Antibiótico betalactámico

Los antibióticos betalactámicos son una amplia clase de antibióticos incluyendo derivados de la penicilina, cefalosporinas, monobactámicos, carbacefem, carbapenems e inhibidores de la betalactamasa; básicamente cualquier agente antibiótico que contenga un anillo β-lactámico en su estructura molecular. Son el grupo más ampliamente usado entre los antibióticos disponibles.

Uso clínico 
Los antibióticos betalactámicos están indicados para la profilaxis y el tratamiento de las infecciones causadas por los microorganismos susceptibles.
Tradicionalmente, los antibióticos betalactámicos han sido activos solamente contra las bacterias Gram positivas, pero el desarrollo de antibióticos de espectro ampliado, activos contra varios microorganismos Gram negativos, ha aumentado la utilidad de los antibióticos β-lactámicos.

Mecanismo de acción 
Los antibióticos β-lactámicos son bacteriolíticos, y actúan inhibiendo la síntesis de la barrera de peptidoglicanos de la pared celular de bacterias sensibles. La barrera de peptidoglicanos es importante para la integridad estructural de la pared celular, especialmente para los microorganismos Gram positivos. El paso final de la síntesis de los peptidoglicanos, la transpeptidación, se facilita por unas transpeptidasas conocidas como "penicillin binding proteins" (PBPs, proteínas de anclaje de penicilinas).
Los β-lactámicos son análogos de la D-alanil-D-alanina, el aminoácido terminal de las subunidades peptídicas precursoras de la barrera peptidoglicana que se está formando.
La similitud estructural que existe entre los antibióticos β-lactámicos y la D-alanil-D-alanina facilita su anclaje al centro activo de las PBPs. El núcleo β-lactámico de la molécula se une irreversiblemente al PBP.
Esta unión irreversible evita el paso final (la transpeptidación) de la formación de la barrera de peptidoglicanos, interrumpiendo la síntesis de la pared.
Es posible, además, que la inhibición de los PBPs (mediante dicha unión irreversible), haga también que se activen enzimas autolíticos de la pared celular bacteriana.

Penicilinas

Penicilinas de bajo espectro 

 Bencilpenicilina (Penicilina G)
 Fenoximetilpenicilina (Penicilina V)
 Penicilina benzatina
 Procaína bencilpenicilina

penicilinas-resistentes de bajo espectro 
 Meticilina → Vía Oral 
 Dicloxacilina
 Flucloxacilina
 Oxacilina

Penicilinas de Amplio espectro susceptible a la Penicilinasa 

 Amoxicilina → Vía Oral / Parenteral 
 Ampicilina → Vía Oral / Parenteral
 Aminopenicilina
 Bicampicilina

Penicilinas de amplio espectro 
 Co-amoxiclav (amoxicilina + ácido clavulánico)
 Ampicilina/sulbactam
 Piperacilina + Tazobactam

Penicilinas de espectro extendido 
 Piperacilina
 Ticarcilina 
 Azlocilina 
 Carbenicilina
 Efectiva principalmente frente a Gram+. También bacteroides, Serratias y Klebs.

Cefalosporinas

Cefalosporinas de primera generación 
Espectro moderado Gram positivas, y menor Gram negativas.
 Cefadroxilo → Vía oral
 Cefalexina → Vía oral
 Cefalotina → Via parenteral (Solo EV)
 Cefazolina → Via Parenteral

Cefalosporinas de la segunda generación 
Espectro moderado a Gram negativas (Haemophilus). De acción bactericida.
 Cefaclor → Via Oral
 Cefuroxima → Via Oral
 Cefoxitina → Via Parenteral

Cefalosporinas de segunda generación 
Espectro moderado contra Gram negativos y con actividad antianaerobia.
 Cefotetan
 Cefoxitina

Cefalosporinas de tercera generación 
Amplio espectro.
Ceftriaxona
Cefotaxima
Cefixima
 Cefditoren
Amplio espectro con actividad anti-Pseudomonas
Ceftazidima

 Cefoperazona

Cefalosporinas de cuarta generación 
Amplio espectro con actividad realzada contra bacterias gram positivas y estabilidad ante beta-lactamasasa. 
Cefepima
 Cefpiroma

Cefalosporinas de quinta generación 
Amplio espectro con actividad antipseudomónica, frente a SARM (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina) y ERV (Enterococcus resistente a vancomicina). 

