra. Rebeca Escobar CasasEspecialista de II grado en Nefrologa. Profesora Titular dePediatra y Consultante del ISCM. Servicio de Nefrologa. HospitalPeditrico Provincial Docente de Camagey.

Dra. Mariela Mayo NpolesEspecialista de I grado en Nefrologa. Instructora del ISCM.Servicio de Nefrologa.Hospital Peditrico Provincial Docente deCamagey.

Dr. Pedro Bueno RodrguezEspecialista de I grado en Ortopedia. Instructor del ISCMServicio de Ortopedia.Hospital Peditrico Provincial Docente deCamagey.

Dra. Esther Llanos PadrnEspecialista de II grado en Pediatra.Profesora Asistente del ISCM.Servicio de Enfermedades Digestivas.Hospital Peditrico ProvincialDocente de Camagey.

Dr. Jos Ral Snchez AguilarEspecialista de II grado en Ciruga Peditrica.Servicio de CirugaPeditrica. Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dr. Lowis Moreno PenaEspecialista de I grado en Pediatra y en Medicina Intensiva y Emergencias.Instructor del ISCM. Servicio de Terapia Intensiva PeditricaPolivalente Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dr. Deybis Snchez MirandaEspecialista de II grado en Pediatra.Instructor del ISCM.Diplomado en Terapia Intensiva Peditrica. Servicio de Oncologa.Hospital Peditrico Provincial Docente de Camagey.

Dr. Eduardo Pedroso FilibertoEspecialista II grado en Cardiologa. Auxiliar del ISCMServicio de Cardiologa.Hospital Peditrico Provincial Docente deCamagey.

Dra. Ofelia Figueredo MendozaEspecialista de I grado en Pediatra. Instructora del ISCM.Servicio de Enfermedades Respiratorias.Hospital Peditrico ProvincialDocente de Camagey.

Dr. Sergio Rodrguez TllezEspecialista de I grado en Pediatra. Instructor del ISCM.Servicio de Miscelneas.Hospital Peditrico Provincial Docentede Camagey.

Dra. Elizabeth Hernndez MooreEspecialista de II grado en Ciruga Peditrica. Auxiliar del ISCM.Servicio de Ciruga Peditrica.Hospital Peditrico Provincial Docentede Camagey.

Dr. Jos Carlos Bueno RodrguezEspecialista de II grado en Ciruga Peditrica. Profesor Asistente delISCM.Servicio de Ciruga Peditrica.Hospital Peditrico Provincial Docentede Camagey.

Dra. Clara Gallo BorreroEspecialista de I grado en Pediatra y de I grado en Medicina Intensivay Emergencias. Departamento de Calidad. Hospital Peditrico ProvincialDocente de Camagey.

Dr. Jos L. Ramrez LanaEspecialista de II grado en Cardiologa. Auxiliar del ISCM. Serviciode Cardiologa. Hospital Provincial Docente Manuel AscunceDomenech de Camagey.

Tc. Marisol Esquivel ZayasDepartamento de Informtica. Hospital Peditrico Provincial Docentede Camagey.

A los nios del mundoy especialmente a los nios cubanos

Los antimicrobianos son en muchos casostoda la parte visible de un problema profundo

El autor

Prefacio

La lucha del hombre contra las infecciones es tan antigua, como la propiaexistencia como especie. En el papiro de Ebers, 1 500 aos a.n.e. se men-ciona la aplicacin en las heridas infestadas de: la pelcula de hongo produ-cida por la madera de los barcos, el raspado de las paredes hmedas de lasiglesias y el pan mohoso.

La milenaria cultura china tambin posee referencias a tratamientos simila-res utilizando la cscara enmohecida de la soya. Sin embargo, siglos ente-ros tuvieron que transcurrir para que comenzaran a emerger los basamen-tos cientficos que justificaran tales aplicaciones.

No es hasta el siglo XIX cuando empiezan a realizarse los grandes descu-brimientos microbiolgicos a partir del desarrollo del microscopio. Un nue-vo y desconocido mundo comienza a aparecer ante nuestros ojos.

Tras casi 20 siglos de desconocimiento, 2 centurias han cambiado el pano-rama mundial y los grmenes, en aquellos momentos desconocidos, se hanrevelado como los principales verdugos de la humanidad.

A la par de la enorme cadena de descubrimientos microbiolgicos que sedesat, se tens la tambin cadena de su clasificacin y la bsqueda deformas eficaces de combatirlos. En todo este tiempo, la carrera ha sidoconstante, larga y azarosa. A la par del desarrollo de las cada vez mspotentes drogas antibacterianas surgidas para erradicar a estosmicroorganismos patgenos, ellos desarrollaron complicados mecanismospara resistirlas, inutilizarlas y vencerlas con mucha ms eficacia que la de-mostrada por el hombre para encontrar nuevos productos para combatirlos.Hoy, el futuro es incierto en esta lucha y los grmenes muestran mayores

posibilidades de victoria. El ser humano se enfrenta a una lucha por suexistencia y su arma ms eficaz no est en sofisticados laboratorios, ni encomplejas reacciones qumicas, est en su racionalidad para utilizareficientemente las armas que hasta hoy posee en esta lucha: los antimicrobianos.

Hablar de poca posantibitica, podra significar hablar de poca poshumana.El problema de la resistencia bacteriana est planteado y, lo ms preocupante,es que crece cada da ms. Es necesario salvar uno de los ms grandeslogros de la medicina: el descubrimiento y posterior desarrollo de las drogasantimicrobianas. Esto pudiera significar salvar la propia existencia.

Con preocupacin por este fenmeno y por la aparente frivolidad que aluso de los antimicrobianos se le daba en este medio, un reducido grupo deprofesionales de la medicina comenz a adentrarse en el estudio de esteapasionante tema. Ya hace casi 10 aos, los iniciadores de aquella iniciativa,encabezados por el Profesor Dr. Jos Luis Garca Snchez, concibieron laidea de poner en manos de los colegas de profesin un texto que contribu-yera a utilizar de forma ms adecuada las drogas antimicrobianas.

En este tiempo, muchos otros colegas se fueron uniendo a esta tarea. Pri-mero surgi un boceto de libro que recoga elementos generales necesariospara comprender las bases de la teraputica antimicrobiana. Era una am-plia revisin de los temas afines que poda dotar a los mdicos de ciertoselementos necesarios. Luego, se comenzaron a percatar de que, si bien eracierto que exista infinidad de literatura al respecto, lo que s no se poseaera una poltica coherente, cientfica y oportuna para utilizar estas drogas yya, en esos momentos, se sufran los embates de la resistencia creciente.

Es entonces que surge esta idea, y la accin concreta de un colectivo quese uni para hacer nacer este manual de Buenas Prcticas para el uso delos antimicrobianos en el hospital que hoy se pone en sus manos, ahora msamplio y actualizado y que se sabe podrn utilizar para un mejor trabajo conlos pacientes.

Se espera que sirva de utilidad para encauzar estos esfuerzos y conoci-mientos en esta lucha, solo as se podrn sentir satisfechos del esfuerzorealizado.

LOS AUTORES

Contenido

SECCIN ICAPTULO 1Generalidades de la teraputica antimicrobiana/ 1

Orgenes de la quimioterapia antimicrobiana/ 3Definiciones/ 3Clasificacin/ 4Mecanismos de accin de los antimicrobianos/ 6

Antimicrobianos que inhiben la sntesis de la pared celular delgrmen/ 7Antimicrobianos que inhiben la sntesis proteica a nivelribosomal/ 11Antimicrobianos que inhiben la permeabilidad de la membranacelular/ 12Antimicrobianos que afectan la sntesis de cidos nucleicos/ 13

Bibliografa/ 14

CAPTULO 2Resistencia antimicrobiana/ 15

Origen de la resistencia antimicrobiana/ 16Plsmidos de resistencia/ 16Betalactamasas/ 17

Clasificacin de las betalactamasas segn perfil de sustrato/ 18Transposones/ 24

Resistencia a los antimicrobianos/ 26Resistencia a antimicrobianos en Cuba/ 32

Bibliografa/ 33

CAPTULO 3Laboratorio de Microbiologa y enfermedades

infecciosas/ 34Cultivo de microorganismos/ 36Pruebas de sensibilidad del microorganismo/ 38Pruebas serolgicas/ 39Bibliografa/ 39

CAPTULO 4Poltica de uso de antimicrobianos/ 41

Aspectos a evaluar en el uso de un tratamiento antimicrobiano/ 43Factores dependientes del agente causal/ 43Factores dependientes del antimicrobiano/ 44Factores dependientes del hospedero/ 47

Causas de fracaso del tratamiento antimicrobiano/ 48Bibliografa/ 48

SECCIN IICAPTULO 5Antimicrobianos en las unidades de terapia intensiva peditrica/ 49

Elementos de la infeccin nosocomial en los nios/ 50Elementos a considerar para el tratamiento antibacteriano emprico/ 50Protocolos de tratamiento antimicrobiano frente a las infeccionesrelacionadas con catter/ 50

Definiciones/ 50Factores de riesgo/ 51Etiologa/ 51

Protocolos de tratamiento antimicrobiano frente a las neumonasbacterianas graves en UTIP/ 53

Clasificacin y etiologa/ 53Factores a evaluar en la neumona intrahospitalaria para un trata-miento antimicrobiano/ 54Protocolos de tratamiento antimicrobiano en las meningoencefalitisbacterianas agudas/ 57

Definiciones/ 57Etiologa/ 59Tratamiento/ 59

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el pacienteneutropnico severo/ 60

Asociacin de antimicrobianos/ 61Bibliografa/ 63

CAPTULO 6Antimicrobianos en las infecciones respiratorias agudas/ 65

Clasificacin/ 65Etiologa/ 66Factores de riesgo/ 67

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente conrinofaringitis infecciosa aguda/ 67

Definicin/ 67Etiologia/ 67Complicaciones/ 68Manejo del paciente/ 68

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente confaringoamigdalitis aguda/ 69

Definicin/ 69Clasificacin/ 69Complicaciones/ 71

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con otitismedia/ 71

Definiciones/ 73Etiologa/ 73Clasificacin/ 74Factores de riesgo/ 74Complicaciones/ 74

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con sinusitis/ 74Definicin/ 75Complicaciones/ 75Factores predisponentes/ 75Etiologa/ 75

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con crupinfeccioso/76

Definicin/ 76

Etiologa/ 76Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con bron-quitis/ 80

Definicin/ 80Etiologa/ 80Conducta teraputica/ 80

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con neumo-na aguda leve o moderada/ 80

