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3.2: Fundamentos antimicrobianos

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    Conceptos básicos relacionados con la terapia antimicrobiana

    Antes de conocer los medicamentos que se utilizan para tratar infecciones en nuestros pacientes, primero debemos entender los conceptos básicos de la microbiología. Comencemos con una revisión de bacterias. Las bacterias se encuentran en casi todos los hábitats de la tierra, incluso dentro y en los humanos. La mayoría de las bacterias son inofensivas o se consideran útiles, pero algunas son patógenos. Un patógeno se define como un organismo causante de enfermedades a su huésped. Los patógenos, cuando están cubiertos de maleza, pueden causar importantes problemas de salud o incluso la muerte a sus pacientes.

    Las bacterias se pueden identificar cuando un paciente tiene una infección mediante una prueba de cultivo y sensibilidad o una prueba de tinción de gram. Los antimicrobianos pueden clasificarse como de amplio espectro o de espectro estrecho, en función de la variedad de bacterias que tratan eficazmente. Adicionalmente, los antibióticos pueden ser bacteriostáticos o bactericidas en términos de cómo se dirige a las bacterias. Finalmente, también se considera el mecanismo de acción en la selección de un antibiótico.

    Además de los antibióticos, los antimicrobianos también incluyen medicamentos utilizados para tratar virus y hongos. Cada uno de estos temas se discutirá con más detalle a continuación, junto con el tema de la farmacorresistencia.

    Cultura y Sensibilidad

    Cuando un paciente presenta signos o síntomas de una infección, los proveedores de atención médica comenzarán el trabajo de detective necesario para identificar la fuente de la infección. Un cultivo es una prueba que se realiza para examinar diferentes sustancias corporales para detectar la presencia de bacterias u hongos. [1] Estas muestras de cultivo se recolectan comúnmente de sangre, orina, esputo, lecho de heridas, etc. Las enfermeras son comúnmente responsables de la recolección de muestras de cultivo y deben ser concienzudas para recolectar la muestra antes de la administración de antibióticos. La administración de antibióticos antes de un cultivo puede resultar en una identificación retrasada del organismo y complicar la recuperación del paciente. Una vez recolectadas las muestras de cultivo, se incuban en una solución que promueve el crecimiento bacteriano o fúngico y se esparcen sobre una placa de cultivo especial. [2] Posteriormente, los microbiólogos clínicos monitorean el cultivo para detectar signos de crecimiento del organismo para ayudar en el diagnóstico del patógeno infeccioso. A menudo se realiza un análisis de sensibilidad para seleccionar un antibiótico eficaz para tratar el microorganismo. Si el organismo muestra resistencia a los antibióticos utilizados en la prueba, esos antibióticos no proporcionarán un tratamiento efectivo para la infección del paciente. En ocasiones, un paciente puede comenzar un tratamiento antibiótico para una infección, pero se cambiará a un antibiótico diferente y más efectivo en función de los resultados de cultivo y sensibilidad. [3]

    Gram Positivo vs Gram Negativo

    Una tinción de gram es otro tipo de prueba que se utiliza para ayudar en la clasificación de patógenos. Las manchas de Gram son útiles para identificar rápidamente si las bacterias son “gram positivas” o “gram negativas”, según los patrones de tinción de sus paredes celulares. El uso de la tinción de gram permite a los microbiólogos buscar patrones característicos de tinción violeta (Gram +) o rojo/rosa (Gram -) cuando examinan los organismos bajo un microscopio. [4] La identificación de bacterias como gram positivas o gram negativas ayuda al proveedor de atención médica a seleccionar rápidamente un antibiótico apropiado para tratar la infección.

    Infecciones Gram positivas de muestra

    Streptococcus, el nombre que proviene de la palabra griega para cadena retorcida, es responsable de muchos tipos de enfermedades infecciosas en los humanos. El estreptococo es un ejemplo de una infección Gram + y se identifica por su capacidad para lisar, o degradar, los glóbulos rojos cuando se cultiva en agar sanguíneo.

