O mecanismo de acción dos antibióticos na destrución de bacterias
Os antibióticos son un dos descubrimentos máis importantes da historia da medicina moderna. Estes fármacos utilízanse para tratar infeccións causadas por bacterias, xa sexa que afecten á pel, ao tracto respiratorio, ao tracto urinario ou a outros órganos. Aínda que a miúdo se lles chama "exterminadores de xermes", os antibióticos non funcionan do mesmo xeito contra todas as bacterias, nin son eficaces contra infeccións virais como a gripe ou a COVID-19. Para comprender por que é importante o uso de antibióticos, debemos comprender como funcionan os antibióticos para destruír as bacterias.
Antibióticos: matan ou inhiben as bacterias
En xeral, os antibióticos funcionan de dúas maneiras principais. En primeiro lugar, son bactericidas, o que significa que matan as bacterias directamente. En segundo lugar, son bacteriostáticos, o que significa que inhiben o crecemento e a reprodución das bacterias, o que lle dá tempo ao sistema inmunitario do corpo para eliminar a infección. Esta distinción é importante porque, nalgunhas condicións (como infeccións graves ou pacientes con sistemas inmunitarios debilitados), adoitan preferirse os antibióticos bactericidas para eliminar rapidamente as bacterias.
Non obstante, independentemente da categoría, os antibióticos só funcionan atopando o "punto débil" da bacteria. Este punto débil adoita ser unha estrutura ou un proceso biolóxico exclusivo das bacterias e que non está presente nas células humanas. Por iso, os antibióticos poden atacar as bacterias sen danar significativamente as células do corpo.
1. Inhibe a formación de paredes celulares bacterianas
Un dos obxectivos máis populares dos antibióticos é a parede celular bacteriana. Moitas bacterias teñen paredes celulares compostas de peptidoglicano, unha estrutura en forma de malla que lles proporciona forma e resistencia. As células humanas carecen de paredes celulares, o que fai que este obxectivo sexa relativamente específico para as bacterias.
Os antibióticos como as penicilinas, as cefalosporinas, os carbapenémicos e os monobactams pertencen ao grupo dos betalactámicos. Funcionan inhibindo o encima responsable da formación de enlaces cruzados no peptidoglicano. Isto debilita a parede celular e pode provocar a rotura (lise) das bacterias, especialmente durante o crecemento e a división.
Ademais dos betalactámicos, tamén existen glicopéptidos como a vancomicina que funcionan dun xeito diferente: únense ao compoñente peptidoglicano, interrompendo o ensamblaxe da parede celular. Este mecanismo é particularmente eficaz contra as bacterias grampositivas.
2. Dana as membranas celulares bacterianas
O seguinte obxectivo é a membrana celular, a capa que mantén o equilibrio do contido da célula. Se a membrana está danada, os compoñentes vitais da célula fíltranse e as bacterias non poden sobrevivir.
Algúns exemplos de antibióticos activadores de membrana son as polimixinas (por exemplo, a colistina), que se empregan habitualmente contra certas bacterias gramnegativas resistentes. As polimixinas interactúan cos compoñentes da membrana externa e da membrana citoplasmática, o que provoca fugas. A daptomicina tamén pode danar a membrana celular das bacterias grampositivas ao provocar a despolarización da membrana, o que detén a produción de enerxía da bacteria.
Dado que as membranas celulares tamén están presentes nos humanos, este tipo de antibiótico tende a ter un maior risco de efectos secundarios e require máis precaución no seu uso.
3. Inhibe a síntese de proteínas bacterianas
As bacterias necesitan proteínas para sobrevivir, crecer, reparar danos e realizar diversas funcións metabólicas. As proteínas son fabricadas por máquinas chamadas ribosomas. Os ribosomas bacterianos difiren estruturalmente dos ribosomas humanos, o que permite que os antibióticos os ataquen selectivamente.
Algúns grupos de antibióticos que inhiben a síntese de proteínas inclúen:
– Aminoglicósidos (por exemplo, gentamicina, amikacina): interfiren coa lectura do código xenético, o que provoca que as bacterias produzan proteínas defectuosas. Moitos aminoglicósidos son bactericidas.
