Mecanismo de acción antibacteriana
La acción de las penicilinas es bactericida y se lleva a cabo a través de dos vías interconectadas que destruyen la pared celular de la bacteria.
- Alteración de la síntesis de peptidoglicano. La base de la pared celular consta de cadenas de ácido N-acetilmurámico y N-acetylglucosamina. Las penicilinas se unen a la enzima transpeptidasa y la bloquean. Normalmente, esta enzima entrecruza el puente de pentaglicina de una cadena con el penúltimo residuo de D-alanina de otra cadena (liberando la D-alanina terminal). Sin la actividad de la transpeptidasa no se forman enlaces cruzados y se detiene la síntesis de un armazón completo.
- Activación de la autólisis. Las bacterias poseen sus propias enzimas —los autolisinas— que degradan el peptidoglicano para asegurar la división celular. Normalmente son contenidas por un inhibidor endógeno. Las penicilinas suprimen este inhibidor, lo que conduce a la activación descontrolada de las autolisinas y a la hidrólisis (autodestrucción) de la pared celular.
Espectro de actividad y aplicación clínica
Las penicilinas naturales tienen un espectro de acción relativamente estrecho, dirigido principalmente contra la flora grampositiva.
- Bacterias grampositivas: estreptococos, neumococos, agentes causantes de la difteria (Corynebacterium diphtheriae) y del ántrax (Bacillus anthracis), listerias. Los estafilococos son sensibles solo en el caso de que no produzcan $\beta$-lactamasas.
- Cocos gramnegativos: meningococos y gonococos.
- Anaerobios y espiroquetas: clostridios, Treponema pallidum, leptospiras, borrelias.
Los fármacos de este grupo siguen siendo los medicamentos de elección para el tratamiento de la sífilis y para la realización de la profilaxis anual con bicilina contra el reumatismo. También se prescriben para anginas, escarlatina, neumonía, erisipela, endocarditis bacteriana, meningitis, gangrena gaseosa y borreliosis transmitida por garrapatas (enfermedad de Lyme).
Clasificación de fármacos
Dependiendo de su estabilidad frente al medio ácido del estómago y la duración de su efecto, las penicilinas naturales se dividen en dos grandes grupos.
A. Parenterales (inestables en ácido) Son destruidas por el ácido clorhídrico, por lo que se administran únicamente mediante inyección.
- De acción corta (3–4 horas): sales sódica y potásica de bencilpenicilina. Se absorben rápidamente y generan altas concentraciones pico en sangre. Se emplean en infecciones agudas y graves.
- De acción prolongada (penicilinas de depósito): bencilpenicilina procaína (actúa de 12 a 18 horas), bencilpenicilina benzatina (Bicilina-1, actúa de 7 a 10 días) y Bicilina-5 (actúa 1 mes). Son suspensiones poco solubles que se administran únicamente por vía intramuscular. No generan concentraciones elevadas ni atraviesan la barrera hematoencefálica, pero mantienen un nivel terapéutico durante un tiempo prolongado. Se utilizan en infecciones crónicas de gravedad leve a moderada.
B. Enterales (resistentes a los ácidos)
- Fenoximetilpenicilina. Debido al grupo fenoximetilo, no se destruye en el estómago y se administra por vía oral (per os). Su espectro de acción es idéntico al de la bencilpenicilina.
Características farmacocinéticas y perfil de seguridad
Las sales solubles de bencilpenicilina se distribuyen bien en los pulmones, riñones, articulaciones y cavidades serosas. En condiciones normales penetran mal a través de la barrera hematoencefálica (BHE), pero en caso de inflamación de las meninges la permeabilidad aumenta drásticamente, lo que permite tratar la meningitis.
Efectos secundarios y toxicidad:
- Con mayor frecuencia se producen reacciones alérgicas (erupción cutánea, urticaria, angioedema, anafilaxia).
- La organotoxicidad se manifiesta en raras ocasiones: es posible una nefritis intersticial aguda y, en caso de administración de dosis ultraaltas, neurotoxicidad (convulsiones).
Interacciones medicamentosas:
- Con warfarina: las penicilinas inhiben la microflora intestinal, reduciendo la síntesis de vitamina K, lo que potencia el efecto del anticoagulante y aumenta el riesgo de hemorragias.
- Con probenecid: se produce competencia por los sistemas de transporte renal. La secreción tubular del antibiótico disminuye y su concentración plasmática aumenta.
Para no confundir las vías de administración de las sales de bencilpenicilina: la sal sódica se puede administrar de forma dirigida en todas partes (por vía intravenosa, intratecal, en cavidades). La potásica —solo por vía intramuscular, de lo contrario el potasio causará una catástrofe (convulsiones y depresión cardíaca).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué las penicilinas naturales no actúan sobre la mayoría de los estafilococos?
Muchas cepas de estafilococos han adquirido la capacidad de producir enzimas $\beta$-lactamasas (penicilinasas). Estas hidrolizan la estructura del antibiótico antes de que logre unirse a la transpeptidasa.
¿Se puede administrar la sal potásica de bencilpenicilina por vía intravenosa?
Rotundamente no. La rápida liberación de una gran cantidad de iones de potasio al torrente sanguíneo puede provocar arritmias graves, depresión de la actividad cardíaca y convulsiones. Se administra exclusivamente por vía intramuscular.
¿Cuál es el sentido de crear penicilinas de depósito (bicilinas)?
Las sales solubles se eliminan del organismo en 3–4 horas, lo que requiere hasta 6 inyecciones diarias. Los fármacos de depósito son poco solubles en agua, se absorben lentamente del tejido muscular y permiten reducir la frecuencia de las inyecciones a 1 vez por semana o incluso al mes.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura química del peptidoglicano y proceso detallado de transpeptidación
- Mecanismos de resistencia adquirida: modificación de las proteínas fijadoras de penicilina (PFP)
- Farmacocinética y distribución tisular de las sales de bencilpenicilina
- Organotoxicidad de las penicilinas: patogenia de la nefritis intersticial y neurotoxicidad
- Pautas de uso de los fármacos de depósito en el tratamiento de la sífilis y la prevención del reumatismo
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