Definicin/ 81Clasificacin/81Tratamiento emprico de la neumona/ 82

Bibliografa/ 86

CAPTULO 7Antimicrobianos en las infecciones cardiovasculares/ 87

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente conendocarditis/ 87

Definicin/ 87Etiologa / 88

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente conpericarditis/ 89

Etiologa/ 90Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con fiebrereumtica/ 91

Definicin/ 91Etiologa/ 91Perodos clnicos de la enfermedad/ 92

Bibliografa/ 94

CAPTULO 8Antimicrobianos en las infecciones gastrointestinales/ 95

Definiciones/ 95Etiologa/ 95Clasificacin funcional/ 96Complicaciones/ 96Signos de mal pronstico/ 98

Bibliografa/ 99

CAPTULO 9

Antimicrobianos en las infecciones del tracto urinario/ 103Definicin/ 100Etiologa/ 100Clasificacin/ 101Tratamiento/ 101

Bibliografa/ 103

CAPTULO 10Antimicrobianos en la patologa infecciosa diversa del nio/ 104

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en la tuberculosis infantil(TB)/ 105

Definicin/ 105Bases para el tratamiento/ 106

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en la fibrosis qustica(FQ)/ 108

Etiologa/ 109Bases del tratamiento de las infecciones respiratorias en lafibrosis qustica/ 110

Bibliografa/ 110

CAPTULO 11Antimicrobianos en la patologa ortopdica del nio/ 112

Etiologa/ 112Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente con artritissptica/ 112

Definicin/ 112Etiologa/ 113Fuentes de la infeccin/ 113

Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el paciente conosteomielitis hematgena aguda/ 113

Definicin/ 113Etiologa/ 114Fuentes de la infeccin/ 114

Bibliografa/ 115

CAPTULO 12Antimicrobianos en la profilaxis de la ciruga peditrica/ 116

Definiciones/ 116Etiologa/ 116

Bibliografa/ 120CAPTULO 13Antimicrobianos en las afecciones dermatolgicas/ 121

Predisponentes a las infecciones de la piel/ 121Caractersticas de las enfermedades dermatolgicas en pediatra/ 121Protocolos de tratamiento antimicrobiano en el nio con infeccionesdermatolgicas/ 122

Definicin/ 122Etiologa/ 122Clasificacin/ 122Prevencin/ 122

Bibliografa/ 124

EPLOGOAntimicrobianos del futuro/ 125

1BASES GENERALES PARAEL TRATAMIENTO ANTIMICROBIANO

3GENERALIDADES DE LA TERAPUTICAANTIMICROBIANA Dr. Francisco A. Varona Rodrguez

Dr. Jos Luis Garca Snchez

La constante lucha del hombre contra una gran cantidad de microorganismosha sido enfrentada, desde tiempos inmemoriales por alcanzar cada da mejoresniveles de salud. Muchos de estos microorganismos son potencialmente morta-les.

La guerra sin cuartel contra estos grmenes ha llegado hasta estos das, apesar de contar en el arsenal teraputico con innumerables drogas capaces dedestruir, o al menos reducir, poblaciones celulares patgenas hasta un tamao talque puedan ser controladas por los mecanismos inmunitarios del hospedero.

El descubrimiento, desarrollo y aplicacin clnica de los antimicrobianos esconsiderado como uno de los mayores avances en el campo de la teraputica yaque permiti un cambio radical en la morbimortalidad de las enfermedades infec-ciosas. Sin embargo, la sntesis de esta gran cantidad de antimicrobianos, sobretodo en las ltimas dcadas, ha introducido un nuevo y preocupante problema: elsignificativo incremento de la resistencia antimicrobiana.

Los grmenes se han vuelto resistentes a muchos de los agentes destinadosa combatirlos como resultado de cambios en sus cromosomas, o mediante elintercambio de material gentico. Pero el hombre no cesa en su empeo de salirvictorioso en este nuevo frente de batalla.

El xito del tratamiento en las enfermedades infecciosas es el resultado deun complejo proceso que depende de la interaccin de numerosos factores rela-cionados entre s que son:

1. Por el microorganismo causal:a) Tipo de microorganismo.b) Sensibilidad a los antimicrobianos.c) Resistencia microbiana.d) Cintica del crecimiento.

42. Por el antimicrobiano:a) Familia o grupo farmacolgico.b) Espectro antimicrobiano.c) Farmacocintica.d) Dosificacin.e) Duracin del tratamiento.f) Farmacodinamia.g) Eficacia/seguridad/costo.h) Asociaciones.

3. Por el hospedero:a) Localizacin de la infeccin.b) Condiciones del foco infectante.c) Problemas teraputicos especiales como:

- Fisiolgicos (edad, gestacin, lactancia).- Patolgicos (traumatismos o procedimientos invasivos que alteran los

sistemas defensivos naturales del organismo, inmunodepresin, insufi-ciencia renal, insuficiencia heptica, gravedad de la infeccin, etc.).

Una de las grandes estrategias de la industria farmacutica moderna es lacreacin de frmacos que acten bloqueando la resistencia creciente de losmicroorganismos frente a los antimicrobianos, ya sea mediante inhibidores debetalactamasas (IBL), la creacin de nuevas molculas o la modificacin de lasya existentes. En todos los casos el objetivo es impedir la actividad de estasenzimas responsables de la resistencia.

Las investigaciones centran hoy sus propsitos en la bsqueda del antibiticoideal, el cual tendra que responder favorablemente a un grupo de caractersticasentre las que se encuentran:

1. Farmacodinmicas:- Poseer actividad bactericida frente a la mayor cantidad posible de agentes

patgenos.- Ser estable frente a las betalactamasas.- No poseer efectos colaterales importantes sobre sistemas orgnicos; pero

de presentarse estos efectos, sean mnimos.2. Farmacuticas:

- Estar disponibles en formas lquidas.- Poseer un gusto agradable.- Que puedan ser administrados con los alimentos.

3. Farmacocinticas- Poseer una vida media prolongada.- Buena penetracin en los fluidos corporales manteniendo concentraciones

requeridas para inhibir la replicacin bacteriana- Que no sea metabolizado, ya que cuando esto ocurre puede participar en

interacciones medicamentosas.

5- Que sea eliminado a escala renal, a travs del filtrado glomerular.- Poseer escasa toxicidad.

4. Econmicas- Costo accesible para el paciente.

La bsqueda no ha concluido; los objetivos estn trazados, los recursos estndisponibles, la inteligencia humana trabaja a toda capacidad. Con todo ello sepuede vislumbrar el futuro.

Una vez ms la batalla por la vida est planteada y no cabe dudas que elhombre saldr airoso, pero an quedan obstculos por vencer. El conocimientohumano debe transmitirse de generacin en generacin, los avances y logros quese alcanzan deben ser puestos a disposicin de todos y no en manos de unospocos, la inteligencia debe ser dedicada a controlar y no a crear nuevos ypoderosos grmenes en sofisticados laboratorios. Solo as se vencer en estaguerra, a muerte, por la vida. Por todo esto cobra vital importancia la actualiza-cin constante de los mdicos, que deben estar familiarizados con todos estosaspectos.

Orgenes de la quimioterapia antimicrobianaUno de los conceptos que revolucion el pensamiento cientfico y abri las

puertas al desarrollo actual de la quimioterapia antimicrobiana moderna fue laformulacin por Paul Ehrlich de los principios de la toxicidad selectiva en laprimera dcada del siglo XX. El demostr que existan sustancias capaces deresultar nocivas para un parsito e inocuas para el hospedero y condujo experi-mentos con los arsenicales que, adems de considerarse el primer triunfo impor-tante de la quimioterapia, permiti el reconocimiento inicial de las relaciones es-pecficas que se producen entre los parsitos y las drogas.

Sobre este principio fundamental de toxicidad selectiva se basa la terapiaantimicrobiana para destruir una poblacin celular patgena (bacterias, hongos,protozoarios, etc.) o reducirla a un tamao tal que pueda ser controlada por losmecanismos inmunitarios del hospedero.

DefinicionesLos antimicrobianos que son capaces con su accin de destruir estas pobla-

ciones y por tanto provocar la lisis y muerte del germen son denominadosbactericidas; los que inhiben el crecimiento bacteriano y por tanto reducen laspoblaciones celulares patgenas son considerados bacteriostticos.

Actualmente se plantea el inicio de la era de la quimioterapia antimicrobianaen 1935, con el surgimiento de las sulfonamidas, y de la antibioticoterapia con eluso de la penicilina, descubierta por Alexander Fleming desde 1929.

Inicialmente estas drogas fueron aisladas de filtrados de medios en los cua-les los hongos productores haban crecido. Al pasar los aos y como consecuen-cia del desarrollo de otras ciencias, se ha llegado a la modificacin biosinttica de

6molculas. Es por esto que anteriormente a los medicamentos utilizados paracombatir infecciones se les denominaba indistintamente como antibiticos cuandoeran obtenidos a partir de microorganismos naturales y quimioterpicos cuan-do eran producidos a travs de la sntesis qumica. No obstante y para evitarerrores conceptuales se les denomin antimicrobianos a los medicamentos deorigen natural, semisintticos o sintticos, utilizados para poder suprimir el creci-miento de los microorganismos y eventualmente producir su muerte.

Clasificacin de los antimicrobianosLas drogas antimicrobianas estn constituidas por clases muy diversas de

compuestos y a menudo se clasifican en grupos o familias atendiendo a estascaractersticas (Tabla 1). Por otro lado, tambin es usual encontrar clasificacio-nes que los dividen atendiendo a su espectro antibacteriano, segn el efecto desu accin (Tabla 2), segn su mecanismo de accin sobre las bacterias (Tabla 3),segn su estructura qumica, etc. Por tal motivo es difcil determinar cul de ellases la ideal, pero lo cierto es que cada una aporta una informacin bsica deimportancia para su conocimiento y utilizacin.

