Microbiología: Ciencia que estudia los micro-organismos

Los micro-organismos son seres vivos que no se pueden ver a simple vista (MO

Parasitología: Estudio integral del parasitismo

Trata el estudio integral del fenómeno del parasitismo, las relaciones existentes entre el parásito y el hospedador (dependencias metabólicas) y los factores ambientales que influyen sobre esta comunidad. Convencionalmente, se ocupa sólo de los parásitos eucariotas como son los protozoos, helmintos (trematodos, cestodos, nematodos) y artrópodos; el resto de los organismos parásitos (virus, procariotas y hongos) tradicionalmente se consideran una materia propia de la microbiología. Por otro lado, estudia las parasitosis o enfermedades causadas en el hombre, animales y plantas por los organismos parásitos.

Generalidades de los microorganismos

Concepto de microorganismo

Células capaces de existir de forma libre o independiente. Los microorganismos son aquellos seres vivos más diminutos que únicamente puede ser apreciados a través de un microscopio. En este extenso grupo podemos incluir a los virus, las bacterias, levaduras y mohos que pululan por el planeta tierra. Respecto de su estructura biológica y a diferencia de lo que ocurre con las plantas o los animales, esta es sumamente elemental ya que son unicelulares, en lo que sí coinciden con los mencionados es en la individualidad que presentan y ostentan.

Algunos microorganismos pueden ser los responsables del deterioro de algunos alimentos, incluso ocasionando graves enfermedades a aquellos que los consumieron y por otro lado hay otros microorganismos que resultan ampliamente benéficos y que son utilizados en la elaboración de algunos alimentos con los objetivos de alargar sus vidas o bien de cambiar las propiedades de los mismos, tal es el caso de la fermentación que tiene lugar a la hora de la fabricación de productos como el queso, yogurt y cerveza. Aquellos microorganismos patógenos, es decir, aquellos que provocan serias consecuencias y perjuicios contra la salud, en oportunidad de estar bajo agua se diferencian en tres categorías: las bacterias y los virus que pueden hallarse tanto en aguas superficiales como subterráneas y los protozoos parásitos que únicamente son hallados en las aguas superficiales. Por supuesto cada uno de estos y a través de ellos, resultan ampliamente propensos a la instalación de algún tipo de infección en los seres vivos que habiten. Las bacterias, por ejemplo, son menos persistentes en el daño que los protozoos dado que su persistencia es menor que la de estos últimos.

Posición filogenética de los microorganismos y parásitos

Clasificación fenotípica

Las morfologías microscópica y macroscópica de las bacterias fueron las primeras características utilizadas para identificarlas (cuadro 1,2-1).

Por ejemplo, las bacterias se pueden clasificar según su capacidad de retención de la tinción de Gram (microorganismos grampositivos y gramnegativos) y por la forma de cada célula (cocos, bacilos, espirilos). (Ver cuadro 1,2-2)

Tipos de microorganismos y parásitos

Diferencias entre los diversos microorganismos y parásitos

Una bacteria es un microorganismos unicelular que presenta un tamaño de entre 0,5 y 5 µm, por lo general y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices, son procariotas y, por lo tanto, a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, etc.), no tienen núcleo ni orgánulos internos. Generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas bacterias disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles.

El parásito es aquel ser vivo que se nutre a expensas de otro ser vivo de distinta especie sin aportar ningún beneficio a este último. Este otro ser vivo, recibe el nombre de huésped u hospedador, a expensas del cual se nutre el parásito, pudiendo producir en algunos casos daños o lesiones. La forma de vida de las bacterias como organismo vivo está claro, ya que tienen una célula, en el caso de los virus no está tan clara, ya que no tienen células y por ende necesitan de un huésped para sobrevivir y reproducirse. Otra de las diferencias es que las bacterias, en algunos casos como los que vimos pueden resultar beneficiosas, en cambio los virus no lo son (a excepción de algunos estudios que se están realizando de virus capaces de destruir tumores cerebrales).

También difieren en su tamaño, las bacterias en general son más grandes que los virus, ellas pueden llegar a medir unos 1000 nm, mientras que los virus miden entre 20 y 300 nm. El modo de reproducción es otra de las características que diferencian a los virus de las bacterias, mientras que estas tienen en la mayoría de los casos una reproducción asexual, en el caso de los virus se invade una célula huésped, haciendo copias del ADN viral / ARN, destruyendo la célula huésped e invadiendo nuevas células que serán infectadas.