    Gram-Stain-Specimen.png
    Figura 3.1 Gramo de Muestra de Streptococcus

    S. pyogenes es un tipo de Streptococcus β-hemolítico. Esta especie es considerada un patógeno piógeno debido a la producción asociada de pus observada con infecciones que causa (ver Figura 3.1 [5] para una imagen de Streptococcus sometido a tinción de gram). S. pyogenes es la causa más común de faringitis bacteriana (faringitis estreptocópica); también es una causa común de diversas infecciones cutáneas que pueden ser relativamente leves (p. ej., impétigo) o potencialmente mortales (p. ej., fascitis necrotizante, también conocida como enfermedad carnívora). [6]

    Staphylococcus-aureus.png
    Figura 3.2 Staphylococcus aureus ilustra la agrupación típica de células “parecida a la uva”

    El estafilococo es un segundo ejemplo de una bacteria Gram +. La bacteria Staphylococcus proviene de una palabra griega para racimos de uvas, que describe su aspecto microscópico en cultivo. Las cepas de S. aureus causan una amplia variedad de infecciones en humanos, incluyendo infecciones de la piel que producen forúnculos, ántrax, celulitis o impétigo. Muchas cepas de S. aureus han desarrollado resistencia a los antibióticos. Algunas cepas resistentes a antibióticos son designadas como S. aureus resistente a meticilina (MRSA) y S. aureus resistente a vancomicina (VRSA). Estas cepas son algunas de las más difíciles de tratar porque presentan resistencia a casi todos los antibióticos disponibles, no solo a la meticilina y a la vancomicina. Debido a que son difíciles de tratar con antibióticos, las infecciones pueden ser letales. MRSA y VRSA también son contagiosos, lo que representa una seria amenaza en hospitales, hogares de ancianos, centros de diálisis y otros lugares donde hay grandes poblaciones de pacientes ancianos, postrados en cama y/o inmunodeprimidos. [7] Ver Figura 3.2 [8] para una imagen microscópica de bacterias Staphylococcus.

    Infecciones Gram negativas

    Las bacterias Gram negativas a menudo crecen entre las áreas aeróbicas y anaeróbicas (como en los intestinos). Algunas bacterias gram negativas causan enfermedades graves, a veces potencialmente mortales. El género Neisseria, por ejemplo, incluye a la bacteria N. gonorrhoeae, agente causante de la infección de transmisión sexual gonorrea, y N. meningitides, agente causante de la meningitis bacteriana. Ver Figura 3.3 [9] para una imagen de Neisseria meningitides. Otra infección gram negativa común que se observa en pacientes hospitalizados es Escherichia coli (E. Coli). Este es un culpable frecuente de infecciones del tracto urinario debido a su presencia en el tracto GI.

    Neisseria-meningitidis.png
    Figura 3.3 Neisseria meningitidis creciendo en colonias en una placa de agar chocolate

    Antimicrobianos de amplio espectro frente a antimicrobianos de espectro estrecho

    El espectro de actividad es uno de los factores que utilizan los proveedores al seleccionar antibióticos para tratar la infección de un paciente. Un antimicrobiano de espectro estrecho se dirige solo a subconjuntos específicos de patógenos bacterianos. [10] Por ejemplo, algunos medicamentos de espectro estrecho solo se dirigen a bacterias gram positivas, pero otros solo se dirigen a bacterias gram negativas. Si el patógeno causante de la infección ha sido identificado en una prueba de cultivo y sensibilidad, lo mejor es usar un antimicrobiano de espectro estrecho y minimizar el daño colateral a las microbacterias normales.