 Ceftarolina
Ceftolozano
Ceftobiprol

Carbapenémicos 

Espectro más amplio de los antibióticos beta-lactámicos.
 Imipenem con cilastatina.
 Meropenem
 Ertapenem
 Doripenem

Monobactámicos 

A diferencia de otros beta-lactámicos, no hay anillo fundido unido al núcleo del beta-lactamo. Así, hay menos probabilidad de reacciones de sensibilidad cruzada.
 Aztreonam

Inhibidores de las beta-lactamasas (inhibidores suicidas) 

Los inhibidores de betalactamasa no tienen ninguna actividad antimicrobiana, sino que se administran conjuntamente con los antibióticos beta-lactámicos. Su propósito único es prevenir la inactivación de los antibióticos beta-lactámicos por beta-lactamasas ya que se unen irreversiblemente a éstas y no tiene afinidad por PBP's. Las beta lactamasas son enzimas producidas por las bacterias que les da la habilidad de ser resistentes a la acción de los antibióticos beta-lactámicos (mecanismo de resistencia bacteriana). 
 Ácido clavulánico (Clavuronato)
 Tazobactam
 Sulbactam

Resistencia a Beta-Lactámicos 
Entre los mecanismos de defensa que diferentes microorganismos pueden presentar ante el efecto de los beta-lactámicos, destacan:

Producción de beta-lactamasas 
 A: muy activas, actúan principalmente ante la bencilpenicilina.
 B: activas frente a la cefacilina.
 C: son inducibles. Hiperproducción.
 D: Oxa-type

Disminución en la entrada del antibiótico 
Las porinas son canales que contienen las bacterias a través de los cuales ingresan los nutrientes y elementos bacterianos que son necesarios para la proliferación y supervivencia de los microorganismos. Los antibióticos también deben entrar al citoplasma de la bacteria mediante estos "canales". Al reducir las bacterias la permeabilidad de su envoltura bacteriana por medio del cierre de las porinas. Los antimicrobianos no pueden llegar al sitio diana. Y la bacteria opone resistencia.

Expulsión activa
 Bomba de jesse (efflux).

Modificación de las PBP 
Uno de los principales mecanismos de resistencia contra betalactámicos en Gram+ es el poseer una PBP2a modificada, denominada mecA, que no tiene afinidad por los betalactámicos. Ejemplos notables del uso de este mecanismo son el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina y el Streptococcus resistente a penicilina.

Efectos nocivos

Reacciones adversas 

Las reacciones adversas más comunes (RAMC) con los antibióticos β-lactámicos incluyen: diarrea (amóx. + ác. clav.), náusea, erupción, urticaria, superinfección (incluye la candidiasis). (Rossi, 2004) 

RAMs infrecuentes serían: fiebre, vómitos, eritema, dermatitis, angioedema, colitis pseudomembranosa. (Rossi, 2004)

El dolor y la inflamación en el sitio de la inyección es también común en los antibióticos betalactámicos adminitrados parenteralmente.

Alergia/Hipersensibilidad 
Alergia: Las reacciones a cualquier antibiótico beta-lactámico pueden darse hasta en un 10% de los pacientes que reciben la sustancia. Aproximadamente, el 5% de los pacientes tratados con Beta-lactámicos son alérgicos a éstas, y de ese 5%, un 10% también lo son a las cefalosporinas.

Anafilaxis: Suele darse en aproximadamente un 0.01% de los pacientes (Rossi, 2004). Hay quizás una sensibilidad cruzada del 5-10% entre los derivados de la penicilina, las cefalosporinas y los carbapenems; pero varios investigadores ya han conseguido minimizarla.

Sin embargo, el riesgo de la reactividad cruzada es suficiente para contraindicar antibióticos betalactámicos en pacientes con una historia de reacciones alérgicas severas (urticaria, anafilaxis, nefritis intersticial) a cualquier antibiótico betalactámico.

Generalmente las alergias son producidas por la unión del beta-lactámico (hapteno) a macromoléculas endógenas (carriers), para formar lo que se denomina un "inmunógeno". El complejo betalactámico-proteína endógena, a diferencia del beta-lactámico aislado, es capaz de generar una respuesta inmunitaria.

Véase también 
 Clases de antibióticos
 Patogenicidad bacteriana

Referencias 
Sebastián Droguett Pérez (Dr.2)(2004)*Rossi S. (Ed.) (2004). Australian Medicines Handbook 2004. Adelaide: Australian Medicines Handbook. ISBN 0-9578521-4-2. (* Rossi S (Ed.) (2004).
 Martín-Gil J, Villa FM, Ramos-Sánchez MC, Martín-Gil FJ. “Studies on beta-lactam antibiotics - Differential thermal-analysis of Cephalosporins”. J. Thermal Anal Cal, 1984, 29 (6): 1351-1357.

Antibióticos betalactámicos