13.2A: inhibición de la síntesis de la pared celular

Los antibióticos β-lactámicos (betalactámicos) y glicopéptidos actúan inhibiendo o interfiriendo con la síntesis de la pared celular de las bacterias diana

Objetivos de aprendizaje

• Describir los dos tipos de medicamentos antimicrobianos que inhiben la síntesis de la pared celular: antibióticos betalactámicos y glucopeptídicos

Puntos Clave

• La capa de peptidoglicano es importante para la integridad estructural de la pared celular, siendo el componente más externo y primario de la pared.
• Los antibióticos β-lactámicos son una amplia clase de antibióticos que incluyen derivados de penicilina (penams), cefalosporinas (cefemas), monobactámicos y carbapenémicos.
• Los antibióticos β-lactámicos son bactericidas y actúan inhibiendo la síntesis de la capa de peptidoglicano de las paredes celulares bacterianas.
• Los antibióticos glicopéptidos incluyen vancomicina, teicoplanina, telavancina, bleomicina, ramoplanina y decaplanina.
• Los antibióticos glicopéptidos inhiben la síntesis de paredes celulares en microbios susceptibles al inhibir la síntesis de peptidoglicanos.

Términos Clave

• Antibiótico betalactámico: Una amplia clase de antibióticos que inhiben la síntesis de la pared celular, que consiste en todos los agentes antibióticos que contienen un núcleo β-lactama en sus estructuras moleculares. Esto incluye derivados de penicilina (penams), cefalosporinas (cefemas), monobactámicos y carbapenémicos.
• Antibiótico glicopeptídico: Los antibióticos glicopéptidos están compuestos por péptidos no ribosómicos cíclicos o policíclicos glicosil Los antibióticos glucopéptidos significativos incluyen vancomicina, teicoplanina, telavancina, bleomicina, ramoplanina y decaplanina. Esta clase de fármacos inhiben la síntesis de paredes celulares en microbios susceptibles al inhibir la síntesis de peptidoglicanos.
• peptidoglicano: Un polímero de glicano y péptidos que se encuentran en las paredes celulares bacterianas.

Dos tipos de medicamentos antimicrobianos funcionan inhibiendo o interfiriendo con la síntesis de la pared celular de las bacterias diana. Los antibióticos comúnmente se dirigen a la formación de la pared celular bacteriana (de la cual el peptidoglicano es un componente importante) porque las células animales no tienen paredes celulares. La capa de peptidoglicano es importante para la integridad estructural de la pared celular, siendo el componente más externo y primario de la pared.

La primera clase de medicamentos antimicrobianos que interfieren con la síntesis de la pared celular son los antibióticos β-lactámicos (antibióticos betalactámicos), que consisten en todos los agentes antibióticos que contienen un núcleo β-lactama en sus estructuras moleculares. Esto incluye derivados de penicilina (penams), cefalosporinas (cefemas), monobactámicos y carbapenémicos. Los antibióticos β-lactámicos son bactericidas y actúan inhibiendo la síntesis de la capa de peptidoglicanos de las paredes celulares bacterianas. El paso final en la síntesis del peptidoglicano se ve facilitado por las proteínas de unión a penicilina (PBP). Los PBP varían en su afinidad por la unión de penicilina u otros antibióticos β-lactámicos.

Figura: Generación de esferoplastos de penicilina: Diagrama que representa el fracaso de la división celular bacteriana en presencia de un inhibidor de la síntesis de la pared celular (por ejemplo, penicilina, vancomicina) .1- La penicilina (u otro inhibidor de la síntesis de la pared celular) se agrega al medio de crecimiento con una bacteria en división.2- La la célula comienza a crecer, pero es incapaz de sintetizar nueva pared celular para acomodar la célula en expandimiento.3- A medida que continúa el crecimiento celular, el citoplasma cubierto por la membrana plasmática comienza a exprimirse a través del (los) hueco (s) en la pared celular.4- La integridad de la pared celular se viola aún más La célula sigue aumentando de tamaño, pero es incapaz de “pellizcar” el material extra citoplásmico en dos células hijas porque la formación de un surco de división depende de la capacidad de sintetizar nueva pared celular.5- La pared celular se desprende por completo, formando un esferoplasto, el cual es extremadamente vulnerable relativo a la celda original. La pérdida de la pared celular también hace que la célula pierda el control sobre su forma, por lo que aunque la bacteria original tuviera forma de varilla, el esferoplasto es generalmente esférico. Por último, el hecho de que la célula haya duplicado ahora gran parte de su material genético y metabólico altera aún más la homeostasis, lo que suele llevar a la muerte de la célula.

Las bacterias a menudo desarrollan resistencia a los antibióticos β-lactámicos sintetizando una β-lactamasa, una enzima que ataca el anillo β-lactama. Para superar esta resistencia, a menudo se administran antibióticos β-lactámicos con inhibidores de β-lactamasa como el ácido clavulánico.

La segunda clase de fármacos antimicrobianos que interfieren con la síntesis de la pared celular son los antibióticos glicopéptidos, que están compuestos por péptidos no ribosómicos cíclicos o policíclicos glicosilados. Los antibióticos glucopéptidos significativos incluyen vancomicina, teicoplanina, telavancina, bleomicina, ramoplanina y decaplanina. Esta clase de fármacos inhiben la síntesis de paredes celulares en microbios susceptibles al inhibir la síntesis de peptidoglicanos. Se unen a los aminoácidos dentro de la pared celular evitando la adición de nuevas unidades al peptidoglicano.