PENICILINAS CEFALOSPORINAS Y OTROS ANTIBIOTICOS LACTAMICOS B

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MECANISMO DE ACCIÓN: INHIBICIÓN DE LA SÍNTESIS 
DE PEPTIDOGLUCANOS
MECANISMOS DE RESISTENCIA BACTERIANA A PENICILINAS 
Y CEFALOSPORINAS
LAS PENICILINAS
 ■ Clasificación de las penicilinas y resumen de sus propiedades 
farmacológicas
 ■ Penicilina G y penicilina V
 ■ Penicilinas resistentes a la penicilinasa
 ■ Las aminopenicilinas: ampicilina y amoxicilina
 ■ Penicilinas antipseudomonas: las carboxipenicilinas y las ureidopenicilinas
LAS CEFALOSPORINAS
 ■ Mecanismo de acción
 ■ Usos terapéuticos
OTROS ANTIBIÓTICOS LACTÁMICOS β
 ■ Carbapenémicos
 ■ Monobactámicos
INHIBIDORES DE LACTAMASA β
Capítulo
Penicilinas, cefalosporinas y otros 
antibióticos lactámicos β
Los antibióticos lactámicos β —penicilinas, cefalosporinas, carbapenémicos 
y monobactamas— comparten una estructura común (anillo de lactama β) y 
mecanismo de acción (es decir, inhibición de la síntesis de peptidogluca-
nos de la pared celular bacteriana). La resistencia bacteriana contra los 
antibióticos lactámicos β continúa aumentando a un ritmo espectacular. 
Los inhibidores de la lactamasa β, como el clavulanato y el avibactam, 
pueden extender la utilidad de estos antibióticos contra los organismos 
productores de lactamasa β. Desafortunadamente, la resistencia incluye 
no sólo la producción de lactamasas β sino también alteraciones en las 
enzimas bacterianas dirigidas por antibióticos lactámicos β, así como una 
disminución en la entrada o salida activa del antibiótico.
Mecanismo de acción: inhibición de la síntesis 
de peptidoglucanos
El peptidoglucano es un componente heteropolimérico de la pared celu-
lar bacteriana que proporciona estabilidad mecánica rígida. Los antibió-
ticos lactámicos β inhiben el último paso en la síntesis de peptidoglucanos 
(consúltese figura 57-1).
En microorganismos grampositivos, la pared celular tiene 50-100 mo-
léculas de grosor; en bacterias gramnegativas, tiene sólo 1 o 2 moléculas 
de grosor (véase figura 57-2A). El peptidoglucano está compuesto por 
cadenas de glucano, que son cadenas lineales de dos aminoazúcares alter-
nantes (N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico) que están reticula-
dos por cadenas peptídicas. La formación del precursor de peptidoglucano 
tiene lugar en el citoplasma. La síntesis de UDP-acetilmuramil-pentapépti-
do se completa con la adición de un dipéptido, d-alanil-d-alanina (formado 
por racemización y condensación de l-alanina). El UDP-acetilmuramil-pen-
tapéptido y el UDP-acetilglucosamina están relacionados (con la liberación 
de los nucleótidos uridina) para formar un polímero largo. El entrecruza-
miento se completa mediante una reacción de transpeptidación que se pro-
duce fuera de la membrana celular (véase figura 57-2B).
Los antibióticos lactámicos β inhiben este último paso en la síntesis del 
peptidoglucano (véase figura 57-1), presumiblemente mediante la acila-
ción de la transpeptidasa a través de la escisión del enlace -CO-N- del 
anillo de lactama β. Los objetivos para las acciones de los antibióticos lac-
támicos β se denominan en conjunto proteínas de anclaje de penicilinas 
(PBP). La transpeptidasa responsable de la síntesis del peptidoglucano es 
uno de estas PBP. La letalidad de las penicilinas para las bacterias parece 
implicar mecanismos líticos y no líticos (Bayles, 2000).
Mecanismos de resistencia bacteriana a penicilinas 
y cefalosporinas
Las bacterias pueden ser resistentes a los antibióticos lactámicos β por 
numerosos mecanismos. Una cepa sensible puede adquirir resistencia 
por mutaciones que disminuyen la afinidad de las PBP por el antibiótico. 
Puesto que los antibióticos lactámicos β inhiben muchas PBP diferentes 
en una sola bacteria, la afinidad por los antibióticos lactámicos β de va-
rias PBP debe disminuir para que el organismo sea resistente (Spratt, 
1994). Las PBP alteradas con afinidad disminuida por los antibióticos lac-
támicos β se adquieren por recombinación homóloga entre los genes PBP 
de diferentes especies bacterianas (Zapun et al., 2008). Cuatro de las cin-
co PBP de alto peso molecular de las cepas de Streptococcus pneumoniae 
más altamente resistentes a la penicilina han disminuido la afinidad por 
los antibióticos lactámicos β como resultado de eventos de recombina-
ción homóloga entre especies. Por el contrario, los aislados con resisten-
cia de alto nivel a las cefalosporinas de tercera generación contienen 
alteraciones de sólo dos de las cinco PBP de alto peso molecular porque 
las otras PBP tienen una afinidad inherentemente baja por las cefalospo-
rinas de tercera generación. Staphylococcus aureus resistente a la meticili-
na (MRSA) es resistente a través de la adquisición de una PBP de alto 
peso molecular adicional (a través de un transposón) con una afinidad 
muy baja para todos los antibióticos lactámicos β; este mecanismo tam-
bién es responsable de la resistencia a la meticilina en los estafilococos 
coagulasa negativos.
La resistencia bacteriana a los antibióticos lactámicos β también es el 
resultado de la incapacidad del agente para penetrar en su sitio de acción 
(véase figura 57-3) (Fernández y Hancock, 2012). En bacterias gramposi-
tivas, el polímero de peptidoglucano está muy cerca de la superficie de la 
célula (véase figura 57-2A) y pequeñas moléculas de antibiótico betalactá-
mico pueden penetrar fácilmente a la capa externa de la membrana cito-
plásmica y las PBP. En las bacterias gramnegativas, la membrana interna 
está cubierta por la membrana externa, el lipopolisacárido y la cápsula 
(véase figura 57-2A). La membrana externa funciona como una barrera 
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Figura 57-1 Acción de los antibióticos lactámicos β en Staphylococcus aureus. La 
pared bacteriana consiste en polímeros glucopéptidos (un esqueleto amino-
hexosa NAM-NAG) unido con puentes entre las cadenas laterales de amino- 
ácidos. En el caso de S. aureus, el puente lo constituyen (Gli)5-d-Ala entre las 
lisinas. El enlace cruzado es catalizado por la transpeptidasa, enzima que 
inhibe las penicilinas y las cefalosporinas.