En el caso de las bacterias la infección es localizada, mientras que en el caso de los virus se produce de forma sistémica.La forma de combatir a virus y bacterias es diferente, mientras que para combatir una bacteria es necesario tomar o inyectar un antibiótico, para combatir los virus se utilizan antivirales y también vacunas preventivas.

Y bueno ya que hemos hablado de sus diferencias, repasemos rápidamente sus similitudes: convivimos a diario con ellos lo cual no quiere decir que estemos enfermos y, aunque ambos pueden causar enfermedades, existen bacterias que son benéficas y hasta necesarias para nuestro organismo.

Cadena epidemiológica

La cadena epidemiológica es la secuencia de elementos que se articulan en la transmisión de un agente desde una fuente de infección a un huésped susceptible. Y la constituyen:

Agente infeccioso

Los agentes infecciosos son parásitos que invaden el cuerpo de un ser vivo ocasionando daños en sus tejidos (síntomas). Microorganismo (virus, bacteria, hongo, rickettsia, protozoario o helminto) capaz de producir una infección o enfermedad infecciosa.

Hay factores que aumentan su capacidad para causar enfermedad y varían entre las categorías de los agentes, incluyendo: la especificidad del huésped, la capacidad de reproducción o sobrevivencia fuera del huésped y su virulencia (capacidad de causar enfermedad grave o muerte).

Reservorio

Es el organismo (animal, vegetal o humano) donde vive y se multiplica un agente infeccioso. El agente infeccioso depende del reservorio para su supervivencia y en él se reproduce hasta que pueda alojarse en un huésped susceptible.

Ambiente: Constituye una fuente pero no un reservorio porque en él no puede multiplicarse el agente.

Puerta de salida

Camino que toma el agente para salir de la fuente.

Puede ser:

Aparato respiratorio,

Aparato digestivo,

Piel, Placenta,

Tracto genitourinario,

etc.

Modo de transmisión

La transmisión de agentes infecciosos ocurre cuando cualquier mecanismo en virtud del cual un agente infeccioso se propaga de una fuente o reservorio a una persona.

Características de los mecanismos de transmisión

Es el mecanismo por el cual el agente se transmite desde la puerta de salida del reservorio (o fuente) a la puerta de entrada del huésped.

Clasificación de los Mecanismos de Transmisión:

La transmisión directa consiste esencialmente en transferencia inmediata de un agente infeccioso desde un huésped o reservorio infectado hasta una entrada apropiada. Obsérvese que esto puede suponer no solo contacto directo, tal como el beso y el contacto sexual, sino también rociado por gotitas (flush), por medio de estornudos y tos, en las membranas mucosas de estas personas. Tal diseminación de gotitas se clasifica como de transmisión directa porque ocurre a poca distancia (las gotitas solo se desplazan algunos metros antes de caer al suelo). La transmisión directa también incluye exposición de tejidos susceptibles a agentes fungales (micóticos), esporas de bacterias u otros parásitos situados en el suelo o en la vegetación.

La transmisión indirecta puede ser por un vehículo, por un vector o por el aire. La transmisión por vehículo es contacto indirecto a través de objetos inanimados (fómites), tales como ropa de cama, juguetes, o instrumentos quirúrgicos, así como alimentos contaminados, agua y líquidos administrados intravenosamente. El agente puede multiplicarse o desarrollarse dentro del vehículo o sobre él, antes de ser introducido en el hombre.

En la transmisión por vector, el agente infeccioso es transportado por un artrópodo hasta un huésped susceptible. El artrópodo puede ser que simplemente transporte mecánicamente el agente, al ensuciar sus patas o su probóscide, en cuyo caso la multiplicación del agente del agente en el vector no se produce. El vector puede ser también verdaderamente biológico si el agente se multiplica en el artrópodo antes de ser transmitido. En este caso, hay un periodo de incubación en el artrópodo, conocido como periodo de incubación extrínseco, antes de que el artrópodo se convierta en infeccioso.

Finalmente la transmisión indirecta puede ser por el aire. En esta clase de diseminación intervienen dos tipos de partículas: polvos y núcleos de gotitas. Polvos: son partículas de distinto tamaño que resultan de la nueva suspensión de partículas que se han depositado sobre pisos o ropa de la cama, así como partículas levantadas del suelo por el viento. Los núcleos de gotitas: Son partículas muy pequeñas que representan el residuo desecado de gotitas. Pueden formarse de distintas formas. Una es por la evaporación de gotitas que han sido despedidas al aire por tos o estornudo.

