β-Lactámicos: Clasificación, Mecanismo de Acción y Farmacocinética

AUX. DOC. JUAN JOSÉ DURÁN CALLEAUX. DOC. JUAN JOSÉ DURÁN CALLEAUX. DOC. JUAN JOSÉ DURÁN CALLEAUX. DOC. JUAN JOSÉ DURÁN CALLE CÁTEDRA DE FARMACOLOGÍACÁTEDRA DE FARMACOLOGÍACÁTEDRA DE FARMACOLOGÍACÁTEDRA DE FARMACOLOGÍA
DINÁMICA 7
β-LACTÁMICOS
1. CLASIFICAR LOS β-LACTÁMICOS EN GRUPOS Y SUBGRUPOS, ELIGIENDO UN PROTOTIPO EN CADA UNO DE
ELLOS PARA REFERENCIA.
1.1. PENICILINAS.
1.1.1. BENCILPENICILINA (Naturales). Penicilina G, penicilina G procaínica, penicilina G benzatínica.
1.1.2. FENOXIALQUILPENICILINA (Acido resistentes). Penicilina V.
1.1.3. DIMETOXIFENILPENICILINA (Penicilinasa resistentes). Meticilina.
1.1.4. ETOXINAFTILPENICILINA (Penicilinasa resistentes). Nafcilina.
1.1.5. ISOXAZOLILPENICILINAS (Penicilinasa resistentes). Oxacilina, Cloxacilina, Dicloxacilina.
1.1.6. AMINOPENICILINAS (Espectro ampliado). Ampicilina, amoxicilina.
1.1.7. CARBOXIPENICILINAS (Espectro mayor). Carbenicilina, ticarcilina.
1.1.8. UREIDOPENICILINAS (Espectro mayor). Azlocilina, mezlocilina, piperacilina.
1.2. CEFALOSPORINAS.
1.2.1. PRIMERA GENERACIÓN. Cefadroxilo, cefalexina, Cefalotina, cefapirina, cefazolina, cefradina.
1.2.2. SEGUNDA GENERACIÓN. Cefaclor, cefamandol, cefonicid, cefoxitina, cefuroxima, cefminox, cefprozilo.
1.2.3. TERCERA GENERACIÓN. Cefixima, cefotaxima, cefoperazona, cefpodoxima, ceftacidima, ceftibuteno, ceftizoxima,
ceftriaxona, moxalactam.
1.2.4. CUARTA GENERACIÓN. Cefepima, cefpiroma.
1.3. INHIBIDORES DE β-LACTAMASAS. Acido clavulánico, sulbactam, tazobactam.
2. RESUMIR EL ESPECTRO ANTIBACTERIANO DE LOS DIFERENTES GRUPOS DE PENICILINAS Y
CEFALOSPORINAS, RESALTANDO LAS DIFERENCIAS DE ACCIÓN.
2.1. BENCILPENICILINA. El espectro antibacteriano de la penicilina G, predominantemente bactericida, abarca a la mayoría de las
bacterias aerobias Gram+ y algunas anaerobias (excepto Bacteroides fragilis). Cocos: son susceptibles el Neumococo,
Meningococo, y Gonococo, así como Streptococcus β-hemolítico, no tanto así Streptococcus α-hemolítico que es menos
sensible; Staphylococcus y Enterococos tienen una sensibilidad variable. Bacilos: eficaces contra Corynebacterium diphteriae
(Loeffler), Bacillus antracis (carbunco), Listeria monocytogenes, Clostridium sp. Actinomicetas: Actinomyces israelie.
Espiroquetas: con acción sobresaliente sobre Treponema pallidum (sífilis), así como Borrelia vinchenti. Las cepas productoras
de β-lactamasas son resistentes especialmente las de S. Pneumoniae.
2.2. FENOXIALQUILPENICILINA. Similar al espectro de las penicilinas G, aunque con una actividad 10 veces menor frente a
cocos Gram- y ciertos anaerobios.
2.3. DIMETOXIFENILPENICILINA. La meticilina, penicilina semisintética, es bactericida frente a cepas de S. Aureus (resistentes a
penicilina G), aunque no tan activos frente a otras bacterias Gram+.