Tabla 1. Clasificacin de los antimicrobianos por grupos o familias

I. Aminociclitoles espectinomicina II.Aminoglucsidos estreptomicina, neomicina, kanamicina, gentamicina,

tobramicina, amikacina, dibekacina, netilmicina.III.Betalactmicos

a)Penicilinas Bencilpenicilinas penicilina G (Cristalina, procanica, benzatnica),

fenoximetilpenicilina Aminopenicilinas ampicilina, amoxicilina Isoxazoxilpenicilinas oxacilina, cloxacilina, meticilina, nafcilina Carboxipenicilinas carbenicilina, ticarcilina, Ureidopenicilinas

azlocilina, mezlocilina, piperacilina, alpacilinab) Cefalosporinas

1era generacin cefalexina, cefazolina, cefalotina, cefadroxil 2da generacin cefamandol, cefonocid, cefoxitn, cefuroxime 3era generacin cefotetn, cefotaxime, ceftazidima, ceftriaxone 4ta generacin cefepime, cefpirome

c)Carbapenmicos imipenem, meropenemd)Monobactmicos aztreonam, carumonam, tigemonane)Inhibidores de betalactamasas cido clavulnico, sulbactam, tazobactam

(IBL)IV. Diaminopiridinas trimetropina, metioprima, pirimetaminaV. Estreptograminas pristinamicina, virginamicina, quinopristina/

dalfopristinaVI. Fenicoles cloranfenicol, tianfenicolVII. Fosfomicinas fosfocina, fosmidomicinaVIII. Fusidanos cido fusdico

7IX. Glicopptidos vancomicina, teicloplanina, ramoplaninaX. Licosaminas lincomicina, clindamicinaXI. Imidazoles miconazol, ketoconazol, fluconazolXII. Macrlidos eritromicina, oleandomicina, josamicina,

roxitromicina, azitromicina, claritromicinaXIII. Nitroimidazoles metronidazol, tinidazol, ornidazol, secnidazolXIV. Nitrofuranos nitrofurantona, nitrofurazona, furazolidonaXV. Nucletidos antivirales aciclovir, vidarabina, citarabina, zidovudinaXVI. Polienos nistatina, anfotericn BXVII. Polipptidos polimixina B, colistina, bacitracinaXVIII. Quinolonas

1era generacin cido nalidxico, cido oxolnico, cinoxacina, cidopipemdico

2da generacin ciprofloxacina, norfloxacina, ofloxacina, enoxacina

3era generacin temafloxacina, difloxacina, lomefloxacinoXIX.Rifamicinas rifamicina, rifampicina, rifaxcimenXX. Sulfonas dapsoneXXI.Sulfonamidas sulfacetamida, mafenida, sulfasalacina, ftalil

sulfatiazol, sulfadiacina, sulfisoxazol, sulfimetoxazol,sulfadoxine

XXII. Tetraciclinas clortetraciclina, tetraciclina, doxiciclina, minociclina

Tabla 2. Clasificacin de los antimicrobianos segn su accin

1. Bactericidas:- Betalactmicos- Aminoglucsidos- Glicopptidos- Rifamicinas- Quinolonas- Cotrimoxazol- Fosfomicina- Nitrofuranos

2. Bacteriostticos:- Fenicoles- Lincosamidas- Macrlidos- Tetraciclinas- Sulfamidas

8Tabla 3. Clasificacin segn el espectro de accin antibacteriano

1. Principalmente contra grmenes Gram positivos:- Bencilpenicilinas- Cefalosporinas de 1era generacin- Glicopptidos- Macrlidos- Lincosamidas- Rifamicinas- Bacitracina- Acido fusdico

2. Principalmente contra grmenes Gram negativos:- Aminoglucsidos- Monobactmicos- Polimixinas

3. De amplio espectro.- Aminopenicilinas- Carboxipenicilinas- Ureidopenicilinas- Cefalosporinas de 2da, 3era y 4ta generacin- Carbapenmicos- Fenicoles- Quinolonas- Cotrimoxazol- Tetraciclinas

4. Contra grmenes anaerobios.- Penicilinas- Cefoxitina- Carbapenmicos- Metronidazol- Fenicoles- Macrlidos- Lincosamidas

Mecanismos de accin de los antimicrobianosSiguiendo los principios enunciados por Ehrlich, un agente antimicrobiano

ideal debe mostrar toxicidad selectiva. Realmente este trmino es relativo. Lofrecuente es que se presente una droga que, en una concentracin determinadasea tolerable para el hospedero pero que pueda daar al agente infectante.

Este principio se entiende claramente al analizar los mecanismos de accinque utilizan los antimicrobianos para actuar sobre los agentes infecciosos. Lasdrogas antimicrobianas aprovechan las caractersticas diferenciales existentesentre las clulas de los agentes causales de la infeccin y las del hospedero(Fig.1.1).

9 Los sitios diana o receptores donde los antimicrobianos ejercen su accinpueden ser estructuras celulares o reacciones bioqumicas esenciales para elagente infeccioso, blancos que no existen en la clula del mamfero, o que siexisten, son menos vulnerables que los del microorganismo.

Antimicrobianos que inhiben la sntesis de la pared celulardel grmen

Las bacterias, tanto Gram positivas como Gram negativas presentan unaconfiguracin anatmica bastante similar. Sus principales estructuras estn cu-biertas por la pared celular, muy necesaria para ellas ya que la concentracinosmtica interna de la clula bacteriana es varias veces mayor que la existenteen el lquido tisular de los mamferos; por lo que si esta estructura no existiera, losmicroorganismos rpidamente estallaran y moriran. Mientras vive una bacteria,su pared celular est siendo constantemente sintetizada en algunas zonas y enotras, simultneamente, est siendo lisada por enzimas autolticas(acetilmuramiclasas) lo que le permite a la clula renovar su estructura y experi-

Fig. 1.1. Mecanismos de accin de los antimicrobianos.

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mentar la divisin. Si esta sntesis se detiene, se rompera el equilibrio existente,pudiendo mantenerse la lisis y originar la produccin de formas deficientes depared (los protoplastos) que experimentan lisis en un medio no protegidoosmticamente.

La pared celular est compuesta de una capa de pptido glicn que es unheteropolmero de estructura tridimensional con 2 cadenas, consistentes en uni-dades alternantes de 2 aminoazcares: la N-acetilglucosamida (NAG) y el cidoN-acetilmurmico (NAM) que se unen por pequeas cadenas peptdicas. Comoresultado de este entrecruzamiento, queda una macromolcula que da estabili-dad y rigidez mecnica a la bacteria permitindole soportar la presin osmtica.

Una de las diferencias estructurales entre los grmenes Gram positivos ynegativos es precisamente la configuracin de su pared celular. La capa de pptidoglicn de las bacterias Gram negativas es ms delgada que en los grmenesGram positivos, por encontrarse rodeada de una membrana externa de fosfolpidos,lipopolisacridos y protenas; cosa que no sucede en los Gram positivos en losque la capa de lpidos es ms gruesa.

Estos componentes de la pared celular de las bacterias (Fig. 1.2), juegan unpapel importante en el desencadenamiento de la respuesta inflamatoria, ya queellos son capaces de desencadenarla y producir la liberacin de los mediadoresqumicos de la inflamacin, aunque ya el germen haya sido destruido por la ac-cin de los potentes antimicrobianos con que se cuenta en la actualidad.

Fig. 1.2. Componentes de la pared celular de las bacterias Gram + y Gram-.

11

La biosntesis del pptido glicn involucra 30 enzimas y se divide en 3 etapasfundamentales:

1. Primera etapa:Ocurre en el citoplasma y tiene como producto al nucletido PARK. En ellase unen las unidades primarias de pentapptidos. Esta etapa es inhibida porla D- cicloserina que interrumpe la ltima reaccin de la misma: laracemizacin de la L-alanina y condensacin cataltica por la D-ala-D-alasintetasa, en consecuencia la bacteria no posee los elementos formativosbsicos para elaborar la pared.

2. Segunda etapa:Involucra la unin del nucletido PARK con el uridin-difosfato-acetil-glucosamida para formar cordones lineales de material de la pared celularllamados pptidos glicanos los que deben atravesar la membrana celular ydisponerse en la creciente pared. En esta etapa se separa la unidad completade la membrana fosfolipdica citoplasmtica. Esta reaccin es inhibida por lavancomicina.

3. Tercera etapa:Incluye la reaccin de transpeptidacin que ocurre por fuera de la membra-na citoplasmtica y produce el entrecruzamiento completo entre las 2 cade-nas para formar una estructura de rigidez creciente, similar a una red depescadores. A este nivel de la biosntesis actan los betalactmicos, al inhibirla enzima transpeptidasa, encargada de este proceso, iniciando as los even-tos que llevan a la muerte y lisis de la bacteria. Este proceso es aprovechadopor los antimicrobianos que actan a este nivel para ejercer su accin la cual,por supuesto, es diferente ya sea Gram positivo o Gram negativo.

De esta forma los antimicrobianos que actan inhibiendo la sntesis de estapared, llevarn a cabo su accin en dependencia si el germen es Gram negativoo positivo, atendiendo precisamente a las diferencias existentes en la pared delos mismos.

En las bacterias Gram positivas, los antimicrobianos que logran evadir lasbetalactamasas, penetran la pared a travs de los poros de la misma alcanzandoel espacio periplasmtico, donde se unen a las protenas fijadoras de penicilinas(PFP) (Fig.1.3).

Estas PFP son las encargadas de catalizar la sntesis de los precursores delpptido glicn y su entrecruzamiento para la formacin normal de la pared, por loque al unirse a ellas el antimicrobiano le impide a las PFP realizar esta funcin y,por otro lado, se comienza a liberar enzimas autolticas capaces de destruir alpptido glicn.

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Fig. 1.3. Accin de los antimicrobianos sobre la pared de los Gram+.

Por estas 2 vas, se sintetiza entonces variantes de pared anormales que noposeen la capacidad de soportar la presin osmtica lo que trae como conse-cuencia que la bacteria estalle y muera.

Sin embargo, en los grmenes Gram negativos, esta funcin no se puedecumplir tan fcilmente, debido a las caractersticas de la pared celular en ellos.

En los Gram negativos, la capa externa de lipopolisacridos y fosfolpidosconstituye una barrera de proteccin muy eficiente a la accin de losantimicrobianos. Cuando estas drogas atraviesan los poros de esta estructurason atacadas por las betalactamasas, estratgicamente ubicadas en el espacioperiplasmtico y no pueden llegar a unirse a las PFP para as cumplir su accinde inhibir la sntesis del pptido Glicn y, por tanto, la bacteria logra sobrevivir(Fig.1.4).

Fig. 1.4. Accin de los antimicrobianos sobre la pared de los Gram-.

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Antimicrobianos que inhiben la sntesis proteica a nivelribosomal

Los ribosomas son unos grnulos ricos en RNA que se encuentran en elretculo endoplasmtico e intervienen en la sntesis de protenas. Las bacteriastienen ribosomas 70s, mientras que las clulas de los mamferos tienenribosomas 80s.

La sntesis de protenas en una clula viva es un complejo proceso que de-pende del tipo de ADN del ncleo para establecer la secuencia de aminocidos asecretar y as poder sintetizar protenas. La direccin de la secrecin por elADN, incluye la transcripcin o descodificacin del cdigo de ADN en una mo-lcula desechable de ARNm que luego se desplaza al citoplasma donde su for-macin se traduce en la produccin de protenas por los ribosomas. Las bacte-rias poseen polisomas, que son ribosomas capaces de leer el mensaje de ARNmque se encuentra ensartado a lo largo de la tira de ARNm.

De esta forma simplificada, se puede observar la importancia de estas es-tructuras para el mantenimiento de la vida de la clula, en este caso, la clulabacteriana.