Los núcleos de gotitas se forman también por dispersión en aerosol de materiales infecciosos. Debido a su pequeño tamaño, estos núcleos de gotitas pueden permanecer suspendidos en el aire largo tiempo, y pueden ser inhalados e introducidos en los alveolos pulmonares (una partícula mayor a 5 micras es retenida en la vía respiratoria alta, una partícula de menos de 3 micras se depositará en los pulmones).

Puerta de entrada

Vía de acceso al huésped.

Pueden ser:

Huésped

Persona o animal vivo, que en circunstancias normales permiten la subsistencia o alojamiento de un agente infeccioso, desarrollando la enfermedad transmisible.

Características del huésped

Pueden ser:

Edad,

Estado nutricional,

Condiciones de vida y de trabajo,

Susceptibilidad / Resistencia / inmunidad

Procedimientos empleados para la eliminación de microorganismos

Esterilización y desinfección

La esterilización es el proceso validado por medio del cual se obtiene un producto libre de microorganismos viables. El proceso de esterilización debe ser diseñado, validado y llevado a cabo de modo de asegurar que es capaz de eliminar la carga microbiana del producto o un desafío más resistente. Se define la esterilidad en términos probabilísticos, en donde la probabilidad de que una unidad de producto esté contaminada es aceptablemente remota. Se considera que un producto crítico es estéril cuando la probabilidad de que un microorganismo esté presente en forma activa o latente es igual o menor de 1 en 1.000.000 (coeficiente de seguridad de esterilidad 10-6). Existen varios métodos de esterilización, detallados a continuación:

Métodos químicos

Los métodos químicos de esterilización son aquellos que involucran el empleo de sustancias letales para los microorganismos, tales como el óxido de etileno y el peróxido de hidrógeno. El uso de este método es muy limitado para la Industria Alimentaria pero muy utilizado en otras industrias como la farmacéutica por ejemplo.

Métodos físicos

Los métodos físicos son aquellos que no involucran el empleo de sustancias letales para los microorganismos, sino procedimientos físicos como la radiación ionizante, el calor o la filtración de soluciones con membranas que impiden el paso de microorganismos, incluyendo virus. El método más usado en esta categoría es el calor que mata microorganismos por la desnaturalización de las enzimas; el cambio resultante en la forma tridimensional de las proteínas las inactiva. La resistencia al calor varía entre los diferentes microorganismos; esta diferencia puede ser expresada como el punto térmico de muerte (PTM) el cual se define como la temperatura más baja a la cual todos los microorganismos en una suspensión líquida serán eliminados en 10 minutos. Otro factor que debe ser considerado en una esterilización es el tiempo requerido. Este puede expresarse como el tiempo de muerte térmica (TMT), el cual es el tiempo mínimo para que toda bacteria en un cultivo líquido en particular sea exterminada a una temperatura determinada. Ambos PTM y TMT son guías útiles que indican la severidad del tratamiento requerido para matar a una población de bacterias dada. El tiempo de reducción decimal (TRD, o valor D) es el tercer concepto relacionado con la resistencia bacteriana al calor. TRD es el tiempo, en minutos, en el cual el 90% de una población bacteriana a cierta temperatura será eliminada.

Métodos térmicos

Los métodos térmicos suelen englobar todos los procedimientos que tienen entre sus fines la destrucción de los microorganismos por el calor. Los métodos son tanto la pasteurización como la esterilización, cuya finalidad principal es la destrucción microbiana, como al escaldado y a la cocción, procesos en los que también se consigue una cierta reducción de la flora microbiana, pero que sus objetivos principales son la variación de las propiedades físicas.

Acción de los antibióticos, antivirales y antiparasitarios

Los antibióticos son medicamentos potentes que combaten las infecciones bacterianas. Su uso correcto puede salvar vidas. Actúan matando las bacterias o impidiendo que se reproduzcan. Después de tomar los antibióticos, las defensas naturales del cuerpo son suficientes. Se le define como

la sustancia producida por un microorganismo y que utilizada a muy grandes diluciones paraliza o impide el desarrollo de otras especies microbianas. Con el progreso de la farmacología la definición de antibiótico se ha visto ampliada, puesto que actualmente muchos de ellos son de origen sintético. La palabra antibiótico es un término compuesto, que viene del griego y significa en contra + dado a la vida. Justamente eso es lo que hacen, ya que destruyen o inhiben organismo vivos que atacan nuestro cuerpo.

