Naturaleza y características clave
Esencialmente, los antibióticos son compuestos químicos que pertenecen a los fármacos quimioterápicos. Según su origen, se pueden dividir en tres grandes grupos: biológicos (totalmente naturales), semisintéticos (derivados de sustancias naturales) y análogos sintéticos de compuestos naturales.
Una característica clave de estas sustancias es su eficacia incluso a concentraciones muy bajas. Además, poseen una estricta selectividad de acción. Esto significa que el fármaco es capaz de dañar o destruir por completo y de forma selectiva a las bacterias, así como a las células tumorales, afectando mínimamente a los tejidos del propio macroorganismo (humano o animal).
Fuentes naturales (productores)
El sentido biológico de la producción de antibióticos radica en el antagonismo natural. En la naturaleza (por ejemplo, en el suelo), los microorganismos segregan estas sustancias como una potente herramienta de supervivencia y competencia con otras especies bacterianas por los recursos nutritivos.
Las células animales y las plantas también son capaces de segregar componentes antimicrobianos (por ejemplo, fitoncidas); sin embargo, no han encontrado una amplia aplicación como productores industriales para la medicina. El liderazgo absoluto en la producción pertenece a los microbios:
- Actinomicetos (Actinomycetes). Son bacterias ramificadas entre las cuales desempeña un papel fundamental el género Streptomyces. Precisamente ellas sirven como fuente de aproximadamente el 80% de todos los antibióticos naturales conocidos.
- Hongos filamentosos (Fungi). Los principales productores aquí son los géneros Cephalosporium y Penicillium. Sintetizan $\beta$-lactámicos naturales, así como ácido fusídico.
- Bacterias típicas. Incluyen eubacterias, bacilos y pseudomonas. Se especializan en la producción de antibióticos polipeptídicos, tales como la bacitracina y las polimixinas.
Métodos de obtención industrial
La farmacéutica moderna utiliza tres enfoques tecnológicos principales para la producción de preparados antibacterianos:
- Síntesis biológica (fermentación). Se emplea para obtener exclusivamente antibióticos naturales. Los microbios productores se cultivan en condiciones óptimas estrictamente determinadas. Durante su actividad vital, segregan la sustancia diana, que posteriormente se recolecta y se purifica minuciosamente.
- Síntesis biológica con modificación química. Esta vía combinada es necesaria para crear antibióticos semisintéticos. En la primera etapa se obtiene la base natural mediante biosíntesis. En la segunda etapa, la estructura de la molécula se modifica por vía química (por ejemplo, añadiendo nuevos radicales). Esto se hace con el fin de mejorar las características farmacológicas y potenciar las propiedades antimicrobianas del fármaco original.
- Síntesis química. Se emplea para crear análogos sintéticos. La estructura del antibiótico natural se recrea por completo mediante métodos químicos en el laboratorio, sin la participación de microorganismos vivos. Un ejemplo clásico de este enfoque es el cloranfenicol (levomicetina), que en su estructura es absolutamente idéntico a la sustancia natural, pero se sintetiza de forma artificial.
Clasificación general según su estructura química
Dependiendo de las características de la estructura química de la molécula, todos los antibióticos se dividen en grandes familias y clases. La lista principal incluye:
- Betalactámicos (este amplio grupo incluye penicilinas, cefalosporinas, carbapenémicos y monobactámicos)
- Macrólidos (así como azálidos)
- Tetraciclinas
- Aminoglucósidos
- Glicopéptidos
- Lincosamidas
- Polipéptidos
- Polienos
- Rifamicinas
- Levomicetina (cloranfenicol)
- Grupos diversos (incluyen ácido fusídico, fusafungina y otros fármacos que no entraron en las clases principales)
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué grupos se dividen los antibióticos según su tipo de acción sobre los microorganismos (bactericidas y bacteriostáticos)?
Según la naturaleza de su efecto sobre el microorganismo, los fármacos se dividen en microbicidas y microbiostáticos. Los antibióticos microbicidas provocan la muerte de los microbios debido al daño irreversible de sus estructuras. Los agentes microbiostáticos provocan un retraso en el crecimiento y la reproducción, inhibiendo la célula pero sin matarla de inmediato. - Microbicidas (bactericidas, fungicidas): provocan la muerte de los microbios debido al daño irreversible de sus estructuras. - Microbiostáticos: provocan un retraso en el crecimiento y la reproducción sin matar la célula de inmediato.
¿Qué efectos secundarios son más característicos del uso de aminoglucósidos y tetraciclinas?
Para los aminoglucósidos, las fuentes indican trastornos dispépticos, nefrotoxicidad, hepatotoxicidad y ototoxicidad. Las reacciones nefro y ototóxicas son específicas durante el uso de aminoglucósidos. En las fuentes proporcionadas no hay información sobre los efectos secundarios de las tetraciclinas.
Para memorizar los tres grupos principales de productores, use la frase: «Actinomicetos, Hongos, Bacterias: AGB (Guardia Antibacteriana de Combatientes)»
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué los fitoncidas de las plantas no se utilizan como antibióticos industriales?
Aunque las células vegetales y animales segregan sustancias antimicrobianas, no han encontrado una amplia aplicación como productores industriales en medicina debido a la complejidad de la producción a gran escala y la purificación en comparación con los microorganismos.
¿Para qué se someten los antibióticos naturales a modificación química?
La modificación química de la molécula (adición de radicales) se lleva a cabo para mejorar las propiedades antimicrobianas y las características farmacológicas de la sustancia original.
¿Cuál es la diferencia entre un análogo natural y uno sintético de un antibiótico?
El análogo sintético (por ejemplo, el cloranfenicol) es químicamente idéntico por completo al antibiótico natural, pero se produce artificialmente mediante métodos químicos sin la participación de microbios productores vivos.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de acción de los antibióticos betalactámicos sobre la pared celular
- Características de uso y espectro de actividad de los polipéptidos (polimixinas)
- Ventajas farmacológicas de los fármacos semisintéticos frente a los naturales
- Proceso de cultivo y purificación en la síntesis biológica
- Resistencia natural de las bacterias a los antibióticos en condiciones de antagonismo en el suelo
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