2.4. ETOXINAFTILPENICILINA. La nafcilina, que también es una penicilina semisintética, tiene un espectro similar a la
meticilina, esto es, por que ambos antibióticos son resistentes a la hidrólisis por β-lactamasas.
2.5. ISOXAZOLILPENICILINAS. Las penicilinas de este grupo son inhibidores del crecimiento de la mayoría de Staphylococcus
(productores de β-lactamasas).
2.6. AMINOPENICILINAS. Tienen una actividad menor que la penicilina G frente a cocos Gram+, son sensibles a las β-lactamasas
e ineficaces frente a Staphylococcus; sin embargo, por su amplio espectro son eficaces frente a Escherichia coli, Haemophilus
influenzae, Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Proteus sp., Salmonella sp. y Shigella sp.
2.7. CARBOXIPENICILINAS. Presentan actividad frente a Pseudomonas aeruginosa y Proteus sp. resistentes a las
aminopenicilinas. Son activos frente a la mayor parte de S. aureus y con actividad intermedia frente a Bacteroides fragilis.
2.8. UREIDOPENICILINAS. Son activas frente a P. aeruginosa, K. pneumoniae y Bacteroides fragilis.
2.9. CEFALOSPORINAS DE PRIMERA GENERACION. Presentan buena actividad frente a bacterias Gram+ y discreta frente a
bacterias Gram-. Cocos: son activas frente a Neumococo, Enterococo, Staphylococcus, Meningococo, y Gonococo. Bacilos:
eficaces contra C. diphteriae, Clostridium sp., E. coli, Proteus mirabilis, K. pneumoniae, Salmonella sp., Shigella sp.
Actinomicetas: A. israelie. Espiroquetas: Treponema pallidum. Presentan resistencia Enterococcus sp, S. aureus (resistente a
la meticilina) y S. pneumoniae (resistente a penicilina).
2.10.CEFALOSPORINAS DE SEGUNDA GENERACION. Mejoran tanto el espectro como la actividad frente a bacterias Gram-,
con respecto a las de 1a
generación, aunque a costa de perder cierta actividad frente a los Gram+; actúan sobre Enterobacter
aerogenes, Proteus vulgaris, Haemophilus influenzae, Bacteroides melaninogenicum, y B. fragilis.
2.11.CEFALOSPORINAS DE TERCERA GENERACION. Aumentan aun más el espectro y su actividad porque presentan mayor
resistencia a la hidrólisis por β-lactamasas. Son muy activas frente a los cocos y los bacilos que resultan sensibles a las
cefalosporinas de generaciones previas y además amplían su espectro frente a Morganella, Providencia, Serratia y Citrobacter.
La actividad frente a B. fragilis es escasa. La ceftacidima y la cefoperazona presentan actividad frente a P. aeruginosa. Son
activos frente a Staphylococcus (resistentes a la meticilina) y Enterococcus.
2.12.CEFALOSPORINAS DE CUARTA GENERACION. Mejoran la actividad de las de 3a
generación frente a Staphylococcus
(sensibles a la meticilina), S. pneumoniae (α y β-hemolíticos) y Pseudomonas.

3. DESCRIBIR EL MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS β-LACTÁMICOS, SEÑALANDO LA IMPORTANCIA DE LAS PBP
Y LOS MECANISMOS DE RESISTENCIA MICROBIANA.
3.1. MECANISMO DE ACCIÓN. Los β-lactámicos interfieren en las reacciones de transpeptidación, que se producen en la última
fase de la síntesis de la pared celular, y promueven la activación de enzimas autolíticas que producen la lisis de la bacteria; se
fijan en receptores enzimáticos, situados en la cara externa de la membrana bacteriana, que reciben el nombre de proteínas
fijadoras de penicilina (PBP). Estas proteínas son enzimas transpeptidasas, carboxipeptidasas o endopeptidasas
involucradas en la fase final de la formación de la pared bacteriana, división y crecimiento bacterianos. Los β-lactámicos tienen
una elevada afinidad por las PBP, esto porque existe una similitud estructural entre estos antibióticos y el verdadero sustrato de
las PBP (terminación D-alanina-D-Alanina del pentapéptido). Así después de la unión del β-lactámico a la PBP, el antibiótico
acetila el núcleo activo de serina de las transpeptidasas (que se encuentran en las PBP), inactivándolas de forma irreversible.