Imagen 7. Los antibióticos combaten las enfermedades que son causadas por las bacterias.

Conocidos actualmente también con el término antibacteriales, se utilizan para tratar enfermedades causadas por bacterias y no virus. Pueden actuar de dos formas: matando a las bacterias o inhibiendo su crecimiento y proliferación. Existen diferentes tipos de antibióticos, pueden ser naturales o sintéticos, siendo los más comunes aquellos que vienen de la penicilina, un hongo descubierto por Alexander Fleming y que abrió un mundo de posibilidades. Otros tipos de antibióticos son Cefalosporina, que también provienen de un hongo, en este caso el Cephalosporium acremonium. A diferencia de la penicilina, estos tienen un rango amplio de acción y son capaces de actuar más tiempo en el cuerpo.

Otras clasificaciones comunes son los Aminoglucósidos, capaz de detener rápidamente el crecimiento de las bacterias, las Tetraciclinas, muy utilizadas en la dermatología, los Macrólidos, que se recetan para infecciones respiratorias en gente con alergia a la penicilina y, finalmente las Fluoroquinolonas, la clasificación más nueva y que tiene amplios usos. Los antibióticos, se prescriben para infecciones bacterianas y pueden aplicarse, ya sea de forma oral, inyectable o sobre la piel en forma de crema. Cuando una bacteria es capaz de saltarse las defensas que ofrece nuestro sistema inmune, el antibiótico actúa como una especie de veneno específico, que ataca a la bacteria que está produciendo la infección y a la célula afectada, sin causar efectos en aquellas que están sanas.

Según sea la infección, el antibiótico funciona de forma diferente: muchas veces inhibe la forma de actuar de la bacteria, impidiendo que se reproduzca y genere una pared de protección frente a los ataques del cuerpo. Al no poder reproducirse, la bacteria termina muriendo. Un antibiótico sólo puede actuar sobre la que está vivo, por eso no funcionan contra los virus. Estos medicamentos sólo deben tomarse cuando son recetados, ya que de lo contrario podemos generar una resistencia a ellos. Debido a su mal uso, han ido apareciendo las llamadas súper bacterias, que son resistentes a los medicamentos actuales, por lo que su tratamiento se hace muy complicado.

Imagen 8. Los antibióticos debe de ser escritos por un doctor ya que si se toman bajo el uso indebido nos podemos hacer resistentes a ellos.

Mecanismo de acción

Debido a que los antibióticos tienen efectos sobre una diversidad de bacterias, sus mecanismos de acción difieren basados en las características vitales de cada organismo y que, por lo general, son objetivos que no existen en las células de mamíferos.

Pared celular

Algunos antibióticos ejercen su función en regiones y orgánulos intracelulares, por lo que son ineficaces en bacterias que contengan una pared celular, a menos que se logre inhibir la síntesis de esta estructura exterior, presente en muchas bacterias, pero no en animales. Muchos antibióticos van dirigidos a bloquear la síntesis, exportación, organización o formación de la pared celular, específicamente los enlaces cruzados del peptidoglicano, el principal componente de la pared celular, sin interferir con los componentes intracelulares. Esto permite alterar la composición intracelular del microorganismo por medio de la presión osmótica. Como la maquinaria intracelular permanece intacta, ello aumenta la presión interna sobre la membrana hasta el punto en que ésta cede, el contenido celular se libera al exterior, y la bacteria muere. También permiten la entrada de otros agentes antimicrobianos que no pueden atravesar la pared celular. Algunos ejemplos clásicos son:

Diagrama 8. Ejemplos que permiten la entrada de agentes antimicrobianos.

Membrana celular

Ciertos antibióticos pueden lesionar directa o indirectamente —al inhibir la síntesis de los constituyentes— la integridad de la membrana celular de las bacterias y de ciertos hongos. Las polimixinas, por ejemplo, son antibióticos que actúan como surfactante o detergente que reacciona con los lípidos de la membrana celular de las bacterias. Ello destruye la integridad de la permeabilidad de la membrana. Los elementos hidrosolubles y algunos que son tóxicos para el germen, pueden así entrar sin restricción al interior celular. La gramicidina A forma poros o canales en las bicapas lipídicas.