Abreviaturas
ADME: (absorption, distribution, metabolism, excretion) Absorción, 
distribución, metabolismo, excreción
CNS: (central nervous system) Sistema nervioso central
CSF: (cerebrospinal fluid) Líquido cefalorraquídeo
ESBL: (extended-spectrum lactamase β) lactamasa β de espectro 
extendido
GI: (gastrointestinal) Gastrointestinal
GT: (glycosyltransferase) Glicosiltransferasa
Ig: (immunoglobulin) Inmunoglobulina
IM: (intramuscular) Intramuscular
IV: (intravenous) Intravenoso
KPC: (Klebsiella pneumoniae carbapenemase) Klebsiella pneumoniae 
carbapenemasa
MDM: (major determinant moiety) Mitad principal determinante
MRSA: (methicillin-resistant Staphylococcus aureus) Staphylococcus 
aureus resistente a la meticilina
MRSE: (methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis) Staphylococcus 
epidermidis resistente a la meticilina
MSSA: (methicillin-susceptible Staphylococcus aureus) Staphylococcus 
aureus susceptible a la meticilina
PBP: (penicillin-binding protein) Proteína de unión a la penicilina
PO: (by mouth) Vía oral
TP: (transpeptidase) Transpeptidasa
impenetrable para algunos antibióticos. Sin embargo, ciertos antibióticos 
hidrófilos pequeños se difunden a través de canales acuosos en la mem-
brana externa que están formados por proteínas llamadas porinas. El nú-
mero y el tamaño de los poros en la membrana externa varían entre las 
diferentes bacterias gramnegativas, lo que proporciona un mayor o me-
nor acceso de los antibióticos al sitio de acción. Las bombas de eflujo 
activo sirven como otro mecanismo de resistencia, que elimina el antibió-
tico de su sitio de acción antes de que pueda actuar (véase figura 57-3) 
(Nikaido, 1998).
Las bacterias también pueden inactivar los antibióticos lactámicos β 
enzimáticamente a través de la acción de las lactamasas β (véanse figuras 
57-2 y 57-4). Las lactamasas β se agrupan en cuatro clases,de la A a la D 
(Jacoby y Muñoz-Price, 2005). Sus especificidades de sustrato pueden ser 
relativamente estrechas o bien extenderse a casi todas las lactamas β. En 
general, las bacterias grampositivas producen y secretan una gran canti-
dad de lactamasa β (véase figura 57-2A). La mayoría de estas enzimas son 
penicilinasas. La información para la penicilinasa estafilocócica está codi-
ficada en un plásmido; ésta puede transferirse por bacteriófago a otras 
bacterias y es inducible por sustratos. En las bacterias gramnegativas, las 
lactamasas β se encuentran en cantidades relativamente pequeñas, pero 
se localizan en el espacio periplásmico entre las membranas celulares in-
terna y externa (véase figura 57-2A) para la protección máxima del micro-
bio. Las lactamasas β de bacterias gramnegativas están codificadas en 
cromosomas o en plásmidos y pueden ser constitutivas o inducibles. Los 
plásmidos se pueden transferir entre bacterias por conjugación. De par-
ticular preocupación son las lactamasas β que son capaces de hidrolizar 
carbapenémicos, así como penicilinas y cefalosporinas; los organismos 
que poseen tales lactamasas β (junto con otros mecanismos de resisten-
cia) pueden ser resistentes a todos o casi todos los antibacterianos en uso 
clínico (Queenan y Bush, 2007).
El entorno local también puede contribuir a la resistencia a los antibió-
ticos betalactámicos. Los microorganismos que se adhieren a dispositivos 
protésicos implantados (p. ej., catéteres, articulaciones artificiales, válvu-
las cardiacas protésicas) producen biopelículas. Las bacterias en las bio-
películas producen polisacáridos extracelulares y, en parte debido a la 
disminución de las tasas de crecimiento, son mucho menos sensibles a la 
terapia con antibióticos (Donlan, 2001). Los antibióticos lactámicos β son 
más activos contra las bacterias en la fase logarítmica de crecimiento y 
tienen poco efecto sobre los microorganismos en la fase estacionaria. De 
manera similar, las bacterias que sobreviven dentro de las células viables 
del huésped generalmente están protegidas de la acción de los antibióti-
cos lactámicos β.
Las penicilinas
A pesar de la aparición de resistencia microbiana, en la actualidad las pe-
nicilinas son los fármacos de elección para un gran número de enferme-
dades infecciosas. Las penicilinas (véase figura 57-4) consisten en un 
anillo de tiazolidina (A) conectado a un anillo de lactama β (B) al cual 
está unida una cadena lateral (R). El núcleo de la penicilina en sí mismo 
es el principal requisito estructural para la actividad biológica. Se pueden 
agregar cadenas laterales que alteran la susceptibilidad de los compues-
tos resultantes a las enzimas inactivadoras (betalactamasas) y que cam-
bian la actividad antibacteriana y las propiedades farmacológicas del 
medicamento (véase tabla 57-1).
Clasificación de las penicilinas y resumen 
de sus propiedades farmacológicas
Las penicilinas se clasifican de acuerdo con sus espectros de actividad 
antimicrobiana.
•	 La	penicilina G y su congénere cercano, la penicilina V, son muy acti-
vas contra las cepas sensibles de los cocos grampositivos, pero la peni-
cilinasa los hidroliza fácilmente. Por tanto, son ineficaces contra la 
mayoría de las cepas de S. aureus.
•	 Las penicilinas resistentes a la penicilinasa (meticilina, discontinuada 
en Estados Unidos), cloxacilina y flucloxacilina (actualmente no comer-
cializadas en Estados Unidos), nafcilina, oxacilina y dicloxacilina tienen 
una actividad antimicrobiana menos potente contra los microorganis-
mos que son sensibles a la penicilina G, pero son agentes preferidos para 
el tratamiento de S. aureus productor de penicilinasa y Staphylococcus 
epidermidis que no son resistentes a la meticilina.
•	 Ampicilina, amoxicilina y otras como bacampicilina y pivampicilina (ac-
tualmente no comercializados en Estados Unidos) son las aminopeni-
cilinas, cuya actividad antimicrobiana se extiende para incluir algunos 
microorganismos gramnegativos (p. ej., Haemophilus influenzae, Esche-
richia coli y Proteus mirabilis). Estos medicamentos también están dis-
ponibles como coformulaciones con un inhibidor de la betalactamasa, 
como clavulanato o sulbactam, para prevenir la hidrólisis de las lactama-
sas de clase A.
•	 Agentes con actividad antimicrobiana extendida contra Pseudomo-
nas, Enterobacter y Proteus spp. incluyen agentes más viejos en gran 
parte fuera de uso: azlocilina, carbenicilina, mezlocilina, ticarcilina, ticarci-
lina/clavulanato (todos suspendidos en Estados Unidos) y carbenicilina 
indanil sódica. Estos agentes son inferiores a la ampicilina frente a los 
cocos grampositivos y Listeria monocytogenes, y son menos activos que 
Polímero
glucopéptido
Polímero
glucopéptido
Sitio de reacción
L-Alanina
D-Glutamato
L-Lisina
Glicina
D-Alanine
NAM =
ácido 
N-acetilmurámico
NAM 
penicilinas
cefalosporinas
D-Alanine
Transpeptidasa (PBP)
Polímero
glucopéptido
Polímero
glucopéptido
NAM 
NAM NAM 
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Figura 57-2 A. Estructura y composición de paredes celulares de grampositivos y gramnegativos. B. Actividad e inhibición de la PBP. Las PBP tienen dos actividades 
enzimáticas que son cruciales para la síntesis de las capas de peptidoglucano de las paredes celulares bacterianas: una TP que establece enlaces cruzados con 
cadenas laterales de aminoácidos y una GT que une subunidades del polímero glucopéptido (véase figura 57-1). Los dominios TP y GT están separados por una 
región de unión. Se supone que la glucosiltransferasa está incluida parcialmente dentro de la membrana. (Parte A reimpresa con permiso de Tortora G, et al. 