En consecuencia la inhibición de las transpeptidasas conduce a la lisis de la bacteria por dos causas: la inhibición de la síntesis
de la pared y la acción de las autolisinas (enzimas ubicadas en la pared celular). Cabe aclarar que si una bacteria es deficitaria en
autolisinas, el antibiótico, solo inhibirá su crecimiento sin provocar su destrucción.
3.2. MECANISMO DE RESISTENCIA.
3.2.1. INCAPACIDAD PARA PENETRAR EN EL LUGAR DE ACCIÓN. por la pérdida de porinas a nivel de la pared, que
afecta de manera preferencial a las bacterias Gram-, ya que en las Gram+ el peptidoglucano se encuentra muy cerca de la
superficie celular.
3.2.2. MODIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LAS PBP. Determinando su baja afinidad por los β-lactámicos, como en
los casos de Enterococos, neumococos y estafilococos.
3.2.3. PRODUCCIÓN DE ENZIMAS INACTIVADORAS. Como las β-lactamasas (encontrándose más en las bacterias
Gram+), que se unen con el anillo β-lactámico del antibiótico ocasionando su hidrólisis y su inactivación.
4. RESUMIR LA FARMACOCINÉTICA DE:
FÁRMACO VÍA DOSIS BIOD Cmáx Tmáx UP Vd DIST(2)
M EX.R.(6)
T1/2
(7)
P. G sódica IV 1M.UI. 100% 20mg/mL 0h 50% 18L B.D.T.(3)
25% 70% 0.5h
IM 1M.UI. 90% 20mg/mL 1h 50% 18L B.D.T.(3)
25% 70% 0.5h
P. procaínica IM 0.6M.UI. 100% 0.1mg/mL 2h 50% - B.D.T.(3)
25% 70% 0.5h
P. benzatínica IM 2.4M.UI. 100% 0.35mg/mL 2h 50% - B.D.T.(3)
25% 70% 0.5h
Dicloxacilina O 500mg 50% 10mg/mL 1h 95% 10L B.D.T.(3)
20% 80% 0.5h
Amoxicilina O 500mg 80% 10mg/mL 1h 20% 20L B.D.T.(3)
10% 70% 1h
Piperacilina IV 4000mg 100% 350mg/mL 0h 70% 15L B.D.T.(3)
30% 70% 1h
Cefalexina O 500mg 50% 18mg/mL 1h 15% 15L B.D.T.(4)
0% 90% 1h
Cefuroxima O 250mg 50%(1)
4mg/mL 1h 40% 15L B.D.T.(4)
0% 90% 1.4h
Cefotaxima IM 1000mg 100% 28mg/mL 1h 40% 18L B.D.T.(4)
30%(5)
70% 1h
IV 1000mg 100% 75mg/mL 0h 40% 18L B.D.T.(4)
30%(5)
70% 1h
(1) Favorecida por su formulación en forma de esteres, incrementa con la ingestión alimentaria y disminuye con antiácidos. (2)
No cruzan la B.H.E. pero si la B.PL., sin producir toxicidad en el feto. (3) Se distribuyen en pulmón, hígado, riñón, musculo, con
paso nulo por próstata y ojo. (4) Se distribuyen en líquidos, pleural, ascítico, pericárdico, sinovial, y amniótico, humor acuoso,
próstata. (5) Sufre proceso de desacetilación, dando lugar a desacetilcefotaxima, con semivida más larga que la cefotaxima. (6) Por
orina en mayor porcentaje y bilis en menor proporción (a la inversa en el caso de cefoperazona y ceftriaxona); la insuficiencia renal
modifica su semivida. (7) Se eliminan con la hemodiálisis en grados variables.