Acción sobre ácidos nucleicos (ADN y ARN) y proteínas

Algunos antibióticos actúan bloqueando la síntesis del ADN, ARN, ribosomas, ácidos nucleicos o las enzimas que participan en la síntesis de las proteínas, resultando en proteínas defectuosas. La mitomicina es un compuesto con estructura asimétrica y que se fija a las hélices del ADN e inhibe o bloquea la expresión de la enzima ADN polimerasa y, por ende, la replicación del ADN y el ensamblaje de las proteínas. La actinomicina, por su parte, ejerce su mecanismo en la misma manera que la mitomicina, solo que es una molécula simétrica.

Imagen 9. Los antibióticos actúan bloqueando la síntesis del ADN. ARN.

Las sulfonamidas son análogos estructurales de moléculas biológicas y tienen parecido a las moléculas normalmente usadas por la célula diana. Al hacer uso de estas moléculas farmacológicas, las vías metabólicas del microorganismo son bloqueadas, provocando una inhibición en la producción de bases nitrogenadas y, eventualmente, la muerte celular.

Las quinolonas y fluoroquinolonas actúan sobre enzimas bacterianas del tipo girasas y topoisomerasas del ADN, responsables de la topología de los cromosomas, alterando el control celular sobre la replicación bacteriana y produciendo una alteración en la lectura del mensaje genético.

Acción sobre los ribosomas

Aproximadamente la mitad de los antibióticos actúan por inhibición de los ribosomas bacterianos, los orgánulos responsables de la síntesis de proteínas y que son distintos en composición de los ribosomas en mamíferos.

Algunos ejemplos incluyen los aminoglucósidos (se unen de forma irreversible a la subunidad 30S del ribosoma), las tetraciclinas (bloquean la unión del ARNt aminoacil al complejo ARNm-ribosoma), eritromicina (se fijan de manera específica a la porción 50S de los ribosomas bacterianos) y la doxiciclina.

Los antivirales se usan para el tratamiento de infecciones producidas por virus. Tal como los antibióticos (específicos para bacterias), existen antivirales específicos para distintos tipos de virus. No sin excepciones, son relativamente inocuos para el huésped, por lo que su aplicación es relativamente segura. Deben distinguirse de los viricidas, que son compuestos químicos que destruyen las partículas virales presentes en el medio ambiente. Los ciclos de vida virales pueden variar dependiendo de las especies de virus, pero todos comparten un patrón general:

Liberación de genes virales y posiblemente enzimas en la célula huésped.

La replicación de componentes virales utilizando maquinaria huésped-célula.

El ensamblado de componentes virales en partículas virales completas.

Liberación de partículas virales para infectar nuevas células huésped.

El mejor momento para atacar a un virus es tan pronto como sea posible ensu ciclo de vida. En cierto sentido, esto es exactamente lo que hacen las vacunas. Las vacunas tradicionalmente consisten en una versión muerta o debilitada de un patógeno, aunque más recientemente las vacunas «de subunidades» han sido diseñadas y consisten estrictamente en vacunas que tienen como objetivo las proteínas de los patógenos. Estimulan el sistema inmune sin hacer daños serios al huésped y así, cuando el patógeno real ataca al sujeto, el sistema inmune responde rápidamente y los bloquea. Las vacunas tienen un excelente historial de efectividad, pero son de uso limitado en el trato de pacientes que ya han sido infectados. Por ello aparecen los antivirales. Un enfoque es interferir con la habilidad del virus para ingresar a la célula.

El virus debe realizar una secuencia de acciones para lograrlo, comenzando por unirse a un receptor específico en la superficie de la célula hospedera y terminando por el de anudamiento de la cápside del virus dentro de la célula y la liberación del genoma viral. Aquellos virus con manto lipídico necesitan, además, fusionar dicho manto con la membrana de la célula objetivo, o con una vesícula que los introduzca a la célula, antes de poder denudarse. Esta etapa de la replicación viral puede inhibirse de dos maneras:

Usando agentes similares a las proteínas asociadas a virus (VAP), que compiten con ellas por los receptores en las membranas celulares. Pueden ser anticuerpos antiidiotipo, anticuerpos antirreceptor, o ligandos naturales para los anticuerpos contra receptor y antirreceptor de las proteínas asociadas a virus.