Microbiology: An Introduction, 3rd ed. Figure 4–11. London: Pearson; 1989. p. 83. © Pearson Education, Inc., New York, New York).
Figura 57-3 Bombas de expulsión de antibióticos de las bacterias gramnegativas. Las 
bombas de expulsión de múltiples fármacos abarcan las membranas interna 
y externa de las bacterias gramnegativas. Las mencionadas bombas están 
compuestas de al menos tres proteínas y reciben su energía de la fuerza 
motora de protones. Una causa importante de resistencia a antibióticos es la 
mayor expresión de tales bombas. (Reproducida con permiso de Oxford Uni-
versity Press. Nikaido H. Antibiotic resistance caused by gram-negative mul-
tidrug efflux pumps. Clin Infect Dis 1998;27(suppl 1):S32–S41. © 1998 by the 
Infectious Diseases Society of America. All rights reserved).
A
B
Grampositivo
Ácido 
teicoico
Proteína 
específica
de conducto
Conducto 
de purina
Polisacárido
O
Lípido A
Lipopoli-
sacárido
(LPS)
Espacio 
periplásmico
Membrana
 externa
Gramnegativo
Capas de 
peptidoglucano 
(mureína)
Capas de 
peptidoglucano
Pared celular
Lipoproteína
Proteínas
Fosfolípido
Betalactamasa
β-Lactamasa
Membrana
 plasmática
Proteína de unión a la penicilina (PBP)
Citosol
Membrana
NAG
Lípido II
PBP
NAM NAG NAM NAG NAM
Elemento
de uniónEspacio
periplásmico
Capa de 
peptidoglucano
Polímero glucopéptido fuera de la célula
GT
TP
NAG NAM
NAG NAM NAG NAM NAG NAM L-Alanina
D-glutamato
L-Lisina
D-Alanina
N-ácido acetilmurámico
N-acetilglucosamina
TP=transpeptidasa
GT=glucosiltransferasa
 =(gly)5 puente
Conducto
Fármaco 
anfifílico
Membrana
 externa
Membrana 
citoplásmica
PeriplasmaProteína 
accesoria
Transportador 
de expulsión
la piperacilina contra Pseudomonas. La piperacilina y la piperacilina/tazo-
bactam tienen una excelente actividad antimicrobiana contra muchos 
aislados de Pseudomonas, E. coli, Klebsiella y otros microorganismos 
gramnegativos. La piperacilina retiene la actividad de la ampicilina 
contra los cocos grampositivos y L. monocytogenes.
Propiedades comunes generales
Después de la absorción de una dosis oral, las penicilinas se distribuyen 
ampliamente por todo el cuerpo. Las concentraciones terapéuticas de pe-
nicilinas se logran fácilmente en los tejidos y en las secreciones, como el 
líquido sinovial,el líquido pleural, el líquido pericárdico y la bilis. Las 
penicilinas no penetran en gran medida en las células fagocíticas vivas, y 
sólo se encuentran bajas concentraciones de estas en las secreciones 
prostáticas, el tejido cerebral y el líquido intraocular. Las concentraciones 
de penicilinas en el CSF son variables, pero son inferiores a 1% de las del 
plasma cuando las meninges son normales. Cuando hay inflamación, las 
concentraciones en el CSF pueden aumentar hasta 5% del valor plasmá-
tico. Las penicilinas se eliminan rápidamente por filtración glomerular y 
secreción tubular renal, de modo que sus vidas medias en el cuerpo son 
cortas, por lo general de 30-90 minutos. Como consecuencia, las concen-
traciones de estos fármacos en la orina son altas.
Penicilina G y penicilina V
Actividad antimicrobiana
Los espectros antimicrobianos de la penicilina G (bencilpenicilina) y la 
penicilina V (el derivado fenoximetilo) son similares para los microorga-
nismos grampositivos aerobios. Sin embargo, la penicilina G es 5-10 veces 
más activa que la penicilina V contra Neisseria spp. y ciertos anaerobios. 
La mayoría de los estreptococos son muy susceptibles. Sin embargo, los 
estreptococos viridans resistentes a la penicilina y S. pneumoniae son cada 
vez más comunes (Carratalá et al., 1995). Los neumococos resistentes a la 
penicilina son especialmente comunes en poblaciones pediátricas y con 
frecuencia también son resistentes a las cefalosporinas de tercera genera-
ción. Más de 90% de las cepas de S. aureus, la mayoría de las cepas de S. 
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Amidasa
2
R C C
S CH3
CH3
NH CH CH
O
O C CH COOHN
R CH C
S CH3
CH3
NH2 CH CH
O
R C C
S CH3
CH3
NH CH CH
OH H
O
R CH
O
O C CH COOHN O C CH COOHN
1
B A
Penicilinasa
1
2
A
B
Penicilinas
Ácido 6-aminopenicilánico Ácidos peniciloicos
Sitio de acción de la penicilinasa
Sitio de acción de la amidasa
Anillo tiazolínico
Anillo lactámico β
TABLA 57-1 ■ Estructuras químicas de penicilinas seleccionadas
NH2 CH3
CH3
R
S
C CH
CO
O
CH C
N CH COOH
Las penicilinas son ácidos 6-aminopenicilánicos sustituidos
La adición de sustituyentes (grupos R) a la estructura original pro-
duce penicilinas con susceptibilidad alterada a enzimas inactivantes 
(lactamasas β), actividad antibacteriana y propiedades 
farmacológicas.
Penicilina G
Meticilina
H
H
Oxacilina
HO
Amoxicilina
Ticarcilina
Piperacilina
Figura 57-4 Estructura de las penicilinas y productos de su hidrólisis enzimática.
epidermidis y muchas cepas de gonococos son resistentes a la penicilina 
G. Con raras excepciones, los meningococos siguen siendo muy sensi-
bles a la penicilina G.
La mayoría de los microorganismos anaeróbicos, incluido Clostridium 
spp., son muy sensibles. Bacteroides fragilis constituye la excepción pues 
muestra resistencia a las penicilinas y las cefalosporinas, porque expresa 
una cefalosporinasa de amplio espectro. Algunas cepas de Prevotella me-
laninogenicus también han adquirido este rasgo. La penicilina G inhibe a 
Actinomyces israelii, Streptobacillus moniliformis, Pasteurella multocida y L. 
monocytogenes. Muchas especies de Leptospira son moderadamente suscep-
tibles al fármaco. Uno de los microorganismos más sensibles es Treponema 
pallidum. También es susceptible Borrelia burgdorferi, el microorganismo 
que causa la borreliosis de Lyme. Ninguna de las penicilinas es eficaz con-
tra amibas, plasmodios, rickettsias, hongos o virus.