5. ENUNCIAR LAS REACCIONES TOXICAS DE β-LACTÁMICOS, EXPLICANDO EL MECANISMO DE LA REACCIÓN
ALÉRGICA Y LAS DIFERENCIAS ENTRE PENICILINAS Y CEFALOSPORINAS.
Son antibióticos muy bien tolerados, sin embargo se describen algunas reacciones de toxicidad:
5.1. PENICILINAS.
5.1.1. HIPERSENSIBILIDAD. Es el efecto adverso más importante, de aparición inmediata (2 – 30 min), acelerada (1 – 72
horas) tardías (> 72 horas) o simulando una enfermedad del suero (7 – 10 días), y de gravedad variable, desde
erupciones cutáneas, exantema, fiebre, broncoespasmo, vasculitis, hasta la reacción anafiláctica, inmediata a su
inyección; se desencadena al romperse el anillo β-lactámico, que se convierte en un hapteno o determinante antigénico, e
induce la formación de anticuerpos, en una intensidad que depende del tipo de antígeno (mayores derivados del peniciloil –
menores que incluyen el propio fármaco y el penicilinato). Su incidencia es del 1-5% incluyendo desde las formas más
leves hasta las más graves, y su existencia puede demostrarse (como profilaxis), mediante la realización de pruebas
cutáneas que sólo serán valorables por personal especializado. Se debe considerar la aparición de alteraciones cutáneas,
de tipo maculopapular, de etiología no alérgica, en pacientes con mononucleosis infecciosa (ampicilina).
5.1.2. ALTERACIONES GASTROINTESTINALES. Sobre todo disbacteriosis y diarreas, que pueden ser debidas a
sobreinfección por bacterias resistentes (Clostridium difficile) y que son más frecuentes con los preparados de amplio
espectro o de eliminación biliar importante (ampicilina).
5.1.3. AUMENTO REVERSIBLE DE LAS TRANSAMINASAS. Más frecuente con oxacilina, nafcilina y carbenicilina, que
en general pasa inadvertida.

5.1.4. ALTERACIONES HEMATOLÓGICAS: Anemia, neutropenia (bencilpenicilinas), fiebre, eosinofília disfunción
plaquetaria (carboxipenicilinas).
5.1.5. HIPOPOTASEMIA. Sobre todo con los compuestos con mayor contenido en sodio (carboxipenicilinas).
5.1.6. NEFRITIS INTERSTICIAL. Más frecuente con meticilina, aunque se ha descrito también con otras penicilinas.
5.1.7. ENCEFALOPATÍA. Que cursa clínicamente con mioclonías y convulsiones clónicas o tónico – clónicas de
extremidades que pueden acompañarse de somnolencia, estupor y coma sobre todo cuando alcanzan concentraciones
elevadas en L.C.R., es, por lo tanto, más probable si existe insuficiencia renal (penicilina G).
5.2.1. HIPERSENSIBILIDAD. Pueden ser cruzadas con las penicilinas (5-10 %); las manifestaciones clínicas son idénticas a
las producidas por penicilinas.
5.2.2. NEFROTOXICIDAD. Necrosis tubular producida por cefaloridina con dosis mayores de 4 g/día; puede ser provocada,
aunque menos frecuentemente y con dosis más altas, por cefalotina, pero las restantes cefalosporinas prácticamente
carecen de nefrotoxicidad, si bien hay que tener en cuenta la posible potenciación de este efecto adverso cuando se asocian
a aminoglucósidos.
5.2.3. EFECTOS LOCALES. Por vía parenteral pueden producir induración y dolor localizado (IM) y tromboflebitis (IV).
5.2.4. INTOLERANCIA AL ALCOHOL. Descrita tras la administración de cefamandol, cefoperazona y moxalactam.
5.2.5. FENÓMENOS HEMORRÁGICOS. Relacionados con la producción de hipoprotrombinemia, trombocitopenia y
alteraciones en la función plaquetaria que son más frecuentes y graves con cefalosporinas portadoras de radicales
metiltiotetrazoilo en la cadena lateral (cefamandol, cefoperazona, moxalactam) que alteran la coagulación por un
mecanismo similar al de los anticoagulantes orales, especialmente si se administran a pacientes debilitados o desnutrido;
puede evitarse parcialmente mediante la administración simultánea de vitamina K.