    Un antimicrobiano de amplio espectro se dirige a una amplia variedad de patógenos bacterianos, incluyendo especies grampositivas y gram negativas, y se usa frecuentemente para cubrir una amplia gama de patógenos potenciales mientras se espera la identificación del patógeno infeccioso en el laboratorio. Los antimicrobianos de amplio espectro también se utilizan para infecciones polimicrobianas (una infección mixta con múltiples especies bacterianas) o como prevención profiláctica de infecciones con procedimientos quirúrgico/invasivos. Finalmente, se pueden seleccionar antimicrobianos de amplio espectro para tratar una infección cuando falla un fármaco de espectro estrecho debido al desarrollo de resistencia a fármacos por parte del patógeno diana. [11]

    Clostridium-difficile.png
    Figura 3.4 Clostridium difficile, una bacteria grampositiva en forma de varilla, causa colitis severa y diarrea, a menudo después de que la microbiota intestinal normal es erradicada por antibióticos

    Un riesgo asociado con el uso de antimicrobianos de amplio espectro es que también se dirigirán a un amplio espectro de las microbacterias normales que pueden causar diarrea. También aumentan el riesgo de una superinfección, una infección secundaria en un paciente que tiene una infección preexistente. Una superinfección se desarrolla cuando el antibacteriano destinado a la infección preexistente mata la microbiota protectora, permitiendo que otro patógeno resistente al antibacteriano prolifere y cause una infección secundaria. Ejemplos comunes de superinfecciones que se desarrollan como resultado del uso de antimicrobianos incluyen infecciones por levaduras (candidiasis) y colitis pseudomembranosa causada por Clostridium difficile (C-diff), que pueden ser fatales. [12] Los probióticos, como los lactobacilos, se usan comúnmente en individuos con C-diff para introducir bacterias normales en el sistema gastrointestinal y mejorar la función intestinal. Ver Figura 3.4 [13] para una imagen de C-diff microscópicamente.

    Vamos a recapitular...

    • Un antibiótico de amplio espectro tratará bacterias gram positivas y gram negativas.
    • Un antibiótico de espectro estrecho tratará bacterias gram positivas o gram negativas.

    Si un paciente se inicia con un antibiótico que es gram + y el cultivo identifica un gram — organismo, el medicamento no mejorará el estado del paciente. La selección de un antibiótico incorrecto puede provocar reacciones adversas y aumentar la resistencia bacteriana.

    En ocasiones, se puede administrar un antibiótico de amplio espectro antes de recibir el reporte de cultivo debido a la gravedad de la enfermedad del paciente. Una vez reportado el cultivo, la terapia antibiótica se adapta al paciente. Es responsabilidad de la enfermera revisar los resultados de la cultura y asegurar que los resultados hayan sido comunicados al proveedor que prescribe.

    Acciones Antibacteriales — Bacteriostáticas vs Bactericidas

    Cuando un proveedor selecciona un medicamento antibacteriano, es importante considerar cómo y dónde el medicamento finalmente se dirigirá a las bacterias. Los fármacos antibacterianos pueden ser bacteriostáticos o bactericidas en sus interacciones con las bacterias ofensivas. Los fármacos bacteriostáticos hacen que las bacterias dejen de reproducirse; sin embargo, es posible que en última instancia no maten a las bacterias. En contraste, los fármacos bactericidas matan a sus bacterias diana.

    La decisión sobre si usar un medicamento bacteriostático o bactericida a menudo depende del tipo de infección y del estado inmunológico general del paciente. En un paciente sano con fuertes defensas inmunitarias, tanto los fármacos bacteriostáticos como los bactericidas pueden ser efectivos para lograr la curación clínica. Sin embargo, cuando un paciente está inmunocomprometido, un fármaco bactericida es esencial para el tratamiento exitoso de las infecciones. Independientemente del estado inmunológico del paciente, las infecciones potencialmente mortales como la endocarditis aguda requieren el uso de un fármaco bactericida para eliminar todas las bacterias ofensivas. [14]

    Mecanismo de Acción

    Otra consideración en la selección de un fármaco antibacteriano es el mecanismo de acción del fármaco. Cada clase de fármacos antibacterianos tiene un mecanismo de acción único, la forma en que un medicamento afecta a los microbios a nivel celular. Por ejemplo, las cefalosporinas actúan sobre la integridad de la pared celular. En contraste, los aminoglucósidos impactan la función de los ribosomas e inhiben la síntesis de proteínas, lo que detiene la proliferación de células. [15] Ver Figura 3.5 [16] para un resumen de cómo varios antibióticos afectan la pared celular, la membrana plasmática, los ribosomas, las vías metabólicas o la síntesis de ADN de bacterias.