Los ribosomas de las bacterias son lo suficientemente diferentes en cuanto alas subunidades que los integran, su composicin qumica y sus especificidadesfuncionales, lo cual permite explicar el por qu los antimicrobianos que inhiben alas bacterias no hacen el mayor efecto en las clulas animales.

Los antimicrobianos que actan a este nivel se unen a las diferentessubunidades que forman el ribosoma y de esta forma pueden interferir este vitalproceso celular, garantizando as su accin bactericida o bacteriosttica segnsea el caso. Por ejemplo, se unen a la subunidad ribosomal 30s: los aminoglucsidos,interrumpiendo al menos, el primer paso de la sntesis proteica (reaccin de ini-ciacin), con la consiguiente formacin de complejos anormales: monosomas y,por tanto, de una protena no funcional.

Tambin se unen a esta subunidad las tetraciclinas; que lo hacen de formareversible, inhibiendo el acceso del ARNt al sitio aceptor del complejo ribosomalARNm, impidiendo la adicin de aminocidos a la cadena polipeptdica en for-macin.

En caso de los antimicrobianos del tipo macrlidos, se unen a la subunidad50s de forma reversible, cuando la subunidad est libre de molculas de ARNt,suprimiendo as la produccin de homopptidos altamente polimerizados sin afec-tarse la de pequeos pptidos.

El cloranfenicol tambin acta sobre esta sub-unidad al unirse de forma re-versible a esta porcin para inhibir la sntesis de protenas bacterianas, bloquean-do la formacin de enlaces peptdicos al inhibir la enzima dipeptidil - transferasay de igual forma impedir la unin de la aminoacil- ARNt al ribosoma. Igual accinrealizan las lincomicinas sobre la subunidad 50s.

Es necesario destacar; por ltimo, que todas estas drogas para poder ejercersu accin tienen obligatoriamente que atravesar la membrana de varias formas:

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transportadas mediante complejos procesos dependientes de energa, de lafosforilacin oxidativa y la respiracin celular; por difusin pasiva; a travs de losporos hidroflicos de la membrana; por difusin facilitada, etc.

Antimicrobianos que inhiben la permeabilidad de la membranacelular

El citoplasma de todas las clulas vivas est rodeado por la membranacitoplasmtica, la cual sirve como una barrera de permeabilidad selectiva, realizafunciones de transporte activo, y por tanto controla la composicin interna de laclula.

Esta membrana presenta una estructura trilaminar bsica compuesta qumi-camente de fosfolpidos, protenas y una pequea cantidad de carbohidratos loque le da un espesor de 75-180 nm. Si la integridad funcional de la membranacitoplasmtica es interrumpida, escapan las protenas y los nucletidos purnicosy pirimdinicos, lo que trae como consecuencia dao y muerte celular (Fig. 1.5).

Estas caractersticas de la membrana son las que aprovechan medicamen-tos como el anfotericn B, la colistina, las polimixinas o la nistatina para ejercer suaccin antimicrobiana selectiva, al comportarse como detergentes catinicos yatacar los sitios de conjugacin de la misma.

Fig. 1.5. Accin de los antimicrobianos sobre la membrana citoplasmtica.

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Antimicrobianos que afectan la sntesis de cidos nucleicosPara muchos microorganismos el cido para-amino-benzoico (PABA) cons-

tituye un metabolito esencial. Es usado como un precursor de cido flico, el quesirve como una importante etapa en la sntesis de los cidos nucleicos.

El modo especfico de accin del PABA implica un ATP, condensacin deuna protena dependiente de energa con el PABA para producir cidodihidropteroico; el cual posteriormente es transformado en cido flico.Antimicrobianos como las sulfonamidas aprovechan su analoga estructural conel PABA para penetrar en la reaccin, compitiendo por el centro activo de laenzima. Como resultado, se forman anlogos no funcionales del cido flico loque previene el desarrollo ulterior de la clula bacteriana (Fig.1.6).

Fig. 1.6. Accin como antimetabolitos sobre los grmenes.

Otros como el trimetropn y la pirimetamina son inhibidores en potencia de ladihidrofolato reductasa y han sido mezclados con las sulfonamidas logrndose unsinergismo notorio en su actividad antimicrobiana. As entonces, por separado,sulfas y trimetropn poseen un efecto bacteriosttico; pero al unirse en un mismoproducto (cotrimoxazol), se logra un sinergismo con marcado efecto bactericida.

Tambin en esta categora se incluyen aquellas drogas que tienen un meca-nismo de accin directamente vinculado a la inhibicin de la polimerasa de ARN

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dependiente del ADN, enzima vital para que la clula pueda elaborar ARNmvalindose del ADN como plantilla. La rifampicina, las quinolonas y lanitrofurantona poseen una accin que se incluye en la inhibicin del ADN-girasa.

BibliografaDarse S A. (2004): Trenes Biochem Sci. 29,159.Goodman and Bilman (1996): Las bases farmacolgicas de la teraputica. Vol II 9 ed (2).Jacqz-Aigrain E, Choonara I. (2008): Editors. Paediatric Clinical Pharmacology. Ed. Taylor &

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RESISTENCIA ANTIMICROBIANADr. Jos Luis Garca Snchez

Dr. Francisco A. Varona Rodrguez

El desarrollo de agentes antimicrobianos eficaces ha sido uno de los mayo-res logros de la ciencia moderna. Sin embargo, la aparicin de grmenes resis-tentes, ha venido a contrarrestar todos los antimicrobianos hasta aqu desarrolla-dos, limitando en muchos casos su utilidad.

La resistencia a los antimicrobianos se ha convertido en la actualidad, en laepidemia silente del siglo XXI y, hasta ahora, no ha podido ser detenida.

Se conoce un origen no gentico a esta resistencia, como la mostrada poralgunos grmenes, que en determinadas circunstancias permanecen inactivos yno se multiplican. Esto sucede, por ejemplo, con las micobacterias, las que amenudo sobreviven en los tejidos por aos despus de la infeccin, frenadas porlos mecanismos de defensa del hospedero, lo que hace que no se multipliquen y,por tanto, no puedan ser erradicadas, pero si se suprime la inmunidad celular delpaciente, se vuelven vulnerables, sensibles, a los mismos medicamentos. No obs-tante, este origen de la resistencia es el menos significativo. El mayor desarrollode la resistencia de las bacterias a los antimicrobianos ha sido acelerado por laproduccin masiva de este tipo de drogas que comenz despus de 1940.

Resulta irnico y paradjico que los antimicrobianos, los mejores agentesexistentes hasta el momento para el tratamiento de las infecciones, sean tambinlos agentes ms importantes de seleccin y propagacin de las bacterias resis-tentes.

Numerosos expertos coinciden en sealar que, por lo menos la mitad del usohumano de los antimicrobianos, ya sea en la comunidad como en los hospitales,resulta innecesario e inapropiado. Incluso, resultados superiores han sido confir-mados en algunas partes del mundo, aunque la magnitud real del problema an sedesconoce.

Se est manejando el concepto de que los antibiticos han constituido unverdadero milagro. La errnea impresin inicial de que luego de su descubri-miento se les considerara como drogas milagrosas est cobrando un preciomuy alto.

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Origen de la resistencia antimicrobianaLos sulfamdicos, que fueron los primeros antibacterianos que entraron en el

comercio en la dcada de 1930; lograron con su eficacia inicial, un extenso em-pleo en el Japn en 1940, fundamentalmente en el tratamiento de la disenterabacilar (shigelosis). Sin embargo, 10 aos despus entre el 80-90% de las Shigellasaisladas en Cuba, eran resistentes a los sulfamdicos. Se utiliz entoncescloranfenicol, estreptomicina y tetraciclinas de forma amplia y eficaz, pero co-menzaron a aparecer cepas resistentes a estos antimicrobianos e incluso, algu-nas multirresistentes.

El uso de la penicilina como droga nica estableci un precedente de queesta poda ser utilizada ante cualquier infeccin y as fue por casi 10 aos. Sinembargo, luego de ese tiempo comienza a reportarse en Inglaterra la aparicinde resistencia a esta droga y muy pronto el mundo se sorprendi al percatarse deque lo mismo estaba sucediendo en todas partes del planeta.

El propio Fleming advirti en 1945, que el mal uso de la penicilina podaocasionar la seleccin y propagacin de formas mutantes en el laboratorio ysentenci acertadamente que la situacin poda tornarse peor cuando la drogapudiera obtenerse en una frmula para dispensarse por la va oral. Nadie hizocaso entonces a esa advertencia.

Poco despus, entre los aos 60-70, la euforia experimentada por la apari-cin de la penicilina comenz a declinar ante la creciente resistencia de los gr-menes a la misma, obligando a la bsqueda de otros antimicrobianos que permi-tieran dar respuesta al problema creado. Qu estaba sucediendo?.

Plsmidos de resistenciaLos primeros elementos preocupantes se comenzaron a observar en casos

de pacientes infectados por Escherichia coli en la que se observaba resistenciamltiple frente a los antimicrobianos. Se conoca que este germen, frente a lapresin selectiva impuesta por el uso de los antimicrobianos, en este caso lossulfamdicos, haba mutado espontneamente y transferido las caractersticas deresistencia a su descendencia, desarrollando mutantes resistentes a la droga (re-sistencia cromosmica).

En 1959, varias investigaciones sealaron que la transferencia de esta resis-tencia, la cual requera del contacto de clula con clula sin ser mediada poragentes filtrables como fagos o ADN, se estaba produciendo de forma indepen-diente de la transmisibilidad cromosmica. Surgi el concepto de elementosextracromosmicos transferibles que contienen genes resistentes a los cuales seles denomin plsmidos o factor R (resistencia extracromosmica).

Ya en 1966, 75 % de las cepas de Shigellas posean resistencia mltiple aestreptomicina y sulfamdicos y de ellas, cerca de 90% eran capaces de transfe-rir esta resistencia a organismos susceptibles del receptor, pero cmo unas stransferan esta resistencia y otras no?.

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Pronto se supo que existan varios tipos de plsmidos y que los mismos utili-zaban diferentes mecanismos mediante los cuales se produca la transferenciade resistencia y se emitieron las siguientes definiciones:

1. Plsmido. Los plsmidos son fragmentos extracromosmicos de cidosnuclicos (ADN o ARN) que aparecen en el citoplasma de algunosprocariotas. Se reproducen independientemente del cromosoma del hus-ped.

2. Plsmido de resistencia. Un plsmido que transporta informacin genticapara resistencia a diversos antimicrobianos. Entre estos se identificaron losdiversos mecanismos de transferencia de resistencia que son:- Plsmido de conjugacin: Un plsmido que puede iniciar y provocar la trans-

ferencia unilateral de material gentico de una bacteria resistente a otrasensible, mediante la unin de 2 compuestos para producir un tercero o launin de 2 organismos para intercambiar su sustancia nuclear, aun cuandono sean del mismo gnero.