ADME
Administración oral de penicilinas G y V. La ventaja de la penicilina V so-
bre la penicilina G consiste en que la primera es más estable en un medio 
ácido y, por tanto, se absorbe mejor del tracto GI, produciendo concentra-
ciones plasmáticas dos a cinco veces mayores que aquellas proporciona-
das por la penicilina G. Entonces, generalmente se prefiere la penicilina V 
para administración oral. La absorción es rápida y las concentraciones 
máximas en sangre se alcanzan entre 30-60 minutos. La ingestión de ali-
mentos puede interferir con la absorción entérica de todas las penicili-
nas. Por tanto, las penicilinas orales generalmente deben administrarse al 
menos 30 minutos antes de una comida o 2 horas después.
Administración parenteral de penicilina G. Después de la inyección intra-
muscular, las concentraciones máximas en plasma se alcanzan al cabo de 
15-30 minutos, y disminuyen con rapidez a partir de entonces (t1/2 ∼30 
min). Las preparaciones de depósito de penicilina G (penicilina G benza-
tínica, penicilina G procaínica) aumentan la duración del efecto. El com-
puesto más utilizado es la penicilina G benzatínica, que libera penicilina 
G con lentitud desde el área en la cual se inyecta y produce concentracio-
nes relativamente bajas pero persistentes en sangre. La duración prome-
dio de la actividad antimicrobiana demostrable en el plasma es de cerca 
de 26 días. Se administra una vez al mes en la profilaxis de la fiebre reu-
mática y se puede prescribir en una sola inyección para tratar la faringitis 
estreptocócica. La penicilina G procaínica tiene una t1/2 prolongada en 
comparación con la penicilina G, pero es más corta que la de las formula-
ciones de benzatínica; suele dosificarse una vez al día. Ninguna formula-
ción de depósito debe administrarse por vía intravenosa ya que puede 
producir toxicidad grave.
Distribución. La penicilina G se distribuye de manera extensa por todo el 
cuerpo, pero las concentraciones en diversos fluidos y tejidos difieren 
ampliamente. Su volumen de distribución aparente tiene un aproximado 
de 0.35 L/kg. En promedio, 60% de la penicilina G en plasma está unida 
en forma reversible a la albúmina. Cantidades significativas aparecen en 
el hígado, la bilis, el riñón, el semen, el líquido sinovial, la linfa y el intes-
tino. El probenecid disminuye marcadamente la secreción tubular de las 
penicilinas y también produce una disminución significativa en el volu-
men aparente de distribución de las penicilinas.
Penetración en fluido cerebroespinal. La penicilina no ingresa con facili-
dad al CSF, pero penetra mejor cuando las meninges están inflamadas. 
Las concentraciones por lo general están en el rango de 5% del valor en 
plasma y son terapéuticamente efectivas contra microorganismos suscep-
tibles. La penicilina y otros ácidos orgánicos se secretan con rapidez des-
de el CSF al torrente sanguíneo mediante un proceso de transporte 
activo. El probenecid inhibe competitivamente este transporte y eleva así 
la concentración de penicilina en el CSF. En la uremia, otros ácidos orgá-
nicos se acumulan en el CSF y compiten con la penicilina por la secre-
ción; en ocasiones el medicamento alcanza concentraciones tóxicas en el 
cerebro y puede producir convulsiones.
Excreción. Aproximadamente 60-90% de una dosis intramuscular de pe-
nicilina G en solución acuosa se elimina en la orina, en gran parte dentro 
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HISTORIA
La historia de la brillante investigación que condujo al descubrimiento y 
desarrollo de la penicilina está bien documentada (Lax, 2004). En 1928, en 
tanto estudiaba variantes de Staphylococcus en el laboratorio del Hospital 
St. Mary’s en Londres, Alexander Fleming observó que un moho que con-
taminaba uno de los cultivos ocasionaba la lisis de las bacterias vecinas. El 
caldo en que proliferaba el hongo mostraba una enorme capacidad de 
inhibición de muchos microorganismos. Dicho moho pertenecía al género 
Penicillium, razón por la cual Fleming llamó a la sustancia antibacteriana 
penicilina.
Una década más tarde, se sintetizó la penicilina como agente terapéu-
tico con acción sistémica gracias a la investigación concertada de un grupo 
de científicos de la Universidad de Oxford, encabezados por Florey, Chain 
y Abraham. En mayo de 1940 se observó que una formulación burda pro-
ducía efectos terapéuticos extraordinarios cuando se administrabapor vía 
parenteral a ratones con infecciones estreptocócicas. Para 1941 se logró 
acumular suficiente antibiótico para realizar estudios en algunos pacien-
tes con infecciones estafilocócicas y estreptocócicas abrumadoramente 
graves refractarias a otros tratamientos. En esa etapa la penicilina amorfa 
burda tenía una pureza de 10% solamente, y se necesitaban casi 100 L de 
caldo en que había proliferado el moho para obtener antibiótico suficiente 
para tratar a un paciente durante 24 h. Los miembros del grupo de Oxford 
tuvieron que utilizar orina de orinales, para cultivar Penicillum notatum. El 
caso número 1 en la notificación de 1941 en Oxford, fue el de un policía 
que tenía una infección mixta grave por estafilococos y estreptococos. Se 
le aplicó la penicilina que había sido obtenida de la orina de otros pacien-
tes que habían recibido el fármaco. Se dice que un profesor de Oxford 
calificó a la penicilina como la sustancia extraordinaria que se obtenía de 
orinales y que se purificaba por su paso por la policía de Oxford.
En 1942 en Estados Unidos se emprendió un programa de investigación 
y se pudo contar con 122 millones de unidades de penicilina y los prime-
ros estudios en seres humanos se realizaron en la Universidad de Yale y la 
Clínica Mayo con resultados impresionantes. Para la primavera de 1943, 
200 pacientes habían recibido el fármaco. Los resultados fueron tan 
impresionantes que el director general del Ejército de Estados Unidos 
autorizó una investigación del antibiótico en un hospital militar. Poco des-
pués, el antimicrobiano fue adoptado en las Fuerzas Armadas de Estados 
Unidos.
La fermentación profunda para la biosíntesis de penicilina constituyó 
un progreso trascendental en la producción a gran escala del antibiótico. 
De un total de unos cuantos millones de unidades al mes, en el comienzo, 
la cantidad elaborada aumentó a más de 200 trillones de unidades (casi 
150 toneladas) para 1950. La primera dosis distribuida en el mercado 
costó varios dólares por 100 000 unidades y en la actualidad la misma 
dosis cuesta sólo unos cuantos centavos.
Neumonía por neumococos. Para la terapia parenteral de neumococos 
sensibles aislados, se prefiere la penicilina G. El tratamiento debe conti-
nuarse durante 5 días como mínimo, incluidos al menos 2-3 días después 
de que la temperatura del paciente haya vuelto a la normalidad.