– Tetraciclina (por exemplo, doxiciclina): impide a entrada de «materias primas» para a formación de proteínas nos ribosomas, detendo así a produción de proteínas.
– Macrólidos (por exemplo, eritromicina, azitromicina): inhiben o movemento dos ribosomas ao longo do ARNm, detendo o proceso de alongamento da cadea proteica.
– Cloranfenicol e lincosamidas (por exemplo, clindamicina): interfiren na formación de enlaces peptídicos ou noutros pasos esenciais na síntese de proteínas.
Se non se forman proteínas importantes, as bacterias non poden crecer nin morrer dependendo do tipo de antibiótico e do estado da infección.
4. Inhibe a síntese de ADN e ARN
O material xenético bacteriano, concretamente o ADN e o ARN, é o punto central de control da vida bacteriana. Algúns antibióticos céntranse nos procesos de replicación do ADN (replicación) ou transcrición do ARN (facer copias da información xenética para a produción de proteínas).
As fluoroquinolonas (por exemplo, ciprofloxacina, levofloxacina) inhiben o encima ADN girase ou topoisomerase, que é necesario para desenrolar e rebobinar o ADN durante a replicación. Se este proceso se interrompe, as bacterias non poden dividirse e finalmente morren.
Mentres tanto, a rifampicina inhibe o encima ARN polimerase bacteriana, o que impide que a bacteria produza ARN. Este fármaco é importante na terapia da tuberculose porque impide eficazmente que a bacteria produza compoñentes vitais.
5. Interfire co metabolismo do folato (antimetabolito)
As bacterias requiren folato para formar ADN e outros compoñentes esenciais. Curiosamente, os humanos obteñen folato dos alimentos, mentres que moitas bacterias deben producir o seu propio folato. Esta diferenza crea unha xanela de oportunidade para os antibióticos.
Un exemplo é a combinación de trimetoprima e sulfametoxazol. O sulfametoxazol inhibe o paso inicial na formación de folato, mentres que o trimetoprima inhibe o paso posterior. Ao bloquear ambos os pasos simultaneamente, a produción de folato redúcese drasticamente, as bacterias carecen das materias primas para a síntese de ADN e o seu crecemento detense ou morren.
Por que non sempre funcionan os antibióticos?
Aínda que os antibióticos teñen mecanismos eficaces, hai condicións nas que non conseguen matar as bacterias. Unha das maiores causas é a resistencia aos antibióticos. A resistencia prodúcese cando as bacterias cambian ata o punto de que os antibióticos deixan de ser eficaces. Os mecanismos son variados, por exemplo:
1. Producir encimas que destrúen os antibióticos, como a beta-lactamase, que destrúe o anel beta-lactámico da penicilina.
2. Cambiar o obxectivo do antibiótico, de xeito que o fármaco non se poida unir nin funcionar.
3. Reduce a entrada de antibióticos mediante cambios nos poros da membrana nas bacterias gramnegativas.
4. Bombear antibióticos cunha bomba de expulsión, de xeito que a concentración do fármaco na bacteria non sexa suficiente para matala.
5. Forma unha biopelícula, unha capa protectora que dificulta que os antibióticos cheguen ás bacterias.
A resistencia adoita aumentar debido ao uso inadecuado dos antibióticos, por exemplo, tomar antibióticos sen receita médica, non completar a medicación segundo as indicacións ou usar antibióticos para enfermidades víricas.
Peche
O mecanismo de acción dos antibióticos para destruír as bacterias céntrase en atacar compoñentes clave exclusivos das bacterias: a parede celular, a membrana celular, os ribosomas, a síntese de ADN/ARN e as vías do metabolismo do folato. Ao atacar estes "puntos débiles", os antibióticos poden matar ou inhibir eficazmente as bacterias. Non obstante, o éxito da terapia depende en gran medida da selección do antibiótico axeitado, da dosificación correcta e do cumprimento das instrucións por parte do paciente. Nunha era de resistencia crecente, comprender como funcionan os antibióticos é crucial non só para os profesionais médicos, senón tamén para o público, para que o uso de antibióticos poida ser máis xudicioso e as infeccións bacterianas poidan tratarse de forma segura e eficaz.