- Plsmido no conjugativo: Un plsmido que por s mismo no puede llevar acabo la transferencia de resistencia por conjugacin, sin embargo la realizapor diferentes mecanismos como:. Transformacin: El ADN desnudo pasa de una clula de una especie a

otra alterando, por lo tanto, su genotipo. Esto puede ocurrir a travs de lamanipulacin de laboratorio.

. Transduccin: El material gentico es encerrado en un virus bacteriano(bacterifago) y transferido por ese virus a otra bacteria de la mismaespecie.

De forma general, se puede definir claramente que los plsmidos, no suelencodificar funciones esenciales para la bacteria, por lo que son innecesarios parael crecimiento del microorganismo, pero contienen informacin gentica adicio-nal responsable de la aparicin de nuevas propiedades genotpicas en la clulabacteriana (conferir resistencia, produccin de toxinas, contener genes capacesde proporcionar a la bacteria la capacidad para metabolizar determinadossustratos, etc.) (Fig. 2.1).

Sin embargo no todo se explicaba an con estos conocimientos y lo cierto esque los factores R, (plsmidos de resistencia), se expandieron por el mundo.

BetalactamasasObservadores nipones sealaron que a pesar de la creciente aparicin de

resistencia en el mundo de los aminoglucsidos (sobre todo a la kanamicina,neomicina y ampicilina), esta era muy rara en Japn, donde el uso poco frecuen-te de estos productos indujo a correlacionar el empleo de antimicrobianos y lasubsiguiente aparicin de resistencia.

Poco despus se comprob que exista resistencia mediada por la presenciade una enzima betalactamasa que destrua a la penicilina al descubrirse en 1965,resistencia transferible para la ampicilina en una cepa de Salmonella typhimurium.

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Se comenz entonces a describir un grupo de enzimas producidas por losmicroorganismos que eran capaces de inhibir o destruir a los antimicrobianosutilizados para combatirlos.

Los conocimientos actuales sobre la diversidad y amplia distribucin de lasbetalactamasas han aumentado rpidamente. Se ha intentado clasificarlas aten-diendo a diversas propiedades, incluyendo perfil de sustrato, peso molecular,reactividad inmunolgica con algunos antisueros, sensibilidad a diversos inhibidores,propiedades isoelctricas, etc., pero todos estos esquemas estn llenos de ambi-gedades.

Clasificacin de las betalactamasas segn perfil de sustrato1. Clase A: Poseen un peso molecular de alrededor de 29 000, con un residuo

de serina en su sitio activo. Hidrolizan, preferentemente, a las penicilinas.2. Clase B: Son llamadas metaloenzimas por poseer una estructura de zinc

alrededor del grupo Thiol requerido para su actividad betalactamsica.3. Clase C: Incluye a las betalactamasas determinadas cromosmicamente por

genes de E. coli K-12 y tambin por secuencias homologas extendidas abetalactamasas producidas cromosmicamente por Klebsiellas y Shigellas.Estas enzimas son protenas largas con peso molecular de alrededor de39 000 y poseen una variada actividad contra las cefalosporinas. La estruc-

Fig. 2.1. Mecanismo de resistencia mediado por plsmidos.

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tura terciaria que posee esta clase de betalactamasas las hace muy similaresa la estructura de las PFP (protenas fijadoras de penicilinas) con las que sepueden confundir.

4. Clase D: Incluye a las betalactamasas que hidrolizan al oxacilln.Un esquema que podra resultar adecuado, hasta cierto punto, las divide dela forma siguiente:- Por los antimicrobianos que ellas atacan:

Penicilinasas. Cefalosporinasas. Oxacilinasas. Carbenicilinasas. Carbapenemasas. Cefaminasas, etc.

- Por la informacin gentica necesaria para su produccin: Plasmdicas. Cromosmicas.

- Por el tipo de formacin: Permanentes. Transitorias.

- Por los aminocidos y secuencias de nucletidos: Clase A. Clase B. Clase C. Clase D.

- Por el perfil de sustrato e inhibicin por cido clavulnico: De amplio espectro. De espectro extendido.

La disposicin de penicilinas semisintticas y derivados de cefalosporinascada vez ms resistentes al efecto de la mayor parte de las betalactamasas hanmejorado parcialmente esta situacin, pero no se ha resuelto. Parece que porcada derivado creado hasta el momento hay, a cierto nivel, una betalactamasapara hidrolizarlo.

Las betalactamasas han seguido producindose y ya son descritas (Tabla 4),un inmenso nmero de estas como son:

La resistencia antimicrobiana provocada por estas enzimas representa unode los problemas ms graves y preocupantes de la actualidad.

Desde 1992, se ha venido sealando que los genes de algunas betalactamasasde amplio espectro, antes restringidos a sitios del cromosoma, se han transmitidoentre bacterias a travs de los plsmidos. Las betalactamasas codificadas porplsmidos representan una preocupacin especial debido a la posibilidad del in-cremento de la resistencia bacteriana entre las diferentes especies de patgenos.

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Tabla 4. Principales betalactamasas

Betalactamasas Pl Prevalencia Bacterias husped

1. Amplio espectroHMS-1 5.2 Rara EnterobacteriasTEM-1 5.4 Muy comn Enterobacterias

P. aeruginosaH. influenzaeN. gonorreaeV. clera

TLE-1 5.55 Rara E. coliTEM-2 5.6 Comn EnterobacteriasLCR-1 5.85 o 6.5 Rara P. aeruginosaNPS-1 6.5TLE-2 K. pneumoniaeLXA-1 6.7 Infrecuente EnterobacteriasOHIO-1 7.0 E. cloacae

S. marcenscesSHV-1 (PIT-2) 7.6 Comn EnterobacteriasROB-1 8.1 Infrecuente H. influenzae

K. pneumoniaeP. multcida

2. OxacilinasasOXA-9 6.9 Rara K. pneumoniaeOXA-3 7.1 Infrecuente Enterobacterias

P. aeruginosaOXA-1 7.4 ComnOXA-4 7.45 Rara EnterobacteriasOXA-8 7.6 No se encuentraOXA-5 7.62 P. aeruginosaOXA-7 7.65 E. coliOXA-6 7.68 P aeruginosaOXA-2 7.7 Comn Enterobacterias

P. aeruginosa3. Carbenicilinasas

CARB-4 4.3 Rara P. aeruginosaSAR-1 4.9 V. cleraPSE-4.(CARB-1) 5.3 Infrecuente P. aeruginosa

EnterobacteriasBRO-1BRO-2BRO-3 Bandas mltiples

(5.3-7.7) Comn BramahellaPSE-1.(CARB-2) 5.7 P. aeruginosa

Enterobacterias

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Continuacin Tabla 4

Betalactamasas Pl Prevalencia Bacterias husped

CARB-3 5.75 Rara P. aeruginosaCARB-5 6.3 A. calcoaceitusPSE-3 6.9 Infrecuente P. caeruginosa

EnterobacteriasN-29 6.9 (6.93) Rara P. mirabilis

4. Espectro extendidoClase A de las oximino-betalactamasas relacionadas con TEM, SHV, u OXAbetalactamasas (Confieren resistencia a cefotaxima, ceftazidima y aztreonam).Derivados TEMTEM-3TEM-29 5.2-6.5 Presentes en K. pneumoniaeTEM-42 infeccionesTEM-43 nosocomiales Menos comn en otras

enterobacteriasTEM-46TEM-67

Derivados SHVSHV-2SHV-12 7.0-8.2 Presentes en K. pneumoniae

infecciones Menos comn ennosocomiales otras enterobacterias

TEM-30TEM-40 5.2-5.4 Solamente encon- E. coliTEM-44 tradas en infeccio-TEM-45 nes nosocomiales

en Francia y EspaaDerivados OXAOXA-11 Aislamientos noso- P. aeruginosaOXA-14 6.1-8.0 co miales en TurquaOXA-16

5. Otras clases A de oximino-betalactamasas no relacionadas con TEM, SHV, u OXAbetalactamasas

Confieren resistencia a cefuroximaCTX-M-2 5.5 Aislamientos en S. typhimurium

Argentina E. coliV. colera

Toho-1 7.8 Aislamientos enJapn E. coli

Toho-2 ? Aislamientos enITU en Japn

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Continuacin Tabla 4

Betalactamasas Pl Prevalencia Bacterias husped

MEN-1(CTX-M-1) 8.4 Aislamientos en E. coli

Francia y Alemania C. freundiiCTX-M-3 4 Aislamientos en

ITU en un hospitalde Polonia

CTX-M-4 6 Aislamientos en S. typhimuriumRusia

Relacionados con PER que confieren resistencia para Ceftibutn

PER-1 5.4 Aislados en algunos P. aeruginosahospitales de Turqua K. pneumoniae

AcinetobacterPER-2 Aislamientos en S. typhimurium y algu

Argentina nas otrasEnterobacterias queno son P. aeruginosa

Betalactamasas Pl Prevalencia Bacterias husped6. Clase C Cefaminicinasas (confieren resistencia para cefoxitina o cefotetn)

MIR-1 8.4 Aislado en un hospitalde Providencia K. pneumoniae

ACT-1 9.0 Aislado en infecciones E. colinosocomiales en el New K. pneumoniaeYork City Hospital

BIL-1 8.8 Aislado en un nio E. coliquemado en Pakistn

CMY-2 Aislado en pacientes K. pneumoniae9.0 con ITU en Atenas, C. freundii

GreciaSAL-1 Aislados en heces en S. senftenberg

NigeriaLAT-1 9.4 Infecciones nosocomia- K. pneumoniae

les graves en GreciaLAT-2 9.4, 9.1, 8.8 K. pneumoniae

E. coliE. aergenes

MOR-1 ? S. Enteritis

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Contra ellas surgieron los agentes inhibidores (IBL), derivados betalactmicosprcticamente sin actividad antibacteriana, pero capaces de dejarse detectar porlas betalactamasas bacterianas inducindolas a acoplarse a ellas de forma inse-parable y autodestruyndose ambos.

Estos inhibidores suicidas, como algunos los han denominado, lograron fre-nar un tanto la resistencia pero no se puede decir que se ha vencido an labatalla.