Meningitis por neumococos. La meningitis por neumococos debe tratar-
se con una combinación de vancomicina y una cefalosporina de tercera 
generación hasta que se establezca que el neumococo infectante es sensi-
ble a la penicilina. La dexametasona administrada antes o al mismo tiem-
po que los antibióticos se asocia con un mejor resultado (de Gans et al., 
2002). La terapia recomendada es de 24 millones de unidades de penici-
lina G diariamente por goteo intravenoso constante o divididas en bolos 
durante 10-14 días.
Infecciones por estreptococos β-hemolíticos. Streptococcal pharyngitis (in-
cluida la escarlatina) es la enfermedad más común producida por Strepto-
coccus pyogenes (estreptococo β-hemolítico del grupo A). Aún no se han 
observado aislados resistentes a la penicilina. La terapia oral preferida es 
con penicilina V, 500 mg dos veces al día durante 10 días. El tratamiento 
de la faringitis estreptocócica con penicilina reduce el riesgo de fiebre 
reumática aguda posterior; sin embargo, la evidencia actual sugiere que 
la incidencia de glomerulonefritis que sigue a las infecciones estreptocó-
cicas no se reduce en un grado significativo mediante el tratamiento con 
penicilina (Shulman et al., 2012).
Choque tóxico estreptocócico β-hemolítico y fascitis necrosante. El cho-
que tóxico estreptocócico β-hemolítico y la fascitis necrosante son infec-
ciones potencialmente mortales asociadas con la producción de toxinas. 
El tratamiento recomendado es con penicilina más clindamicina (para 
disminuir la producción de toxinas) (Brown, 2004).
Neumonía estreptocócica β-hemolítica, artritis, meningitis y endocarditis.  
Las condiciones infrecuentes de neumonía, artritis, meningitis y endo-
carditis causadas por estreptococos β-hemolíticos deben tratarse con pe-
nicilina G cuando son causadas por S. pyogenes; dosis diarias de 12-24 
millones de unidades se administran por vía intravenosa durante 2-4 se-
manas (4 semanas para la endocarditis).
Infecciones causadas por otros estreptococos y enterococos. El grupo de 
estreptococos viridans es la causa más común de endocarditis infecciosa 
valvular nativa. Estos microorganismos α-hemolíticos no agrupables son 
cada vez más resistentes a la penicilina G. Es importante determinar las 
sensibilidades microbianas cuantitativas a la penicilina G en pacientes 
con endocarditis. Los pacientes con endocarditis con válvula nativa es-
treptocócica del grupo viridans sensibles a la penicilina pueden tratarse 
con éxito con dosis diarias de 12-20 millones de unidades de penicilina 
G intravenosa durante 4 semanas o durante 2 semanas si se administran 
en combinación con gentamicina. El tratamiento recomendado para la 
endocarditis enterocócica sensible a penicilina y aminoglucósidos es de 
24 millones de unidades de penicilina G o 12 g de ampicilina administra-
dos diariamente por vía intravenosa en combinación con una dosis baja 
de gentamicina. La terapia generalmente debe continuarse durante 6 se-
manas.
Infecciones con anaerobios. Las infecciones pulmonares y periodonta-
les generalmente responden bien a la penicilina G; la clindamicina pue-
de ser más efectiva que la penicilina para el tratamiento del absceso 
pulmonar (Levison et al., 1983). Las infecciones de leves a moderadas en 
estos sitios pueden tratarse con medicación oral (ya sea penicilina G o 
penicilina V 250 mg cuatro veces al día). Las infecciones más graves se 
deben tratar con 12-24 millones de unidades de penicilina G por vía in-
travenosa.
Infecciones por estafilococos. La mayoría de las infecciones estafilocóci-
cas son causadas por microorganismos que producen penicilinasa; ade-
más, la mitad o más aislados de S. aureus y S. epidermidis son resistentes a 
las lactamas β a través de la producción de PBP alteradas. Por tanto, la 
penicilina G tiene una utilidad limitada en el tratamiento de infecciones 
por estafilococos.
Infecciones por meningococos. La penicilina G sigue siendo el fármaco 
de elección para la enfermedad por meningococos. Los pacientes deben 
tratarse con altas dosis de penicilina por vía intravenosa. La aparición de 
cepas resistentes a la penicilina debe considerarse en pacientes que res-
ponden lentamente al tratamiento. La penicilina G no elimina el estado 
portador meningocócico y, por tanto, su administración es ineficaz como 
medida profiláctica.
Infecciones por gonococos. Los gonococos se han vuelto gradualmente 
más resistentes a la penicilina G; las penicilinas ya no son la terapia de 
elección.
de la primera hora después de la inyección. El resto se metaboliza en 
ácido peniciloico (véase figura 57-4). La t1/2 para la eliminación de la pe-
nicilina G es de aproximadamente 30 minutos en adultos normales. Cer-
ca del 10% del fármaco se elimina por filtración glomerular y 90% por 
secreción tubular. La depuración renal se acerca al flujo plasmático total 
por riñones. Los valores de depuración son considerablemente más bajos 
en recién nacidos y bebés; como resultado, la penicilina persiste en la 
sangre varias más veces en bebés prematuros que en niños y adultos. 
La t1/2 del antibiótico en niños menores de una semana de edad es de 3 h; 
a los 14 días de edad, es de 1.4 h. Después de que la función renal está 
completamente establecida en niños pequeños, la tasa de excreción renal 
de penicilina G es considerablemente más rápida que en adultos. La anu-
ria aumenta la t1/2 de la penicilina G de 0.5 a aproximadamente 10 h. 
Cuando la función renal está alterada, el hígado puede inactivar de 7-10% 
del antibiótico cada hora. La dosis del medicamento debe reajustarse du-
rante la diálisis y el periodo de recuperaciónprogresiva de la función re-
nal. Si también hay insuficiencia hepática, la t1/2 se prolongará aún más.
Usos terapéuticos
Infecciones por neumococos. La penicilina G sigue siendo el agente de 
elección para el tratamiento de infecciones causadas por cepas sensibles 
de S. pneumoniae, pero la resistencia es un problema creciente.
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Sífilis. La terapia de la sífilis con penicilina G es altamente efectiva. La 
sífilis primaria, secundaria y latente de menos de un año de duración se 
puede tratar con 1-3 dosis intramusculares semanales de 2.4 millones de 
unidades de penicilina G benzatínica. Los pacientes con neurosífilis o 
sífilis cardiovascular generalmente reciben terapia intensiva con 18-24 
millones de unidades de penicilina G al día durante 10 a 14 días. No exis-
ten alternativas comprobadas para el tratamiento de la sífilis en mujeres 
embarazadas, por lo que las personas con alergia a la penicilina deben ser 
desensibilizadas en forma inmediata para prevenir la anafilaxia.
La mayoría de los pacientes con sífilis secundaria desarrollan la reac-
ción de Jarisch-Herxheimer, que incluye escalofríos, fiebre, dolor de ca-
beza, mialgias y artralgias que ocurren varias horas después de la primera 
dosis de penicilina. Se piensa que esta reacción se debe a la liberación de 
antígenos espiroquetantes con reacciones posteriores del huésped a los 
productos. Los antipiréticos brindan alivio sintomático y no debe suspen-
derse la terapia con penicilina.
