++
Los términos siguientes se utilizan a menudo en relación con los antimicrobianos y sus aplicaciones.
++
Sustancia química o física, por lo general de amplio espectro, que desactiva microorganismos (cuadro 4-3). Los biocidas químicos incluyen peróxido de hidrógeno, alcoholes, blanqueadores, cicloheximida y fenoles; los biocidas físicos son el calor y las radiaciones. Por lo general los biocidas son de amplio espectro, a diferencia de los antiinfecciosos, que poseen una actividad antimicrobiana menor.
++
++
Término específico que se refiere a la propiedad por medio de la cual un biocida puede inhibir la multiplicación bacteriana; la multiplicación se reanuda una vez que se elimina la sustancia. (Los términos “fungistático” y “esporostático” se refieren a los biocidas que inhiben la proliferación de los hongos y esporas, respectivamente).
++
Término específico que se refiere a la propiedad por medio de la cual un biocida aniquila bacterias. La acción bactericida difiere de la bacteriostática sólo en el sentido de que es irreversible (p. ej., los organismos “aniquilados” ya no se pueden reproducir, aunque se retiren del contacto con la sustancia). En ciertos casos, la sustancia provoca lisis (disolución) de las células; en otros, la célula permanece intacta y en ocasiones incluso con actividad metabólica. (Los términos “fungicida”, “esporicida” y “viricida” se refieren a la propiedad por medio de la cual los biocidas aniquilan hongos, esporas y virus, respectivamente).
++
Técnica utilizada para eliminar los organismos viables de una superficie o producto, incluidas las esporas bacterianas.
++
Productos o biocidas utilizados para reducir el número de microorganismos viables o carga biológica, en un producto o superficie hasta obtener una concentración que se considera adecuada para su uso o aplicación ulterior. Los desinfectantes no son necesariamente esporicidas, pero son esporostáticos, o sea, que inhiben la germinación o la proliferación.
++
Caracterizado por la presencia de microbios patógenos en tejidos vivos o líquidos asociados.
++
Biocida o producto que destruye o inhibe el desarrollo de los microorganismos en un tejido vivo (p. ej., la piel) o líquidos biológicos (p. ej., secreciones de mucosa).
++
Libre de microorganismos o utilizando métodos para permanecer sin microorganismos.
++
Prevención de la multiplicación de los microorganismos en productos preparados, incluidos fármacos y alimentos.
++
Son compuestos orgánicos naturales o sintéticos que inhiben o destruyen ciertas bacterias, por lo general a una concentración reducida.
++
Diversas sustancias tanto físicas como químicas actúan dañando al DNA; éstas comprenden las radiaciones ionizantes, luz ultravioleta y sustancias químicas que reaccionan con el DNA. Esta última categoría comprende a las sustancias alquilantes y otros compuestos que reaccionan de manera covalente con las bases purina y pirimidina para formar aductos de DNA o enlaces cruzados entre tiras. Las radiaciones lesionan al DNA de diversas formas: la luz ultravioleta, por ejemplo, induce enlaces cruzados entre pirimidinas adyacentes en alguna de las dos tiras de polinucleótidos, formando dímeros de pirimidina; las radiaciones ionizantes rompen las tiras únicas y dobles. Las lesiones del DNA por radiaciones o sustancias químicas aniquilan a la célula principalmente al interferir con la multiplicación del DNA. Véase el capítulo 7 para una descripción más detallada sobre los sistemas de reparación del DNA.
+++
B. Desnaturalización de proteínas
++
Las proteínas existen en un estado plegado tridimensional, determinado principalmente por interacciones no covalentes intramoleculares como enlaces iónicos, hidrófobos y de hidrógeno o enlaces convalentes de disulfuro. Este estado se denomina estructura terciaria de la proteína; se desorganiza fácilmente con diversas sustancias físicas (p. ej., calor) o químicas (p. ej., alcohol) y la proteína deja de funcionar. La desorganización de la estructura terciaria de una proteína se denomina desnaturalización.