Relacionados FOX

FOX-1 6.8 7.2 Aislado en sangre K. pneumoniaede pacientes en unHospital de BuenosAires

FOX-2 6.7 Aislado en ITU de E. coliparapljicos deGuatemala

FOX-3 7.25 Aislamientos vagi- K. oxytocanales en Italia

CMY-1 8.0 Aislado en Corea K. pneumoniaeMOX-1 8.9 Aislado en ITU en Desconocidos

Nagoya, JapnCEP-1 8.0 Rara P. mirabilis

7. Carbapenemasas ( confiere resistencia a imipenem o meronemen)Metaloenzimas (Clase B betalactamasas)

IMP-1 9.0 Aislado en Japn P. aeruginosaS. marcenscesK. pneumoniaeP. putida

Sin Nombrar B. fragilis

ARI-1 6.65 Aislado en sangre de A. baumani pacientes en Escocia

ARI-2 7.1 Aislado en Argentina, Acinetobacter spptambin encontrado enEuropa y el Sudeste deAsia

Continuacin Tabla 4

Betalactamasas Pl Prevalencia Bacterias husped

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TransposonesOtro hecho importante que se aadi a estos descubrimientos fue la presen-

cia de factores R en personas normales no tratadas con antimicrobianos.Al comienzo de 1970, se aclar mejor el probable mecanismo para la disemi-

nacin de un elemento gentico particular entre plsmidos, y de hecho, para suevolucin. Se comprob que un segmento de ADN poda translocarse o transpo-nerse de una zona a otra del propio ADN; es decir, eran capaces de saltar de unplsmido a otro, de plsmido a cromosoma, y luego nuevamente de cromosoma aplsmido.

Este mecanismo de transposicin parece incluir la insercin de estos genessaltarines en una variedad de posibles lugares sin depender de funciones derecombinacin general.

Surga as el concepto de transposn, como el elemento gentico bien defini-do que puede translocarse en forma intacta de un locus gentico a otro; es decir,segmentos de ADN capaces de moverse desde una posicin a otra del genoma,o desde el ADN cromosmico a un plsmido o viceversa.

Se reconoca entonces un nuevo mecanismo mediante el cual puedetransferirse la resistencia: la transposicin.

Los transposones fueron descubiertos por primera vez en cepas de E. Colidurante el estudio de una clase de mutaciones altamente polares en los operonesgalactosa y lactosa. Se apreci que las mutaciones observadas no se podancontrarrestar simplemente por sustituciones de bases o mutgenos de cambio deentramado, sino solo por escisin de un fragmento de ADN.

En la actualidad se conocen muchos tipos de transposones, pero de formageneral, los encontrados en las bacterias se pueden dividir en 3 tipos que son:

1. Secuencias de insercin (SI): Son los ms simples. Constituyentes normalesde los cromosomas bacterianos, se pueden integrar a plsmidos y genomasde fagos. Solo transportan la informacin gentica necesaria para su propiatransferencia (es decir, el gen que codifica la transposasa). Es posibledetectarlos si su insercin conduce a interrupcin o inactivacin de genes, osi modifican la expresin de genes adyacentes. Su aspecto es el siguiente(Fig. 2.2).

Fig. 2.2. Secuencias de insercin (SI).

2. Transposones complejos: Son los denominados factores R (de gran intersmdico ya que constituyen la causa ms comn de resistencia activa a losantimicrobianos). Son portados por plsmidos de conjugacin. Poseen 2 par-tes funcionalmente distintas: el factor de transferencia de resistencia y eltransposn que contiene los genes para varias clases de resistencia a los

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frmacos. Los transposones transportados por plsmidos de conjugacin sepueden dividir en 2 categoras o tipos generacionales:- El tipo I que contiene una regin central que transporta genes selectivos,

por ejemplo, de resistencia a los antimicrobianos, flanqueada en amboslados por 2 elementos SI, idnticos o casi idnticos (Fig. 2.3).

- El tipo II que son transposones bastante grandes y no se consideran com-puestos, debido a que no requieren la presencia de mdulos SI para latransposicin. Por el contrario, cada miembro de estos transposones estunido por 2 repeticiones cortas de 30 a 40 pares de bases de longitud. Suregin central contiene 3 genes. Uno codifica la resistencia a un AMC, losotros dos genes codifican protenas participantes en el proceso de transpo-sicin. Ellos solo actan mediante una va replicativa (Fig. 2.4).

Fig. 2.3. Transposones complejos. Tipo I

3. Fagos transpositivos: Tambin conocidos como transposones asociados afagos. Ellos usan la transposicin como modo de reproduccin normal inte-grndose en el genoma del husped despus de la infeccin. La insercin delprofago suele inactivar el gen bacteriano en el que se inserta, al interrumpirsu secuencia de codificacin y terminar la transcripcin. Tambin puedeinactivar genes distales en el mismo opern (Fig. 2.5).

Fig. 2.4. Transposones complejos. Tipo II.

Fig. 2.5. Fagos transpositivos.

La existencia de transposones implica que factores R puedan aumentar suresistencia captando genes de diversos orgenes como fagos, cromosomas y otrosplsmidos; para luego diseminarlos.

El impacto de la resistencia translocable puso rpidamente en duda algunosde los principios teraputicos ms firmemente establecidos en Pediatra y

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Venereologa, sobre todo, los que se refieren al tratamiento con ampicilina de lasmeningitis causadas por H. Influenzae y al tratamiento con penicilina de laNeisseria gonorrhoeae respectivamente.

La ampicilina fue durante ms de 10 aos la droga de eleccin en lasmeningoencefalitis por Haemophylus; sin embargo, este germen adquiri resis-tencia a esta droga a partir del fondo comn de resistencia existente entre baci-los entricos Gram negativos, lo que oblig a comenzar a utilizar el cloranfenicol,que ya hoy sufre tambin resistencia creciente a este por lo que se han comen-zado a utilizar las cefalosporinas de tercera generacin en el tratamiento de estaentidad.

El origen de los factores R o plsmidos de resistencia no es an bien conoci-do. La produccin masiva de antimicrobianos que comenz despus de 1940, hatenido mucha importancia para seleccionar y diseminar factores R, y puede ha-ber acelerado su evolucin, pero es casi seguro que no los cre. Se debe recor-dar que todos los antimicrobianos verdaderos son producidos por microorganismos,especialmente los Actinomyces, por lo que es muy probable que ellos existan enla tierra desde tiempos inmemoriales.

De lo que s no cabe dudas es que el principal factor responsable del fen-meno de la resistencia bacteriana es el uso y abuso de los antimicrobianos.

Resistencia a los antimicrobianosLos antimicrobianos, si bien han salvado y mejorado ms vidas que cualquier

otra clase de medicina, han provocado con su uso, la ms grande intervencinsobre la gentica de las poblaciones bacterianas que se conoce hasta el momento.

Es conocido que algunos microorganismos pueden tener cierta resistencianatural a determinados antimicrobianos. Sin embargo, lo ms frecuente es queesta resistencia sea adquirida.

Como se plante anteriormente, no todos los plsmidos provocan resistencia,ni todos los factores R tampoco son mediados por el mismo mecanismo; pero nian as se puede decir que toda la resistencia es mediada por plsmidos. Enalgunos casos, tiene gran importancia la resistencia mediada cromosmicamentepor mecanismos idnticos a la mediada por plsmidos. Los patgenos adquierenesta resistencia al incorporar un factor en sus genes que hace inefectivo alantimicrobiano, y transmiten esa resistencia a sus descendientes medianteplsmidos o transposones. De esta forma todo queda listo para que tras mltiplescontactos entre el antimicrobiano y el microorganismo, este ltimo muestre re-sistencia al frmaco mediante complejos mecanismos que entre otros incluyen:

- Inhibicin enzimtica.- Impermeabilidad de la membrana.- Alteracin de los precursores de la pared.

Sin embargo, conocer estos mecanismos generales de resistencia no repre-senta mucha ayuda para el mdico, salvo en el plano terico. Se hace necesario

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interpretar la misma en cada grupo antimicrobiano para poder conocer cmo losgrmenes patgenos se hacen resistentes a los mismos.

Existen variados mecanismos bsicos a partir de los cuales losmicroorganismos ofrecen resistencia a los antimicrobianos. Estos son:

1. Fracaso en la penetracin del antimicrobiano a travs de la membra-na externa.Tal es el caso de la resistencia observada en los grmenes Gram negativosfrente a la penicilina. En estos casos la membrana externa de los mismosacta como una barrera muy eficiente a la penetracin del antimicrobiano,debido a la presencia de lipopolisacridos compuestos por molculas de hi-drocarburos que impiden la entrada del medicamento al interior de la clulabacteriana (Fig. 2.6).

Por otro lado, esta penetracin de los betalactmicos requiere, obligatoria-mente, del paso del medicamento a travs de los canales de porinas (poros)existentes en la membrana externa. La mutacin de las protenas porinaspuede hacer que el organismo se convierta tambin en resistente a estasdrogas. Un ejemplo de este tipo de mecanismo de resistencia se observa enla Pseudomona aeruginosa al imipenem.

Fig. 2.6. Mecanismos de resistencia bacteriana frente a los antimicrobianos queactan sobre la pared celular.

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2. Fracaso de la unin del antimicrobiano con el sitio diana.En bacterias Gram negativas, la resistencia a los betalactmicos est rela-cionada con una disminucin en la afinidad de las protenas fijadoras de pe-nicilinas (PFP) por estos antimicrobianos o con un cambio en la cantidad dePFP que producen estas bacterias. Este mecanismo es responsable de laresistencia de los Staphylococcus a la oxacilina y de la resistencia a lapenicilina en Streptococcus pneumoniae.Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzaey Streptococcus pneumoniae son ejemplos de grmenes que se han vueltoresistentes a gran cantidad de betalactmicos, al incorporar en sus genesplsmidos de resistencia que transportan informacin para disminuir la afini-dad de las PFP con estos antimicrobianos.

3. Hidrlisis por betalactamasas.Las caractersticas particulares de la membrana externa de los grmenesGram negativos ya explicadas con anterioridad obligan, como se ha dicho, aque los betalactmicos solo puedan acceder al interior de la clula por losporos de la membrana. Sin embargo, una vez lograda su penetracin al espa-cio periplasmtico tienen que enfrentarse a la hidrlisis de las enzimasbetalactamasas que, en estos casos, son estratgicamente situadas entre lamembrana externa y las PFP. En esta posicin, estas enzimas pueden des-truir las molculas de antimicrobianos secuencialmente mientras estas pene-tran por el poro, como si fuesen francotiradores con abundantes municionesque apuntan a blancos que atraviesan un solo punto de entrada. Esto ocurre,por ejemplo, frente al ampicilln en cepas de E. coli productoras debetalactamasas.Puesto que estas potentes betalactamasas se encuentran presentes enplsmidos y pueden ser intercambiadas entre especies bacterianas diferen-tes, es posible que la utilidad de los antimicrobianos betalactmicos se vealimitada en un futuro no muy lejano. Esto cobra mayor importancia an aldefinirse esta resistencia como de tipo inducida o transitoria, es decir, apare-ce frente al uso repetitivo y prolongado de estos tipos de antimicrobianos(presin selectiva). Las cefalosporinas son las drogas ms expuestas a estaexpresin de resistencia debido al uso incrementado que se les da, por susmagnficas caractersticas.Entonces se puede decir que los principales responsables de la resistenciaen incremento a las cefalosporinas, incluso hasta las ms recientemente sa-lidas al mercado, son sus magnificas propiedades bactericidas de amplio es-pectro, lo que ha hecho que se utilicen actualmente, cada vez con mayorfrecuencia, para tratar cualquier infeccin que no presente una evolucinnormal aunque la misma sea posible resolverla con otro tipo de antimicrobianosmenos potentes.La resistencia a la vancomicina se produce por cambios en el sitio blanco dela droga (presencia de D-lactato en vez de D-alanina) que altera la cadena

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lateral terminal o por produccin de una protena que interfiere con la unindel antimicrobiano a su lugar diana (Fig. 2.7).