Actinomicosis. La penicilina G es el agente de elección para el tratamien-
to de todas las formas de actinomicosis (18-24 millones de unidades de 
penicilina G IV por día durante 6 semanas). Puede requerirse drenaje 
quirúrgico o extirpación de la lesión antes de que se logre la curación.
Difteria. La penicilina y otros antibióticos no alteran la incidencia de 
complicaciones o el resultado de la difteria; la antitoxina específica es el 
único tratamiento efectivo. Sin embargo, la penicilina G elimina el estado 
de portador. La administración parenteral de 2-3 millones de unidades 
por día en dosis divididas durante 10-12 días elimina los bacilos diftéricos 
de la faringe y otros sitios prácticamente en 100% de los pacientes. Una 
sola inyección diaria de penicilina G procaínica para el mismo periodo 
produce resultados comparables.
Ántrax. De infecciones en seres humanos se han recuperado las cepas de 
Bacillus anthracis resistentes a la penicilina. Cuando se usa penicilina G 
para infecciones graves debido a cepas susceptibles, la dosis debe ser de 
24 millones de unidades por día.
Infecciones por clostridias. Para la gangrena gaseosa clostridial se reco-
mienda penicilina G (12-24 millones de unidades por día administradas 
por vía parenteral) más clindamicina. Es esencial el desbridamiento ade-
cuado de las áreas infectadas. Los antibióticos probablemente no tengan 
efecto sobre el resultado del tétanos. Pueden estar indicados el desbrida-
miento y la administración de inmunoglobulina antitetánica humana.
Infecciones por fusoespiroquetas. La gingivostomatitis, producida por la 
acción sinérgica de Leptotrichia buccalis y las espiroquetas que están pre-
sentes en la boca, son fácilmente tratables con penicilina. Para la “boca 
de trinchera” simple suelen ser suficientes 500 mg de penicilina V admi-
nistrados cada 6 h durante varios días.
Fiebre por mordedura de rata. Los dos microorganismos responsables de 
la infección por fiebre por mordedura de rata, Spirillum minus en el Leja-
no Oriente y Streptobacillus moniliformis en Estados Unidos y Europa, son 
sensibles a la penicilina G, que es el fármaco indicado. Debido a que la 
mayoría de los casos debidos a Streptobacillus se complican por bactere-
mia y, en muchos casos, por infecciones metastásicas, especialmente de 
la membrana sinovial y el endocardio, a menudo se recomiendan altas 
dosis administradas por vía parenteral durante 3-4 semanas.
Infecciones por Listeria. La ampicilina o la penicilina G (con considera-
ción de añadir gentamicina a ambos medicamentos para pacientes in-
munodeprimidos con meningitis) son los fármacos de elección en el 
tratamiento de infecciones por L. monocytogenes. La dosis recomendada 
de penicilina G es de 18-24 millones de unidades por vía parenteral 
por día durante 2 semanas como mínimo. Para la endocarditis, la dosis 
es la misma, pero la duración del tratamiento no debe ser inferior a 4 
semanas.
Enfermedad de Lyme. La penicilina G intravenosa en dosis de 18-24 mi-
llones de unidades por día durante 14 días es una alternativa a las cefalos-
porinas de tercera generación en el tratamiento de la enfermedad de 
Lyme grave.
Erisipeloide. El agente causal del erisipeloide, Erysipelothrix rhusiopa-
thiae, es sensible a la penicilina. La infección responde bien a una sola 
inyección de 1.2 millones de unidades de penicilina G benzatínica. Cuan-
do hay endocarditis, se requiere penicilina G, 12-20 millones de unidades 
por día, durante 4-6 semanas.
Pasteurella multocida. Este microorgansmo causa infecciones de heri-
das después de una mordedura de gato o perro. Es susceptible a la peni-
cilina G y la ampicilina y es resistente a las penicilinas resistentes a la 
penicilinasa y las cefalosporinas de primera generación. Cuando la in-
fección provoca meningitis, se prefiere una cefalosporina de tercera ge-
neración.
Usos profilácticos de las penicilinas
Infecciones por estreptococos. La administración de penicilina a las per-
sonas expuestas a la faringitis por S. pyogenes no ha demostrado ser alta-
mente efectiva para reducir la enfermedad posterior. Las indicaciones 
para este tipo de profilaxis pueden incluir brotes de enfermedad por es-
treptococos en poblaciones cerradas (p. ej., internados o bases militares).
Recurrencias de fiebre reumática. La administración oral de 200 000 uni-
dades de penicilina G o penicilina V cada 12 h disminuye la incidencia de 
recurrencias de fiebre reumática en individuos susceptibles. La inyección 
intramuscular de 1.2 millones de unidades de penicilina G benzatínica 
una vez al mes también produce excelentes resultados. La profilaxis debe 
continuarse durante todo el año. Algunos sugieren que la profilaxis se 
mentenga de por vida porque se han observado casos de fiebre reumática 
aguda en la quinta y sexta décadas, pero no se ha establecido la necesi-
dad de una profilaxis de este tipo.
Sífilis. La profilaxis para contactos sexuales recientes de un paciente con 
sífilis primaria, secundaria o latente consiste en un ciclo de tratamiento 
de penicilina como se describe para la sífilis primaria.
Penicilinas resistentes a la penicilinasa
Las penicilinas resistentes a la penicilinasa son resistentes a la hidrólisis 
por la penicilinasa de estafilococos. Su uso apropiado debe restringirse al 
tratamiento de infecciones que se sabe o se sospecha que son causadas 
por estafilococos que elaboran la enzima, ya que estos fármacos son mu-
cho menos activos que la penicilina G contra otros microorganismos sen-
sibles a la penicilina. Sin embargo, un número creciente de aislados de S. 
aureus (alrededor de la mitad en la mayoría de los hospitales de Estados 
Unidos) y S. epidermidis (más de las tres cuartas partes) expresan una PBP 
de baja afinidad, dándoles el fenotipo MRSA o MRSE. Este término de-
nota la resistencia de estas bacterias a todas las penicilinas y cefalospori-
nas resistentes a la penicilinasa (con la excepción de la ceftarolina y el 
ceftobiprol [no disponible en Estados Unidos]). Los agentes alternativos 
como vancomicina, daptomicina, clindamicina o linezolid (consúltese ca-
pítulo 59) se usan típicamente para infecciones debido a organismos con 
este mecanismo de resistencia.
Las isoxazolilpenicilinas: oxacilina, cloxacilina y dicloxacilina
La oxacilina, la cloxacilina (no disponible en Estados Unidos) y la dicloxa-
cilina son congéneres semisintéticos de la penicilina que son marcada-mente resistentes a la degradación por la penicilinasa. Estos medicamentos 
no son sustitutos de la penicilina G en el tratamiento de enfermedades 
que pueden serlo y no son activos contra los enterococos o Listeria. La ad-
ministración oral no es un sustituto de la vía parenteral en el tratamiento 
de infecciones por estafilococos graves.
Propiedades farmacológicas. Las isoxazolilpenicilinas son potentes inhi-
bidores del crecimiento de la mayoría de los estafilococos productores de 
penicilinasa. La dicloxacilina es la más activa, y muchas cepas de S. au-
reus se inhiben con concentraciones de 0.05-0.8 μg/mL. Estos agentes 
son, en general, menos efectivos contra los microorganismos suscepti-
bles a la penicilina G, y no son útiles contra las bacterias gramnegativas. 
