CAMPO DE BATALLA

La amoxicilina es efectiva para el tratamiento de infecciones bacterianas porque interrumpe un proceso esencial en el ciclo de vida de la bacteria: la creación de pared celular

Veamos cómo son las paredes celulares de las bacterias gram positivas y gran negativas: inhibición de las penicilinas forma en 3D donde podemos ver la estructura de la amoxicilina unida a la transpeptidasa

El agua entra constantemente en la célula bacteriana por ósmosis aumentando la presión en la membrana celular. Los peptidoglicanos permiten que la célula resista esa presión dandole soporte estructural a la membrana. La amoxicilina impide que la bacteria forme la capa de peptidoglicanos causando que la bacteria explote por la presión.

Pero acerquémonos un poco más para comprender cómo la amoxicilina actúa a nivel molecular. Los peptidoglicanos están constituídos por pequeños bloques, cada uno compuesto de dos azúcares conectados a una cadena corta de aminoácidos con un puente peptídico que se extiende lateralmente. Estos azúcares se ensamblan en cadenas que se entrecruzan a través de puentes peptídicos para formar una resistente matriz de peptidoglicanos.

La transpeptidasa, también conocida como proteína de unión de penicilina, colabora con el ensamblaje de la matriz de peptidoglicanos, creando entrecruzamientos (cross-linking) entre las cadenas. La amoxicilina bloquea esta enzima al enlazarse directamente a un aminoácido serina clave en su sitio activo. La porción activa de la amoxicilina es el anillo betalactámico que es reactivo químicamente debido a la tensión anular y a la naturaleza electrófila del grupo carbonilo haciendo que sea susceptible a la nucleofilia, es decir, a la atracción de electrones por parte de especies con pares de electrones disponibles.

Este grandioso anillo se abre para formar un enlace con la serina del sitio activo. Esto inactiva la enzima y evita la formación de la matriz de peptidoglicanos y el ingreso de agua, provocando finalmente la destrucción de la bacteria.

En las bacterias gram positivas, la amoxicilina atraviesa fácilmente la capa de peptidoglicano de la pared celular, pero en las gram negativas se se enfrentan a u n desafío adicional debido a que, como vimos anteriormente, contienen además una capa externa de membrana, impermeable al agua y a moléculas polares. Pero, para nuestra salvación, ésta membrana externa posee proteínas llamadas porinas, poros que permiten el pasaje de agua y nutrientes esenciales. En general, permiten el pasaje de moléculas pequeñas, hidrofílicas y en su forma zwitteriónica.

Sin embargo, como dicen por ahí, todo lo bueno tiene a veces algo negativo. En el caso de las comunidades bacterianas, al ser organismos vivos, tienen la capacidad de adaptarse y sobrevivir. Como una forma de protección contra los antibióticos, las bacterias desarrollan mecanismos de resistencia. Una de estas estrategias es la producción de enzimas llamadas betalactamasas, que se especializan en unirse a los antibióticos betalactámicos y romper su anillo betalactámico esencial. Esta acción invalida la eficacia de la amoxicilina, volviéndolo inefectivo en la lucha contra las bacterias.