+++
C. Desorganización de la membrana o pared celular
++
La membrana celular actúa como barrera selectiva, puesto que permite el paso de algunos solutos y excluye el de otros. Muchos compuestos se transportan de manera activa a través de la membrana, con lo que se concentran dentro de la pared. La membrana también contiene a las enzimas que participan en la biosíntesis de los componentes de la cubierta celular. Las sustancias que se concentran en la superficie celular modifican las propiedades físicas y químicas de la membrana, evitando sus funciones normales y por lo tanto, aniquilando o inhibiendo a la célula.
++
La pared celular actúa como estructura constrictiva, protegiendo a la célula de la lisis osmótica. Por lo tanto, las sustancias que destruyen la pared (p. ej., lisozimas, que fragmentan los enlaces de azúcares) o impiden su síntesis normal (p. ej., penicilina, que interrumpe los enlaces cruzados de peptidilo) provocan lisis celular.
+++
D. Disociación de los grupos sulfhidrilo libres
++
Las enzimas que contienen cisteína poseen cadenas laterales que terminan en grupos sulfhidrilo. Además, las coenzimas como la coenzima A y el dihidrolipoato contienen grupos sulfhidrilo libres. Tales enzimas y coenzimas no pueden funcionar a menos que los grupos sulfhidrilo permanezcan libres y reducidos. De esta manera, las sustancias oxidantes interfieren con el metabolismo al formar enlaces disulfuro entre grupos sulfhidrilo vecinos:
+
++
Muchos metales como el ion mercúrico interfieren de la misma manera al combinarse con los sulfhidrilos. La célula contiene numerosas enzimas con sulfhidrilo, por lo tanto, los oxidantes y metales pesados dañan extensamente a la célula.
+++
E. Antagonismo químico
++
La interferencia de una sustancia química con la reacción normal entre cierta enzima y su sustrato se conoce como antagonismo químico. El antagonista actúa combinándose con una parte de la holoenzima (ya sea la apoenzima proteínica, el activador mineral o la coenzima), evitando de esa manera la unión con el sustrato normal. (El término sustrato se utiliza aquí en el sentido amplio y abarca los casos en los que el inhibidor se combina con la apoenzima, evitando su unión con la coenzima).
++
El antagonista se combina con una enzima por su afinidad química por un sitio esencial en esa enzima. Las enzimas llevan a cabo su función catalítica gracias a su afinidad por los sustratos naturales de ella; de ahí que cualquier compuesto que se asemeja desde el punto de vista estructural a un sustrato en los aspectos esenciales también tendrá afinidad por la enzima. Cuando esta afinidad es lo suficientemente grande, el “análogo” desplazará al sustrato normal impidiendo la reacción adecuada.
++
Muchas holoenzimas comprenden un ion mineral como puente ya sea entre la enzima y la coenzima o entre la enzima y el sustrato. Las sustancias químicas que se combinan fácilmente con estos minerales evitan de nuevo la unión entre la coenzima y el sustrato (p. ej., el monóxido de carbono y el cianuro se combinan con el átomo de hierro en las enzimas que contienen hem, impidiendo su función en la respiración).
++
Los antagonistas químicos se pueden describir bajo dos títulos: a) antagonistas de los procesos que liberan energía y b) antagonistas de los procesos biosintéticos. Los primeros comprenden a los venenos de las enzimas respiratorias (monóxido de carbono, cianuro) y de la fosforilación oxidativa (dinitrofenol); los últimos comprenden a los análogos de los bloques de construcción de las proteínas (aminoácidos) y de los ácidos nucleicos (nucleótidos). En algunos casos, el análogo sencillamente evita la incorporación del metabolito normal (p. ej., el 5-metiltriptófano evita la incorporación del triptófano en la proteína) y en otros casos el análogo sustituye al metabolito normal en la macromolécula, impidiendo su función. Un ejemplo de este último tipo de antagonismo es la incorporación de p-fluorofenilalanina en lugar de fenilalanina en las proteínas.
