¿Cómo actúan las bacterias resistentes a antibióticos?

Desde el descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming hasta nuestros días, se investiga el uso de los antibióticos para tratar distintas enfermedades causadas por agentes patógenos microbianos. El uso excesivo, prolongado y desmedido de estos productos, está causando que aparezcan bacterias resistentes a antibióticos.

Por ejemplo, la bacteria Staphylococcus aureus posee la capacidad de degradar la penicilina (uno de los antibióticos más eficaces que conocemos).

Cultivo Staphylococcus aureus en placa de petri.

Cabe resaltar que esta resistencia puede ser transferida a otra bacteria mediante el proceso de conjugación.

En este proceso se usa una estructura de la bacteria llamada pili o fimbria que interactua con otra bacteria transfiriéndole estos genes de resistencia que adquirió previamente.

Es importante conocer los mecanismos biológicos que incurren en este proceso de resistencia, pueden ser de forma natural o causados artificialmente.

Imagen realizada con un microscopio de un proceso de conjugación mediante pili.

FUNCIONAMIENTO DEL ANTIBIÓTICO.

Para entender cómo funcionan las bacterias resistentes a antibióticos, primero hay que entender como funcionan estos cuando entran en contacto con un agente microbiano.

1. Inhibición de la transpeptidasa: Antibióticos como la penicilina y en general todos los β-lactámicos, actúan inhibiendo la síntesis de peptidoglucano ( el principal componente de la pared celular de las bacterias).

La pared celular actúa como protección para que la bacteria no haga lisis osmótica por la elevada presión que hay en su interior.

Cuando las moléculas de penicilina se unen a la enzima transpeptidasa, responsable de la síntesis de peptiduglucano, actúan inhibiendo su acción,es decir, haciendo perder toda su pared celular.

En consecuencia, son más propensas a sufrir lisis osmótica o bien que el sistema inmune pueda deshacerse de ellas fácilmente.

Afecta mayormente a bacterias Gram-positivas.

2. Inhibición de los ribosomas: Antibióticos como la azitromicina y toda la familia de macrólidos, actúan de manera que cuando entran a la bacteria se unen a los ribosomas e inhiben la subunidad ribosomal 50s.

Los ribosomas son la parte de la célula encargada de la fabricación de proteínas. Estas son sintetizadas gracias a la información transmitida por el ARN proveniente del núcleo celular. Las instrucciones son leídas mediante un proceso llamado «traducción», que es el que se ve afectado.

Por consecuencia, aparecen errores en la síntesis de proteínas que pueden provocar que la bacteria no pueda reproducirse (efecto bacteriostático) o que muera (efecto bactericida).

Afecta mayormente a bacteria Gram-negativas.

MECANISMOS QUE UTILIZAN LAS BACTERIAS RESISTENTES A ANTIBIÓTICOS.

Existen distintos mecanismos que las bacterias usan para rechazar o inhibir la respuesta de los antibióticos.

1. Por eliminación del antibiótico: Ocurre cuando el antibiótico se adhiere al receptor en la pared celular y entra a la bacteria.

En esta se encuentran enzimas, previamente sintetizadas por los plásmidos, que hidrolizan estas moléculas, evitando así que estas inhiban la síntesis de la pared celular.

Método de actuación de bacterias resistentes a antibióticos.Medicina. Biología. Moléculas.
Penicilina hidrolizada por la β-lactamasa

2. Por mutación del receptor: Esto se debe a una mutación a nivel del cromosoma bacteriano causado por errores durante la transcripción.

Esto hace que el receptor cambie totalmente, imposibilitando la vinculación del antibiótico con el receptor de la pared celular.

Método de actuación de bacterias resistentes a antibióticos.Medicina. Biología. Moléculas.
El receptor cambiado hace que el antibiótico no penetre la bacteria

3. Impermeabilidad de la pared celular: Consiste en que los canales de difusión(porinas), localizados en la membrana externa de la bacteria, debido a una mutación, tengan un diámetro irregularmente pequeño causando que las moléculas de antibiótico no puedan pasar.

Método de actuación de bacterias resistentes a antibióticos.Medicina. Biología. Moléculas.
El diámetro de las porinas impiden el paso de antibiótico

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Alejandro Lucas