Estos agentes se absorben rápidamente pero de manera incompleta (30-
80%) del tracto GI. La absorción aumenta cuando se administra 1 h antes 
o 2 h después de las comidas. Las concentraciones máximas en plasma se 
alcanzan en 1 h. Todos estos congéneres se ligan en forma importante a 
la albúmina plasmática (∼90-95%); ninguno se elimina de la circulación 
en grado significativo por hemodiálisis. Las isoxazolilpenicilinas son ex-
cretadas por el riñón; también hay significativa degradación hepática y 
eliminación en la bilis. La vida media de todos son entre 30 y 60 minutos. 
No es necesario ajustar la dosificación para pacientes con insuficiencia 
renal.
Nafcilina
Esta penicilina semisintética es altamente resistente a la penicilinasa y ha 
demostrado su eficacia contra las infecciones causadas por cepas de S. 
aureus que producen penicilinasa.
Propiedades farmacológicas. La nafcilina es ligeramente más activa que 
la oxacilina contra S. aureus resistente a la penicilina G (la mayoría de las 
cepas se inhiben en 0.06-2 µg/mL). Es la más activa de las penicilinas 
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resistentes a penicilinasa contra otros microorganismos, pero no tiene la 
misma potencia que la penicilina G. La concentración plasmática máxi-
ma es de aproximadamente 8 µg/mL 60 minutos después de una dosis 
intramuscular de 1 g. La nafcilina está unida en 90% a la proteína plas-
mática. Las concentraciones máximas de nafcilina en la bilis están muy 
por encima de las presentes en el plasma. No es necesario ajustar la do-
sis en pacientes con disfunción renal. Las concentraciones del fármaco 
en el CSF parecen ser adecuadas para el tratamiento de la meningitis 
por estafilococos.
Las aminopenicilinas: ampicilina 
y amoxicilina
Las aminopenicilinas expanden el espectro de actividad de la penicilina 
G en una dirección diferente de las penicilinas resistentes a la penicilina-
sa y permiten una actividad útil contra algunos organismos gramnegati-
vos. Todos son destruidos por lactamasas β (de bacterias grampositivas y 
gramnegativas); por tanto, se posibilita una mayor expansión de su acti-
vidad a través de la coformulación con inhibidores de lactamasa β (véase 
el final del capítulo para una discusión adicional de la química y la activi-
dad de los inhibidores de lactamasa β).
Actividad antimicrobiana
La ampicilina y la amoxicilina generalmente son bactericidas para bacte-
rias grampositivas y gramnegativas sensibles. Los meningococos y L. mo-
nocytogenes son sensibles a esta clase de fármacos. Muchos neumococos 
aislados tienen diferentes niveles de resistencia a la ampicilina, y las ce-
pas resistentes a la penicilina deben considerarse resistentes a la ampici-
lina/amoxicilina. Haemophilus influenzae y el grupo de estreptococos 
viridans exhiben grados variables de resistencia. Los enterococos son casi 
dos veces más sensibles a la ampicilina que a la penicilina G. De 30 a 50% 
de E. coli, un número significativo de P. mirabilis, y prácticamente todas 
las especies de Klebsiella son resistentes. La mayoría de las cepas de Shige-
lla, Pseudomonas, Serratia, Acinetobacter, B. fragilis y Proteus indol-positivo 
también son resistentes a este grupo de penicilinas. Las cepas resistentes 
de Salmonella se recuperan con mayor frecuencia. La administración con-
currente de un inhibidor de lactamasa β tal como clavulanato o sulbactam 
amplía notablemente su espectro de actividad, particularmente contra H. 
influenzae, E. coli, Klebsiella, Proteus y B. fragilis.
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Ampicilina. La ampicilina es estable en ácido y se absorbe bien después 
de la administración oral. Una dosis oral de 0.5 g produce concentraciones 
pico en plasma cercanas a 3 µg/mL a las 2 h. La ingesta de alimentos antes 
de la administración de ampicilina disminuye la absorción. La inyección 
intramuscular de 0.5-1 g de ampicilina sódica produce concentraciones 
plasmáticas máximas de alrededor de 7-10 µg/mL, respectivamente, a 1 h. 
Los niveles de plasma disminuyen con una t1/2 de 80 min. La insuficiencia 
renal grave prolonga notablemente la t1/2. La diálisis peritoneal es ineficaz 
para eliminar el fármaco de la sangre, pero la hemodiálisis elimina casi 
40% del almacenamiento corporal en más o menos 7 h. Se requiere el ajus-
te de la dosis de ampicilina en presencia de disfunción renal. La ampicili-
na aparece en la bilis, se somete a circulación enterohepática y se excreta 
en las heces.
Amoxicilina. La amoxicilina, una penicilina semisintética sensible a la peni-
cilinasa (véase tabla 57-1), tiene una estrecha relación con la ampicilina en 
aspectos químicos y farmacológicos. La amoxicilina es estable en ácido, 
diseñada para uso oral, y se absorbe más rápido y de manera más completa 
del tracto GI que la ampicilina. El espectro antimicrobiano de la amoxicili-
na es esencialmente idéntico al de la ampicilina, excepto que la amoxicilina 
es menos activa y menos efectiva que aquella para la shigelosis. Las con-
centraciones plasmáticas máximas de amoxicilina son 2-2.5 veces mayores 
que para la ampicilina después de la administración oral de la misma do-
sis. La comida no interfiere con la absorción. Tal vez debido a una absor-
ción más completa de este congénere, la incidencia de diarrea con 
amoxicilina es menor que la de la administración de ampicilina. La inci-
dencia de otros efectos adversos parece ser similar. Aunque la t1/2 de la 
amoxicilina es similar a la de la ampicilina, las concentraciones efectivas 
de amoxicilina administrada por vía oral son detectables en el plasma en 
un lapso dos veces mayor que con la ampicilina debido a la absorción más 
completa. Por todas estas razones, suele preferirse la amoxicilina sobre 
la ampicilina para la administración oral. Aproximadamente 20% de la 
amoxicilina está unida a proteínas en el plasma, un valor similar al de 
la ampicilina. La mayor parte de una dosis del antibiótico se excreta en 
forma activa en la orina, y se requiere ajuste de dosis en la disfunción 
renal. El probenecid retrasa la excreción del medicamento.
Indicaciones terapéuticas
Infecciones de vías respiratorias altas. La ampicilina y la amoxicilina son 
activas contra S. pyogenes y muchas cepas de S. pneumoniae y H. influen-
zae. Ambos fármacos constituyen una terapia eficaz para la sinusitis, la 
otitis media, las exacerbaciones agudas de la bronquitis crónica y la epi-
glotitis causada por cepas sensibles de estos organismos. La amoxicilina 
es el más activo de todos los antibióticos lactámicos β orales contra S. 
pneumoniae sensible a penicilina y no sensible a penicilina. Con base en 
la creciente prevalencia de la resistencia neumocócica a la penicilina, se 
recomienda un aumento en la dosis de amoxicilina oral (de 40-45 hasta 
80-90 mg/kg/d) para el tratamiento empírico de la otitis media aguda en 
niños (Lieberthal et al., 2013). En muchas áreas puede ser un problema la 
infección por H. influenzae resistente a la ampicilina. La adición de un in-
hibidor de lactamasa β a la amoxicilina (clavulanato) o a la ampicilina (sul-
bactam) extiende el espectro a H. influenzae y Moraxella productoras de 
lactamasa β. La amoxicilina es un tratamiento alternativo a la penicilinapara la faringitis bacteriana.