5.2.6. OTROS. Sobreinfecciones, aumento de las transaminasas, eosinofília, test de Coombs positivo (en ocasiones asociado a
anemia hemolítica), encefalopatía semejante a la producida por penicilinas.
6. SEÑALAR LAS INDICACIONES Y CONTRAINDICACIONES PARA ADMINISTRAR:
6.1. INDICACIONES.
6.1.1. PENICILINAS.
6.1.1.1. INFECCIONES ORL. Amigdalitis bacterianas: Si son producidas por Streptococcus pyogenes (penicilina G
benzatina, o penicilina V). Profilaxis de la fiebre reumática: Tras una amigdalitis por S. pyogenes (penicilina G
benzatina o penicilina V). Otitis media y sinusitis aguda: El neumococo y H. influenzae, son los más frecuentes
(amoxicilina). Sinusitis crónica: Junto a las bacterias aerobias suelen asociarse anaerobios Peptostreptococcus,
bacteroides (penicilina G).
6.1.1.2. INFECCIONES RESPIRATORIAS. Neumonía extrahospitalaria: El germen más frecuente es el S. pneumoniae
(penicilina G procaína. Neumonía intrahospitalaria: Con frecuencia, los gérmenes responsables son P. aeruginosa,
Enterobacter, Klebsiella, Proteus, Serratia y E. coli (carboxipenicilinas o ureidopenicilinas). Neumonías por
aspiración: Es frecuente la existencia de anaerobios, (penicilina G). Bronquitis: En las agudas o exacerbaciones de
una bronquitis crónica puede estar justificada la administración de amoxicilina.
6.1.1.3. INFECCIONES ÓSEAS Y ARTICULARES. La bacteria responsable más frecuente es S. aureus, por lo general
secretante de β-lactamasa (isoxazolilpenicilinas).
6.1.1.4. INFECCIONES CUTÁNEAS Y DE TEJIDOS BLANDOS. Son producidas por S. pyogenes o por S. aureus
(Penicilina G). Erisipela y la linfangitis estreptocócica: (penicilina oral). Celulitis y forunculosis estafilocócicas:
(isoxazolilpenicilinas); en las infecciones por Bacillus anthracis (penicilina G procaína); en las infecciones
asociadas a úlceras por decúbito (penicilinas antipseudomonas). Mordeduras: de perro (ampicilina), de rata
(cloxacilina).
6.1.1.5. INFECCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO. Meningitis: En el período neonatal, los gérmenes más frecuentes
son E. coli, Proteus, Klebsiella, (ampicilina). Absceso cerebral. Las penicilinas están indicadas sólo en los casos en
que la etiología más probable sea el estreptococo o el estafilococo.
6.1.1.6. INFECCIONES URINARIAS. Extrahospitalarias: (aminopenicilinas). Intrahospitalarias: Son infecciones
multirresistentes (ampicilina o amoxicilina con inhibidores de β-lactamasas). Pielonefritis: (aminopenicilinas).
6.1.1.7. INFECCIONES GINECOLÓGICAS. En infecciones del aparato genital femenino, exceptuando las de transmisión
sexual, son frecuentes, enterobacterias, estreptococos y bacteroides (penicilinas antipseudomonas).
6.1.1.8. INFECCIONES DE TRANSMISIÓN SEXUAL. Sífilis (penicilina G benzatínica), y Gonorrea (penicilina G
procaínica).
6.1.1.9. INFECCIONES INTESTINALES. Diarreas producidas por Shigella, Salmonella o E. coli (ampicilina).
6.1.1.10.INFECCIONES DE VÍAS BILIARES. Los gérmenes más frecuentes son enterobacterias, Enterococos y, a veces,
anaerobios (Ureidopenicilinas).
6.1.1.11.ENDOCARDITIS BACTERIANA. Los más frecuentes, S. viridans (penicilina G), Enterococcus faecalis
(ampicilina), S. aureus (cloxacilina), y como profilaxis (fenoxialquilpenicilinas y aminopenicilinas).