Usando agentes similares al receptor, que se unen a las proteínas virales. Pueden ser anticuerpos antiproteínas virales, anticuerpos del receptor antiidiotípicos, y receptores sintéticos.

Esta estrategia de diseño de antivirales puede resultar muy costosa. El proceso mediante el cual se generan anticuerpos antiidiotipo aún no se conoce completamente, y tiene una farmacocinética muy pobre. Una etapa muy temprana de las infecciones virales es la entrada viral, cuando los virus se sujetan y entran en la célula huésped. Varias sustancias «entrada-inhibidores» o «entrada-bloqueantes» se están desarrollando para luchar contra el VIH. El HIV principalmente ataca el sistema inmune de los glóbulos blancos conocidos como «linfocitos T» e identifica a estas células objetivo a través de células-T receptoras superficiales designadas como «CD4» y «CCR5». Los intentos de interferir el enlace del VIH con el receptor CD4 han fallado para parar la infección de los linfocitos-T, pero las investigaciones continúan intentando interferir con el enlace del HIV al receptor CD5 con la esperanza de que sea más efectivo.

Sin embargo, dos bloqueadores de entrada, la amantadina y la rimantadina, han sido introducidos para combatir la gripe y los investigadores están trabajando en sustancias inhibidoras de entrada de los virus para combatir los virus de la hepatitis B y C. Un bloqueador de entrada es el pleconaril que trabaja contra los rinovirus, que causan el resfriado común, bloqueando una bolsa en la superficie del virus que controla el proceso de incubación. Esta bolsa aparece en muchas variedades de rinovirus y enterovirus, que pueden causar diarrea, meningitis, conjuntivitis y encefalitis.

Una segunda alternativa es centrarse en los procesos que sintetizan los componentes del virus antes de invadir la célula. Un camino es desarrollar «nucleótidos o análogos nucleósidos» que se parecen a los bloques que construyen el ARN y del ADN, pero interfiere con las enzimas que sintetizan el ARN o el ADN una vez que el análogo es incorporado. El primer antiviral exitoso, el Aciclovir, es un análogo a los nucleósidos y es efectivo contra el herpesvirus. La primera sustancia antiviral en ser aprobada para tratar el VIH, la zidovudina (AZT), es también un nucleósido análogo. Un mejor conocimiento de la acción de la transcriptasa inversa ha conducido a mejores análogos a nucleósidos para tratar las infecciones del VIH. Uno de estos medicamentos, la lamivudina, ha sido aprobado para tratar la hepatitis B, que utiliza la transcriptasa inversa como parte de su proceso de replicación. Los investigadores han ido más lejos y han desarrollado inhibidores que no parecen nucleósidos, pero pueden seguir bloqueando la transcriptasa inversa.

Otros objetivos a ser considerados por los antivirales VIH incluyen la RNasa H, que es un componente de la transcriptasa inversa que rompe el ADN sintetizado del ARN viral original y la integrasa, que empalma el ADN sintetizado con el genoma de la célula huésped. Una vez que un genoma de un virus está operativo en una célula huésped, genera moléculas ARN mensajero (ARNm) que dirigen la síntesis de proteínas virales.

El proceso de producción de ARNm es iniciado por las proteínas conocidas como factor de transcripción. Varios antivirales están siendo diseñados actualmente para bloquear el solape de factores de transcripción al ADN viral. Un antiparasitario es un medicamento usado en humanos y animales para el tratamiento de infecciones causadas por bacterias y parásitos y para el tratamiento de algunas formas de cáncer.

Características generales de los antiparasitarios:

1. Están formados por muy pocos elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. El azufre está presente como parte de una estructura de anillo (nifurtimox, levamisol). El flúor, el cloro, el yodo y el fósforo aparecen en fármacos antihelmínticos fenólicos y organofosforados. Los elementos inorgánicos son raros, pero el arsénico y los antimoniales están presentes en el tratamiento de las tripanosomiasis y leishmaniasis, respectivamente.

2. Las estructuras químicas anulares son muy comunes. El anillo de benceno está presente en casi la mitad de todos los antiparasitarios. Muchos otros tienen anillos nitrogenados (anillos de pirimidina, imidazol, quinolina o piperazina).

Imagen 10. Los antiparasitarios son fármacos antiprotozoarios.

3. Como sustitutos en los anillos aparecen con frecuencia los grupos metilo, metoxi, hidroximetil y amino. Los grupos con nitrógeno son muy comunes (metronidazol), mientras que los sulfhidrilo no existen entre los fármacos antiparasitarios.