En 1999, se deca que la resistencia a la vancomicina entre las bacteriasGram positivas no era comn. En el 2001, ya se reportan brotes deStaphylococcus epidermidis y Staphylococcus aureus resistentes a esteantimicrobiano, as como un incremento de esta resistencia en otras especiesGram positivas que antes eran sensibles.Esta progresiva y rpida proliferacin de resistencia entre los Gram positivosa este antimicrobiano ha obligado a tomar estrictas medidas de control consu uso, sobre todo en medios hospitalarios donde se han aislado plsmidosque en solo 1 h transmiten el gen de resistencia a otras especies de bacteriaspresentes en el medio.

4. Inactivacin del antimicrobiano mediante la destruccin o la modifi-cacin del mismo.Algunos ejemplos de este mecanismo son las betalactamasas y las enzimasinactivadoras de los aminoglucsidos. Otros ejemplos de este mecanismoson:- La produccin constitutiva de acetiltransferasa de cloranfenicol (CAT-Asa)

mediada por plsmidos de resistencia que luego provoca mutantes con va-lores ms altos de resistencia.Incluso esta relacin entre CAT-Asa mediada cromosmicamente y la me-diada por plsmidos puede entrelazarse a veces por recombinacin o portransposicin.

Fig. 2.7. Mecanismo de resistencia bacteriana a la vancomicina.

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En el caso de los aminoglucsidos se han descrito 3 modificacionesenzimticas mediadas por plsmidos que son:

- Fosforilacin de grupos hidroxilo (-OH) con ATP como donador de fosfato.- Acetilacin de grupos amino (-NH2) con acetil-CoA como donador de

acetil.- Adenilacin de grupos hidroxilos con ATP como donador de adenilo.Tales modificaciones suelen originar resistencia de las bacterias productorasde enzimas para dicha droga. Tambin en este grupo se conoce que ms del80% de los S. aureus en EE.UU., son resistentes a la penicilina debida aproduccin inducible por plsmidos de penicilinasa que hidrolizan el anillobetalactmico que existe en el antimicrobiano, provocando su inactivacin.

5. Disminucin de la permeabilidad como prevencin del acceso al blan-co. Puede ser de 2 tipos:- Natural: Como se conoce los betalactmicos ejercen su efecto antibacteriano

bsicamente inhibiendo la transpeptidasa, por lo cual, inhiben la sntesis dela capa de pptido glicn de la pared celular. Si se recuerda que los bacilosGram negativos tienen esta capa entre una cubierta externa que contienelipopolisacridos y protenas y una membrana interna citoplasmtica defosfolpidos se puede deducir que junto a estas transpeptidasas de la pared,existen all otras enzimas que tambin son inhibidas por los betalactmicos.Para alcanzar cualquiera de estas protenas y ejercer su accin, estosantimicrobianos tienen que atravesar la membrana ms externa de la cu-bierta celular que se sabe es capaz de dificultar la penetracin de variassustancias, incluyendo las penicilinas.Esta barrera natural es importante, no solo porque explica la resistenciaabsoluta o relativa a la penicilina que presentan bacilos Gram negativos,sino tambin porque aumenta la resistencia de los productores debetalactamasas controlando el ritmo con el cual estos antimicrobianos que-dan a disposicin de dichas enzimas.Otro caso de barrera natural para la permeabilidad, es la que poseen losEnterococcus para los aminoglucsidos.En la clnica estos grmenes son eliminados por concentraciones muchomenores de aminoglucsidos que las que logran inhibirlos in vitro, al combi-narse sinrgicamente con algn agente que interfiera con la sntesis de lapared celular. El mecanismo de esta sinergia se ha comprobado que inclu-ye un aumento de la captacin y la acumulacin del medicamento por labacteria, permitiendo as que atraviese lo que en otro caso sera una barre-ra muy eficaz de permeabilidad.

- Adquirida: La resistencia a tetraciclinas mediada por factores R en bacilosGram negativos y en S. aureus incluye una disminucin inducible de la cap-tacin del medicamento. Informes de la existencia de una nueva protena enmembranas de E. coli que contiene factor R para tetraciclinas, en miniclulasincubadas en presencia del antimicrobiano, sugieren que esta resistencia

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inducible pueda incluir la sntesis de una nueva protena que acta a nivel dela membrana celular disminuyendo la penetracin o aumentando la salida delantimicrobiano.

6. Alteracin del sitio blanco del antimicrobiano.En estos casos pueden ocurrir diferentes variantes que traen consigo la re-sistencia. Estos son:a) Aumento de la concentracin de sustancias competitivas: Como ocurre

con los sulfamdicos que ejercen su accin estableciendo competenciacon el PABA para la enzima dihidropteroato-sintetasa, que interviene enla primera etapa de la sntesis del cido flico. Existen cepas de S. aureusque son resistentes a estos antimicrobianos porque producen hasta 20veces ms PABA que sus contrapartidas sensibles, y por lo tanto superanla inhibicin competitiva de estos medicamentos.

b) Sntesis de una zona blanco resistente: En muchas bacterias ocurren cam-bios ribosomales al ser expuestas in vitro o in vivo a la estreptomicina.Esta resistencia resulta del cambio de un solo aminocido en una protenade la sub-unidad ribosomal 30s, al que, normalmente se fija la droga. Estoimpide la fijacin con la consiguiente inhibicin de la sntesis proteica y lalectura equivocada del cdigo gentico. Otras veces la resistencia ribosomalfrente a macrlidos depende de la alteracin del ARNr, especficamentela metilacin de una secuencia de nucletidos ribosomales 23s disminu-yendo la fijacin de estos antimicrobianos al ribosoma 50s como sucedeen el S. aureus. Tambin una zona blanco resistente se puede presentarpor una disminucin de afinidad de la dihidropteroato-sintetasa, pero unaafinidad sin cambios para el PABA; lo cual significa, que la capacidad demedicamentos como las sulfas para servir como producto de la compe-tencia queda perturbada como lo sugieren estudios realizados enneumococos, gonococos y meningococos.

c) Sntesis de zonas blanco alternativas: Estudios realizados han demostradoque factores R pueden originar la sntesis de una enzima alternativa queevita la accin inhibidora de una droga sobre la enzima cromosmica.Varias especies de bacilos Gram negativos con factores R para lossulfamdicos presentan 2 enzimas dihidropteroato-sintetasa fciles de se-parar por sus propiedades fsicas. Una est medida por plsmidos, por loque resiste a los efectos inhibidores in vitro sobre la sntesis del cidoflico; otra es de tipo salvaje, mediada cromosmicamente y sigue con-servando su susceptibilidad para estos efectos inhibidores.De todo lo explicado, cabe deducir claramente que son muchos y diversoslos mecanismos por virtud de los cuales las bacterias pueden resistir laaccin de los antimicrobianos. En algunos casos representan procesos yaexistentes en la naturaleza. La aparicin de grmenes resistentes, quizsen la mayor parte, representa el resultado final de la presin selectiva porla amplia utilizacin de antimicrobianos.

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En la actualidad, se ha comprobado que la nica solucin prctica para elproblema de la aparicin de resistencia bacteriana es controlar el empleoindiscriminado de antimicrobianos.

Resistencia a antimicrobianos en CubaActualmente en Cuba se utilizan antimicrobianos en 20% de los casos aten-

didos ambulatoriamente y en 40% de los enfermos que requieren ingresos hospi-talarios, la mayora de los que son prescritos, no son necesarios o se administranen dosis inapropiadas. De igual forma, demasiado frecuentemente son indicadosantimicrobianos para el tratamiento de infecciones menores o producidas porvirus como el resfro comn.

En la agricultura tambin estn presentes estas sustancias, formando partede herbicidas y otros productos ampliamente utilizados en la misma. En la gana-dera, la industria alimenticia, etc. tambin juegan su papel. Por ejemplo, la vete-rinaria en ocasiones los utiliza indiscriminadamente; tanto para prevenir o tratarenfermedades, como para estimular el crecimiento de la masa animal. Sus resi-duos pueden obtenerse en las carnes, leches y sus derivados u otros productosdestinados al consumo humano, representando un peligro potencial para la saludy fomentando ilimitadamente la resistencia a los mismos.

Todas estas situaciones han provocado cambios importantes en algunos con-ceptos. Decir hoy que los microorganismos son la causa de las infecciones esinadecuado e incompleto; pues se ignora de esta forma la influencia de quien losrecibe; en este caso el hombre, el medio circundante, y el ambiente social y fsicoen que se desarrolla el individuo. Vale recordar la ntima relacin existente entremicroorganismo, husped y antimicrobiano. En esta triloga, los microorganismoshan desarrollado una extraordinaria capacidad para oponerse a su destruccin,creando mecanismos destinados a inhibir o destruir al antimicrobiano.

Tal es as que, en estudios realizados en Cuba, se ha podido comprobar queel S. pneumoniae en solo 6 aos aument progresivamente la resistencia a lapenicilina y ascendi en 32% la susceptibilidad intermedia. Sin embargo, lo msalarmante es lo que est sucediendo a nivel comunitario con esta misma droga,donde la resistencia obtenida en 1 ao en portadores, es ya de 61,4%. En el casodel H. influenzae tipo b (Hib), antes de aplicar la vacuna en Cuba, representabael agente etiolgico de ms de 33% de las meningitis bacterianas. En 1999, des-pus de la aplicacin de la vacuna, la morbilidad descendi en 59%, pero elgermen ha ido mostrando alta resistencia, inclusive, a drogas como la ceftriaxonay ya 40% de sus cepas presentan actividad betalactmica. Las cepas nocapsuladas de este germen en nios portadores se observan con una resistenciams alta que las cepas capsuladas para la tetraciclina y el cloranfenicol.