6.1.1.12.PROFILAXIS QUIRÚRGICA. La selección del antibiótico debe basarse en los gérmenes que con mayor frecuencia
contaminan la zona de la intervención.

6.1.1.13.OTRAS INFECCIONES. La penicilina G es también el antibiótico de elección en las infecciones producidas por
los siguientes gérmenes: Corynebacterium diphtheriae, Clostridium tetani, Clostridium perfringens, Listeria
monocytogenes, Actinomyces israelí.
6.1.2. CEFALOSPORINAS.
6.1.2.1. PRIMERA GENERACION. Se limita a las infecciones causadas por Gram+ y enterobacterias sensibles,
principalmente infecciones urinarias y faringoamigdalitis, e infecciones de la piel y tejidos blandos. Sin embargo su
principal indicación es la profilaxis quirúrgica en intervenciones traumatológicas y colocación de prótesis.
6.1.2.2. SEGUNDA GENERACION. Son una alternativa para las infecciones ORL, agudizaciones infecciosas en pacientes
con EPOC, infecciones urinarias.
6.1.2.3. TERCERA GENERACION. Son de gran importancia dentro la terapéutica intrahospitalaria: infecciones
respiratorias nosocomiales, e infecciones urinarias complicadas; constituyen así mismo uno de los tratamientos
de elección de la meningitis en adultos (Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae y Haemophilus
influenzae), gonococia, chancro blando, y enfermedad de Lyme.
6.1.2.4. CUARTA GENERACION. La cefepima constituye una alternativa terapéutica, en los casos sospechosos de
infección por P. aeruginosa y una opción en la fiebre del paciente neutropénico.
6.2. CONTRAINDICACIONES.
6.2.1. PENICILINAS. La hipersensibilidad o alergia, constituye una contraindicación absoluta, al igual que los pacientes con
antecedentes alérgicos como es el caso de asma bronquial.
6.2.2. CEFALOSPORINAS. De forma absoluta, personas alérgicas; se deben usar con cuidado en pacientes con alergia a las
penicilinas (6 – 9% de posibilidad de reacciones cruzadas). La cefaloridina, debe ser utilizada con precaución en casos de
lesión renal y está totalmente contraindicada en la insuficiencia renal con azoemia.
7. DESCRIBIR LA FARMACOLOGÍA DE LOS INHIBIDORES DE β-LACTAMASAS Y SUS CONTRAINDICACIONES.
Son compuestos de estructura química análoga a los β-lactámicos, no tienen actividad antimicrobiana propia, pero al inhibir
competitivamente las β-lactamasas de diferentes especies bacterianas, potencian la actividad de penicilinas y cefalosporinas. En la
práctica clínica el ácido clavulánico se emplea en asociación fija con amoxicilina y ticarcilina; el sulbactam con ampicilina; y el
tazobactam con piperacilina. Las bacterias que son sensibles a estas asociaciones son: S. aureus (sensible a la meticilina), N.
gonorrhoeae, H. influenzae, E. coli, P. mirabilis, K. pneumoniae, B. fragilis, y especies cuyas enzimas son sensibles a estos
inhibidores.
8. EXPLICAR INTERACCIONES MEDICAMENTOSAS DE:
8.1. PENICILINAS.
• La probenecida, la indometacina, el acido acetilsalicílico y la sulfinpirazona, pueden inhibir la secreción tubular de β-
lactámicos, prolongando su semivida.
• Así también la probenecida compite con los β-lactámicos por los puntos de unión a la albúmina, por lo que aumentará la
cantidad del antibiótico en forma libre en la sangre.
• Dosis elevadas de β-lactámicos pueden interferir en la secreción tubular de metotrexato.
• La neomicina disminuye la absorción de la penicilina V en el tracto gastrointestinal.
• Se describe la aparición de exantema cuando se administra ampicilina a pacientes en tratamiento con alopurinol.
La furosemida, gentamicina, polimixina B y colistina, cada uno son capaces de aumentar la nefrotoxicidad de las cefalosporinas.

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