    Ilustración de diversos mecanismos de acción de la medicación antimicrobiana con etiquetas
    Figura 3.5 Diversos mecanismos de acción de la medicación antimicrobiana

    Antiviral

    Similar a los medicamentos antibacterianos, los medicamentos antivirales impactan directamente en la interacción y reproducción del microorganismo infractor. Se requieren medicamentos antibacterianos para tratar infecciones bacterianas; los antivirales tratan infecciones virales específicas. Por ejemplo, el oseltamivir (Tamiflu) se prescribe comúnmente para tratar la influenza. A diferencia de los antimicrobianos, los medicamentos antivirales no matan al virus infractor, sino que trabajan para reducir la replicación y el desarrollo del virus. [17]

    Antifúngicos

    Los antimicóticos, o agentes antimicóticos, son medicamentos que se utilizan para tratar infecciones fúngicas. Estos medicamentos funcionan matando las células del hongo o inhibiendo la reproducción de las células. A diferencia de los medicamentos antibacterianos y antivirales, muchos antifúngicos se aplican tópicamente en la zona afectada. Las infecciones fúngicas comúnmente afectan las áreas superficiales del cuerpo, incluyendo los dedos de los pies, las uñas, la boca, la ingle, etc. Por ejemplo, Candida albicans es un tipo de hongos que al crecer demasiado en la boca produce aftas orales. A los pacientes que experimentan aftas se les puede recetar medicamentos antimicóticos orales como nistatina.

    Farmacorresistencia

    Si bien existe una amplia disponibilidad de medicamentos que son útiles para tratar la infección, se están viendo mayores limitaciones en la efectividad. Según los Centros para el Control de Enfermedades (2019), cada año en Estados Unidos, al menos 2 millones de personas se infectan con una infección resistente a los antibióticos, y mueren más de 23 mil. [18]

    Estrategias de Prevención

    En Estados Unidos y en muchos otros países, la mayoría de los medicamentos antimicrobianos son autoadministrados por los pacientes en el hogar. Desafortunadamente, muchos pacientes dejan de tomar antimicrobianos una vez que sus síntomas se disipan y se sienten mejor. Si se prescribe un curso de tratamiento de 10 días, muchos pacientes solo toman el medicamento durante 5 o 6 días, sin darse cuenta de las consecuencias negativas de no completar el ciclo completo del tratamiento.

    El problema: Un curso de tratamiento más corto no solo no logra matar a los organismos diana a los niveles esperados, sino que también ayuda a crear variantes resistentes a los medicamentos dentro del cuerpo. La falta de adherencia de un paciente amplifica la resistencia a los medicamentos cuando el curso recomendado de tratamiento es largo.

    Por ejemplo, el tratamiento para la tuberculosis (TB) tiene un régimen de tratamiento recomendado que dura de 6 meses a un año. El CDC estima que alrededor de un tercio de la población mundial está infectada con TB, la mayoría vive en regiones subdesarrolladas o desatendidas donde hay medicamentos antimicrobianos disponibles sin receta. En dichos países, puede haber tasas de adherencia incluso menores que en las áreas desarrolladas. La falta de adherencia conduce a resistencia a los antibióticos y mayor dificultad en el control de patógenos. Como resultado directo, la aparición de cepas de TB multirresistentes se está convirtiendo en un problema enorme.

    La sobreprescripción de antimicrobianos también contribuye a la resistencia a los antibióticos. Los pacientes suelen demandar antibióticos para enfermedades que no los requieren, como resfriados virales e infecciones de oído. Las compañías farmacéuticas comercializan agresivamente medicamentos a médicos y clínicas, lo que les facilita la entrega de muestras gratuitas a los pacientes, y algunas farmacias incluso ofrecen ciertos antibióticos gratis a pacientes de bajos ingresos con receta médica.