+++
Inversión de la acción antibacteriana
++
En la sección sobre definiciones, se insistió en que la acción bacteriostática es, por definición, reversible. Esta acción se puede invertir de varias formas.
+++
A. Eliminación del fármaco
++
Cuando las células que son inhibidas por la presencia de un bacteriostático se eliminan mediante el lavado de la superficie o centrifugación que elimina las bacterias de la sustancia bacteriostática, reanudarán su multiplicación normal.
+++
B. Inversión por sustrato
++
Cuando un antagonista químico de tipo análogo se une de manera reversible con la enzima, es posible desplazarla agregando una concentración elevada del sustrato normal. Estos casos se denominan “inhibición competitiva”. La proporción entre la concentración del inhibidor y la concentración del sustrato que invierte la inhibición se denomina índice anti microbiano; por lo general es muy elevado (100 a 10 000), lo que indica una afinidad mucho mayor de la enzima por su sustrato normal.
+++
C. Desactivación del fármaco
++
A menudo es posible desactivar al fármaco agregando al medio una sustancia que se combine con éste, impidiendo su combinación con los componentes celulares. Por ejemplo, el ion mercúrico se desactiva agregando al medio compuestos de sulfhidrilo como ácido tioglicólico.
+++
D. Protección contra la lisis
++
Es posible prevenir la lisis osmótica transformando al medio en un elemento isotónico para los protoplastos bacterianos desnudos. Se necesita una concentración de sacarosa de 10 a 20%. En esta situación, los protoplastos inducidos por la penicilina (p. ej., el material viviente de una célula bacteriana, incluidos el protoplasma y la membrana celular una vez que se elimina la pared celular) permanecen viables y siguen creciendo como formas L.
+++
Resistencia a los antibacterianos
++
Un factor importante para regular a las bacterias es su potencial para adquirir resistencia contra los antimicrobianos. Los mecanismos por medio de los cuales adquieren resistencia se describen en los capítulos 7: Genética microbiana y 28: Quimioterapia antimicrobiana.
++
La aplicación de calor constituye el método más sencillo para esterilizar materiales, siempre y cuando el material mismo sea resistente al daño por calor. Una temperatura de 100°C aniquila a todos los tipos de bacterias con excepción de las esporas en un lapso de 2 a 3 min en cultivos de laboratorio; para aniquilar esporas se utiliza una temperatura de 121°C durante 15 min. Por lo general, se utiliza vapor por dos razones: las bacterias mueren más rápidamente con la humedad y el vapor ofrece un medio para distribuir el calor a todos los sitios del recipiente donde se lleva a cabo la esterilización. A nivel del mar, el vapor se debe mantener a una presión de 15 libras/pulgada2 (psi) por arriba de la presión atmosférica para obtener una temperatura de 121°C; para este fin se utilizan autoclaves u ollas de presión. A una mayor altura, la presión debe ser mayor de 15 psi para alcanzar 121°C. Para que los materiales estériles permanezcan secos, existen hornos eléctricos en los que circula aire caliente; como el calor es menos eficaz en materiales secos, se acostumbra aplicar una temperatura de 160 a 170°C durante 1 h o más. En las condiciones antes descritas (p. ej., temperaturas excesivas por periodos prolongados), el calor actúa desnaturalizando las proteínas celulares y los ácidos nucleicos, y desorganizando las membranas celulares.
++
La luz ultravioleta y las radiaciones ionizantes tienen diversas aplicaciones como esterilizadores. Sus mecanismos de acción se describen antes.
++
Las estructuras químicas de aplicaciones de los biocidas se muestran en el cuadro 4-3.