Los parásitos, con mayor complejidad, de protozoos a artrópodos, presentan siete áreas principales en el metabolismo útiles como dianas de acción: síntesis de cofactores, síntesis de ácidos nucleicos, síntesis de proteínas, síntesis de la membrana, función microtubular, metabolismo energético y función neuromuscular (sólo en los helmintos y artrópodos). De forma general, la mayoría de los fármacos antiprotozoarios afectan al metabolismo biosintético, mientras que los antihelmínticos afectan al metabolismo energético o la función neuromuscular.

Mecanismo de acción

Inhibidores de la síntesis de cofactores. Las sulfonamidas, utilizadas frente a los esporozoos (sulfadiazina, sulfadoxina, etc.) y las sulfonas (dapsona) bloquean la biosíntesis del tetrahidrofolato, importante cofactor en muchas reacciones de transferencia de carbono requeridas en la síntesis del ADN.

Inhibidores de la síntesis de ácidos nucleicos. Los fármacos que interfieren con la síntesis de los ácidos nucleicos, lo hacen insertándose en la secuencia de pares de bases (amodiaquina, cloroquina, mefloquina, halofantrina, quinina) alterando su funcionamiento, aunque algunos autores opinan que el mecanismo de acción de la cloroquina está basado en la inhibición de la polimerasa.

Inhibidores de la síntesis de proteínas. Las tetraciclinas probablemente actúan en los plasmodios de forma similar a las bacterias, es decir, bloquean la síntesis de proteínas en el momento de la elongación de la cadena, uniéndose a la unidad S-30 del ribosoma, por lo que se inhibe el acceso del ARN de transferencia (ARNt) al complejo ribosomal ARN Inhibidores de la síntesis de proteínas. Las tetraciclinas probablemente actúan en los plasmodios de forma similar a las bacterias, es decir, bloquean la síntesis de proteínas en el momento de la elongación de la cadena, uniéndose a la unidad S-30 del ribosoma, por lo que se inhibe el acceso del ARN de transferencia (ARNt) al complejo ribosomal ARN mensajero (ARNm).mensajero (ARNm).

Inhibidores de la síntesis de la membrana. La anfotericina B es un antibiótico macrólido poliénico que fija el ergosterol de la membrana de Leishmania, en la que provoca orificios que permiten el paso de iones (sobre todo potasio) y otras moléculas que llevan a la muerte celular. También hay un proceso oxidativo que contribuye al daño del parásito.

Inhibidores de la función microtubular. Los carbamatos benzimidazólicos (albendazol, mebendazol y triclabendazol) y metabolitos como el albendazol sulfóxido, Estas moléculas se fijan a los microtúbulos del parásito, bloquean el ensamblaje de las tubulinas que, una vez polimerizadas, van a formar las proteínas microtubulares de los helmintos, responsables del normal funcionamiento celular. De forma particular se ve alterada la incorporación de glucosa y la secreción de acetilcolinesterasa.

Inhibidores del metabolismo energético. Los arsenicales trivalentes (melarsoprol) y antimoniales pentavalentes (estibogluconato sódico, antimoniato de meglumina) parecen bloquear las quinasas de la glucólisis, sobre todo la piruvatoquinasa del citoplasma, aunque hay autores que piensan que se trata de una alteración en la reducción del tripanotión. Un buen número de medicamentos frente a los esporozoarios (primaquina, parvaquona) bloquean el transporte mitocondrial de electrones interfiriendo la cadena respiratoria.

Inhibidores de la función neuromuscular. Muchos antihelmínticos interfieren con parte del sistema acetilcolina como neurotransmisor, bloqueando el sistema neuromuscular del gusano.

Los mecanismos bioquímicos de acción selectiva se clasifican en:

diferente captación o secreción del compuesto entre la célula del hospedador y el parásito, mecanismo que es especialmente señalado en los protozoos por lo que hay una buena relación de medicamentos antiprotozoarios que siguen este modelo (cloroquina, pentamidina);

activación del fármaco sólo en el parásito (metronidazol, nifurtimox);

la diana del compuesto sólo está presente en el parásito (suramina);

la diana bioquímica difiere en el hospedador y en el parásito (albendazol, eflornitina); y

la diana bioquímica es más crítica para la viabilidad del parásito que para el hospedador (antimoniales pentavalentes, melarsoprol).