    En los últimos años, diversas iniciativas han tenido como objetivo educar a padres y médicos sobre el uso juicioso de los antibióticos. Sin embargo, estudios previos han demostrado que las expectativas de los padres sobre las recetas antimicrobianas para los niños realmente aumentaron.

    Una posible solución que se está explorando es un régimen llamado terapia directamente observada (DOT), que implica la administración supervisada de medicamentos a los pacientes. Los pacientes deben visitar un centro de salud para recibir sus medicamentos, o los profesionales de la salud deben administrar medicamentos en los hogares de los pacientes u otro lugar designado. El DOT se ha implementado en muchos casos para el tratamiento de la TB y se ha demostrado que es efectivo; de hecho, el DOT es una parte integral de la estrategia global de la OMS para erradicar la TB.

    Pero, ¿es esta una estrategia práctica para todos los antibióticos? ¿Los pacientes que toman penicilina, por ejemplo, tendrían más o menos probabilidades de adherirse al curso completo del tratamiento si tuvieran que viajar a un centro de salud para recibir cada dosis? ¿Quién pagaría el aumento del costo asociado con el DOT? Cuando se trata de sobreprescripción, ¿se debe vigilar a los proveedores o a las compañías farmacéuticas cuando se trata de recetar antibióticos en exceso para hacer cumplir las mejores prácticas? ¿Qué grupo debería asumir esta responsabilidad y qué sanciones serían efectivas para desalentar la sobreprescripción?

    Este es un problema complejo sin una solución clara y fácil. Sin embargo, lo que está claro es que todos los pacientes necesitan una amplia educación sobre el uso juicioso y completo de los medicamentos para aumentar la adherencia y disminuir la oportunidad de resistencia a los antimicrobianos. [19]

    Actividad de Pensamiento Crítico 3.2a

    Reflexionando sobre los desafíos actuales de la salud respecto a la emergencia continua de organismos resistentes a los antimicrobianos, ¿qué acciones podrías tomar dentro de tu práctica de enfermería para ayudar a prevenir la resistencia

    Nota: Las respuestas a las actividades de Pensamiento Crítico se pueden encontrar en las secciones “Clave de respuesta” al final del libro.

    Actividad interactiva

    Consulta\(\PageIndex{1}\)
    1. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction.
    2. Kristof, K. y Pongracz, J. (2016). Interpretación de los resultados de la microbiología sanguínea - función del microbiólogo clínico. La Revista de la Federación Internacional de Química Clínica y Medicina de Laboratorio, 27 (2), 147-155. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4975230/
    3. Vorvick, L. (Ed.). (2019, 7 de febrero). Análisis de sensibilidad. https://medlineplus.gov/ency/article/003741.htm
    4. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    5. “OSC Microbio 04 04 Strep.jpg" de CNX OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0 Access de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/4-4-gram-positive-bacteria
    6. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    7. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    8. Este trabajo es un derivado de "CDC-10046-MRSA.jpg" de Janice Haney Carr, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades está licenciado bajo CC0
    9. “OSC Microbio 04 02 Neisseria.jpg" de CNX OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0 Access de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/4-2-proteobacteria
    10. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction.
    11. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    12. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    13. Este trabajo es un derivado de “Clostridium difficile 01.jpg" por Lois D Wiggs en Centros de Control y Prevención de Enfermedades está licenciado bajo CC0
    14. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    15. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    16. “OSC Microbio 14 02 Modes.jpg" de CNX Openstax está licenciado bajo CC BY 4.0 Access gratis en https://openstax.org/books/microbiology/pages/14-3-mechanisms-of-antibacterial-drugs
    17. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    18. Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. (2019). Acerca de la resistencia antimicrobiana. https://www.cdc.gov/drugresistance/about.html
    19. Este trabajo es un derivado de Microbiología por OpenStax licenciado bajo CC BY 4.0. Accede de forma gratuita en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction

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