++
El alcohol etílico, alcohol isopropílico y el n-propanol exhiben una actividad antimicrobiana rápida de amplio espectro contra las bacterias vegetativas, virus y hongos, pero no son esporicidas. Su actividad es mejor cuando se diluyen a una concentración de 60 a 90% con agua.
++
El glutaraldehído se utiliza para la desinfección y esterilización a una temperatura reducida de los endoscopios y equipo quirúrgico. Normalmente se emplea en solución al 2% para lograr actividad esporicida. El formaldehído es bactericida, esporicida y viricida.
++
La clorhexidina se utiliza ampliamente en el lavado de manos y en productos bucales como desinfectante y conservador. Las micobacterias son muy resistentes a esos compuestos por su membrana única de célula cerosa.
++
Los bisfenoles se utilizan ampliamente en jabones antisépticos y enjuagues de manos. En general, son de amplio espectro pero tienen poca actividad contra Pseudomonas aeruginosa y mohos. El triclosán y el hexaclorofeno son bactericidas y esporostáticos.
+++
E. Sustancias liberadoras de halógeno
++
Las principales sustancias liberadoras de cloro son hipoclorito de sodio, dióxido de cloro y dicloroisocianurato de sodio, oxidantes que destruyen la actividad celular de las proteínas. El ácido hipocloroso es el componente activo encargado del efecto bactericida y viricida de estos compuestos. A una concentración más elevada, tales compuestos son esporicidas. El yodo es rápidamente bactericida, fungicida, tuberculicida, viricida y esporicida. Los yodóforos (p. ej., yodopovidona) son compuestos de yodo y alguna sustancia solubilizadora o transportadora, que actúa como reservorio para el I2 activo.
+++
F. Derivados de los metales pesados
++
La sulfadiazina de plata (Ag+), combinación de dos antibacterianos, Ag+ y sulfadiazina, posee actividad de amplio espectro. Probablemente sus propiedades inhibidoras son secundarias a su unión a los componentes celulares como el DNA.
++
Los ácidos orgánicos se usan como conservadores en las industrias tanto farmacéutica como alimentaria. El ácido benzoico es fungistático; el ácido propiónico es bacteriostático y fungistático.
++
El peróxido de hidrógeno posee actividad de amplio espectro contra virus, bacterias, levaduras y esporas bacterianas. Su actividad esporicida requiere de concentraciones más elevadas (10 a 30%) de H2O2 y un periodo de contacto más prolongado.
++
El fenol y muchos compuestos fenólicos tienen propiedades antisépticas, desinfectantes o conservadoras.
+++
J. Compuestos de amonio cuaternario
++
Estos compuestos tienen dos regiones en su estructura molecular, un grupo repelente al agua (hidrófobo) y otro grupo que atrae agua (hidrófilo). Los detergentes catiónicos, ejemplificados por los compuestos de amonio cuaternario (QAC, quaternary ammonium compounds) son antisépticos y desinfectantes útiles. Los QAC se han utilizado para diversos fines clínicos (p. ej., desinfección preoperatoria de la piel íntegra) y para limpiar superficies duras. Son esporostáticos; inhiben la proliferación de las esporas pero no el proceso de germinación. Los QAC también son micobacteriostáticos y actúan sobre los virus con cubierta de lípidos pero no en los que carecen de esta cubierta.
+++
K. Esterilizadores en fase de vapor
++
Los aparatos médicos sensibles al calor e instrumentos quirúrgicos se esterilizan con sistemas de fase de vapor que utilizan óxido de etileno, formaldehído, peróxido de hidrógeno o ácido peracético.
++
1. Conocer las diferencias entre la proliferación en un sistema cerrado (cultivo líquido), en un cultivo continuo y en una biopelícula.
++
2. Observar las diferencias entre los conceptos bacteriostático y bactericida.
++
3. Conocer los requisitos para la esterilización antimicrobiana.
++
4. Conocer el mecanismo de acción de los desinfectantes más comunes.