Las shigellas estn presentando un incremento estadsticamente significati-vo de la resistencia al cido nalidxico, droga que se utiliza como eleccin paracombatirla. Este germen muestra una resistencia de un 2,5 % a la gentamicina yal resto de las drogas probadas no se observan cambios en su patrn de resistencia.

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Otras investigaciones demuestran que la Salmonella typhi ha mostrado enCuba resistencia de 21 a 22 % al cloranfenicol, de 41 a 46 % al trimetropn, de12 % al cido nalidxico y viene desde 1997 incrementando sistemticamente suresistencia a la ampicilina. Tambin la N. meningitidis tipo b presenta hoy resis-tencia a la penicilina de 88,9 %.

Si bien es cierto que los patrones de resistencia en Cuba en comparacincon otros pases del mundo, son diferentes, pues an la crisis no afecta en lamisma cuanta que est afectando ya otros lugares, no se est exento de que elfenmeno siga progresando y se vea de pronto la situacin ms difcil.

Est demostrado que la respuesta adaptativa de los grmenes responde a lapresin selectiva impuesta sobre ellos por los antimicrobianos y no cabe dudas deque hasta ahora, esa respuesta ha sido ms rpida, eficaz y slida que las mani-pulaciones realizadas por el hombre en la estructura qumica de las molculasantimicrobianas para obtener nuevos productos capaces de combatirla.

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LABORATORIO DE MICROBIOLOGAY ENFERMEDADES INFECCIOSAS

Dr. Jos Luis Garca Snchez.Dr. Francisco A. Varona Rodrguez

Dr. Hctor Cspedes Rodrguez

La realizacin de un grupo de exmenes complementarios en el paciente enque se sospecha una enfermedad infecciosa, aporta considerable ayuda al profe-sional de la salud y le permite, entre otras cosas, identificar el agente causal eimponer el tratamiento antimicrobiano adecuado para su erradicacin.

Por todos es conocido que los agentes antimicrobianos, durante los ltimosdecenios, han modificado de manera radical la milenaria lucha entre el husped yel agente invasor, al implicar un modo de ataque diferente sobre el microorganis-mo patgeno, lo que se une a las alteraciones que sobre este producen el pH, latemperatura y el resto de las medidas defensivas propias del husped.

El laboratorio permite entonces la utilizacin de tcnicas que, no solo aslan,identifican o cultivan los microorganismos patgenos, sino que adems informansobre la susceptibilidad de los mismos frente a las drogas antimicrobianas queson utilizadas para combatirlos y tambin realizan determinaciones de esquemasde sensibilidad y resistencia hacia los medicamentos.

Esto ha desarrollado una nueva era en el tratamiento medicamentoso, en lacual se aprecian cada vez ms los detalles de la farmacologa clnica. La impor-tancia de las pruebas de laboratorio sigue en aumento. ltimamente se utilizangran nmero de tcnicas que han requerido grandes inversiones econmicas,pero que en contrapartida, han aportado el fruto de numerosos datos e informa-ciones de gran utilidad.

Cmo puede el mdico sacar el mximo provecho a esta ayuda, cada vezmayor, que el laboratorio le proporciona? . Debe estar enterado de los mtodosdiagnsticos que se pueden emplear para lograr ampliar el camino de la cura-cin.

Los invasores exgenos que producen enfermedades en el hombre formanlegin, variando desde los virus, hasta los vermes y taenias de tamao realmenteconsiderable. Algunos procesos patolgicos pueden correlacionarse en cierta

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medida con las caractersticas del microorganismo causal. Este tipo de conoci-miento es interesante y til hasta cierto punto, pero no puede explicar totalmentela evolucin clnica de la enfermedad de un paciente determinado, aunque sepuedan considerar algunos elementos que determinan el alcance y la naturalezade la enfermedad bacteriana.

El microorganismo patgeno debe lograr una relacin ecolgica con su hus-ped, de tal manera que pueda asegurar su continuidad como especie. Es decir; ldebe penetrar, multiplicarse dentro del husped y abandonarlo para penetrar in-mediatamente en otro o ser capaz de sobrevivir en forma independiente.

El hombre ha utilizado las tcnicas de saneamiento, asepsia y esterilizacinpara intentar impedir la penetracin en el organismo de estos agentes patgenos;as como su transmisin a otros huspedes. Los agentes antimicrobianos, por suparte, intentan impedir la multiplicacin de los microorganismos previniendo ocorrigiendo los efectos nocivos de esta multiplicacin.

Pero los microorganismos patgenos tambin se enfrentan a estas accionesdirigidas contra ellos mediante sus toxinas (endotoxinas y exotoxinas), desarro-llando resistencia o modificando sus caractersticas.

La microbiologa diagnstica ha facilitado el camino para la identificacin delos grmenes, su relacin con las situaciones clnicas, la determinacin de susesquemas de sensibilidad y resistencia a los medicamentos entre otros (Fig. 3.1).

La identificacin de un microorganismo patgeno significativo requiere quese estudie un material clnicamente adecuado, que se sigan tcnicas bacteriolgicasapropiadas y que los hallazgos resultantes se interpreten a la luz de principiosgenerales y circunstancias individuales.

Fig. 3.1. El laboratorio de microbiologa como ayuda para el tratamientoantimicrobiano.

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Las muestras que se envan al laboratorio tienen como objetivo obtener res-puesta a varias preguntas:

1. Existe algn microorganismo presente?.2. Si existe: Cules son?.3. Estn relacionados con la enfermedad del paciente?.4. Son patgenos?.5. Que agentes teraputicos deben emplearse con preferencia para combatir-

los?.

El cultivo en los medios adecuados proporciona la respuesta ms precisa aestas preguntas, pero sobre el mismo pueden influir desfavorablemente ciertassituaciones como:

- Momento de la recogida de la muestra.- Sitio de la recogida.- Efecto de la medicacin.- Contaminacin.- Retraso en el cultivo.

Cultivo de microorganismosSe denomina cultivo al procedimiento mediante el cual se promueve el creci-

miento de los microorganismos, proporcionndoles las condiciones ambientalesadecuadas. Casi toda la microbiologa clnica implica el estudio de las tcnicas decultivo general, y el aprovechamiento de todas las caractersticas bioqumicas ymorfolgicas de la flora patgena.

Un cultivo que contiene solamente una clase de microorganismo se conocecomo cultivo puro; el que comprende ms de una clase de microorganismo sedenomina cultivo mixto.

Los diferentes medios de cultivo pueden favorecer o dificultar a los distintostipos de bacterias y su empleo lo determina el tipo de organismo ms probable dela muestra. En cierta medida, el origen de las muestras sugiere losmicroorganismos presentes y la forma en que debe utilizarse el material. Sinembargo, en todos los casos, cuanta ms informacin disponga el bacterilogosobre el problema clnico, ms posibilidades tendr de lograr resultados diagns-ticos significativos.

Para estudiar las propiedades de un organismo es necesario no solo su aisla-miento a partir de una poblacin microbiana natural mixta, sino tambin su man-tenimiento y el de su descendencia en estado aislado, en un ambiente artificial enel que se impida el acceso de otros microorganismos. Para ello se pueden utilizarlos mtodos siguientes:

1. Siembra en placas:La manera ms fcil de obtener cultivos puros de los microorganismos queforman colonias sobre los medios slidos, se lleva a cabo mediante la separa-cin e inmovilizacin de los organismos individuales sobre o dentro de un

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medio nutritivo solidificado, donde cada clula crecer dando una coloniaaislada cuya transferencia puede hacerse fcilmente. La siembra en estemedio se hace por estra y se realiza empleando un asa de alambre estrilque se introduce en la suspensin original para luego hacer una serie deestras paralelas, no superpuestas, sobre la placa. Este mtodo, por lo gene-ral, es satisfactorio para el aislamiento de bacterias y hongos

2. Siembra por dilucin:Es el mtodo ms sencillo de aislamiento en medios lquidos muy utilizadopara el aislamiento de protozoos y que consiste en, utilizar una suspensindel microorganismo, realizar una dilucin en serie, utilizar un medio estril einocular un gran nmero de tubos con el medio de cultivo, con partes alcuotasde cada una de las diluciones sucesivas. Como resultado de esto, si un tubomuestra algn crecimiento subsiguiente, existe una elevada probabilidad deque este crecimiento sea la introduccin de un solo organismo.

3. Aislamiento microscpicamente controlado:La microscopa es la ciencia que se ocupa de los usos y de las aplicacionesinterpretativas de los microscopios, los cuales hacen posible que partculasmuy pequeas sean percibidas por el ojo humano. El desarrollo cientfico-tcnico en este campo ha ido marcando hitos de avance en el conocimientode los organismos vivos imperceptibles por el ojo humano a simple vista y halogrado cumplimentar 2 objetivos principales: formar una imagen aumentadacon la menor cantidad posible de defectos pticos y lograr el contraste paragarantizar la identificacin de grmenes, sus diferentes estructuras, caracte-rsticas morfolgicas, etc., mediante la utilizacin de sustancias colorantes.Existen diferentes tipos de microscopios y de colorantes utilizados en la iden-tificacin de los microorganismos:Microscopios:- Luminoso simple.- Luminoso compuesto.- De contraste de fases.- De campo oscuro.- De fluorescencia.- Electrnico.Colorantes:- Coloraciones simples.- Coloraciones compuestas o diferenciales.

Coloracin de Gram.- Coloracin de microorganismos acidorresistentes.

Coloracin de Ziehl-Neelsen. Coloracin de Kinyoun.

- Coloraciones negativas.- Coloraciones para demostrar estructuras de los microorganismos:

Coloracin de cpsulas.

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Coloracin de flagelos. Coloracin de esporas. Coloracin de grnulos metacromticos. Coloracin de ncleo.

- Otras coloraciones.

Es importante que, aun cuando se cuente con estos medios y tcnicas para elaislamiento e identificacin de grmenes, el tiempo que el mdico dedique aexponer, en breve referencia clnica, la situacin concreta del paciente en lasolicitud del examen pueda dar como resultado una interpretacin ms rpida ymejor de los cultivos.

Pruebas de sensibilidad del microorganismoSu determinacin solo debe realizarse en cultivos puros de microorganismos,

debido a que los resultados de los cultivos mixtos pueden ofrecer informacinequivocada o tambin presentar el inconveniente de que sus resultados no seobtienen hasta 36 a 48 h despus de haberse tomado la muestra inicial.

Uno de los mtodos ms comunes para determinar la sensibilidad bacterianaa los antimicrobianos es el mtodo de difusin del disco, por lo fcil de su realiza-cin, bajo costo y que proporciona datos en un plazo de 18 a 24 h. Sin embargo,el mismo es solo semicuantitati