Infecciones del tracto urinario. La mayoría de las infecciones no compli-
cadas del tracto urinario son causadas por Enterobacteriaceae, y la espe-
cie más común es E. coli. Las aminopenicilinas pueden ser agentes 
eficaces para las infecciones del tracto urinario, pero la alta prevalencia 
de resistencia entre E. coli y Klebsiella hace que el uso empírico de estos 
fármacos para las infecciones del tracto urinario sea un desafío. Las infec-
ciones del tracto urinario por enterococo se tratan eficazmente con ami-
nopenicilina sola.
Meningitis. La meningitis bacteriana aguda en niños se debe con fre-
cuencia a S. pneumoniae o Neisseria meningitidis. Debido a que 20-30% de 
las cepas de S. pneumoniae pueden ser resistentes a la ampicilina, dicho 
fármaco no se indica como agente único para el tratamiento empírico de 
la meningitis. La ampicilina tiene una actividad excelente contra L. mono-
cytogenes, una causa de meningitis en personas inmunocomprometidas. 
La combinación de ampicilina y vancomicina más una cefalosporina de 
tercera generación es un régimen recomendado para el tratamiento em-
pírico de la sospecha de meningitis bacteriana en pacientes con riesgo de 
desarrollar L. monocytogenes.
Penicilinas antipseudomonas: 
las carboxipenicilinas y las ureidopenicilinas
Actividad antimicrobiana
Las carboxilpenicilinas, carbenicilina y ticarcilina (ambas discontinuadas 
en Estados Unidos), y ureidopenicilinas, mezlocilina (discontinuada en 
Estados Unidos) y piperacilina, son activas contra algunas cepas de Pseu-
domonas aeruginosa y otras especies de Proteus spp. indol-positivas que 
son resistentes a la ampicilina y sus congéneres. Las carboxilpenicilinas 
son ineficaces contra la mayoría de las cepas de S. aureus, Enterococcus 
faecalis, Klebsiella y L. monocytogenes, pero la piperacilina (especialmente 
cuando se combina con el inhibidor de la lactamasa β tazobactam) tiene 
actividad útil contra estos patógenos y actividad superior contra P. aerugi-
nosa.
Propiedades farmacológicas
Carbenicilina indanil sódica. Este éster de indanilo de carbenicilina es es-
table en medio ácido y adecuado para la administración oral. Después de 
la absorción, el éster se convierte rápidamente en carbenicilina por hidró-
lisis del enlace éster. El espectro antimicrobiano del fármaco es, por tan-
to, el de la carbenicilina. La porción activa se excreta rápidamente en la 
orina, donde logra concentraciones efectivas. Así, cuando esté disponi-
ble, el único uso de este medicamento es para el tratamiento de las infec-
ciones del tracto urinario causadas por Proteus spp. aparte de P. mirabilis 
y de P. aeruginosa.
Ticarcilina. La penicilina ticarcilina semisintética es más activa que la 
carbenicilina frente a P. aeruginosa, pero menos activa que la piperacilina. 
La combinación de ticarcilina y clavulanato tiene actividad contra otros 
organismos aerobios y anaerobios gramnegativos y se ha utilizado para 
infecciones intraabdominales y del tracto urinario. En Estados Unidos se 
ha suspendido la fabricación de ticarcilina sola y en combinación con cla-
vulanato.
Piperacilina. La piperacilina amplía el espectro de la ampicilina para in-
cluir la mayoría de las cepas de P. aeruginosa, Enterobacteriaceae (que no 
producen lactamasa β), muchas especies de Bacteroides y E. faecalis. Com-
binada con un inhibidor de la lactamasa β (piperacilina-tazobactam), tie-
ne el espectro antibacteriano más amplio de las penicilinas, incluida la 
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actividad contra S. aureus sensible a la meticilina, H. influenzae, B. fragilis 
y la mayoría de E. coli y Klebsiella. El medicamento sólo está disponible 
para administración parenteral. Se alcanzan altas concentraciones bilia-
res. La distribución en el CNS mediante piperacilina es similar a la de 
otras penicilinas, pero las concentraciones de tazobactam en el CSF pue-
den ser inadecuadas para proteger la piperacilina contra microorganis-
mos productores de lactamasa β. El medicamento se elimina por vía renal 
y requiere un ajuste en la disfunción renal.
Indicaciones terapéuticas
La piperacilina y los agentes relacionados son importantes para el trata-
miento de pacientes con infecciones graves causadas por bacterias gram-
negativas, incluidas infecciones a menudo adquiridas en hospitales. Por 
tal razón, estas penicilinas encuentran su mayor uso en el tratamiento de 
bacteriemias, neumonías, infecciones posteriores a quemaduras e infec-
ciones del tracto urinario debido a microorganismos resistentes a la am-
picilina; las bacterias especialmente responsables incluyen P. aeruginosa, 
cepas Proteus indol-positivas y Enterobacter spp. Puesto que las infeccio-
nes por Pseudomonas son comunes en pacientes neutropénicos, la terapia 
para infecciones bacterianas graves en tales individuos debe incluir un 
antibiótico lactámico β tal como piperacilina con buena actividad contra 
estos microorganismos (Freifeld et al., 2012). Este fármaco también es útil 
en infecciones intraabdominales mixtas debido a su actividad satisfacto-
ria contra E. faecalis y B. fragilis.
Reacciones adversas
Reacciones de hipersensibilidad. Las reacciones de hipersensibilidad 
son, con mucho, los efectos adversos más frecuentes de las penicilinas; y 
estos agentes se encuentran entre las causas más comunes de alergia a los 
medicamentos.
Las manifestaciones de hipersensibilidad a las penicilinas incluyen 
erupción maculopapular, erupción urticarial, fiebre, broncoespasmo, 
vasculitis, enfermedad del suero, dermatitis exfoliativa, síndrome de Ste-
vens-Johnson y anafilaxia (Romano et al., 2003). Las reacciones de hiper-
sensibilidad pueden ocurrir con cualquier forma de dosificación de 
penicilina. Suelen aparecer en ausencia de una exposición previa conoci-
da al medicamento. Ello puede depender de una la exposición previa no 
identificada a la penicilina en el medio ambiente (p. ej., en alimentos de 
origen animal o de hongos productores de penicilina). Aunque la elimi-
nación del antibiótico por lo general da como resultado la desaparición 
rápida de las manifestaciones alérgicas, éstas pueden persistir de 1 a 2 
semanas, o más, después de que se haya suspendido el tratamiento. En 
algunos casos la reacción es leve y desaparece incluso cuando se continúa 
con la penicilina; en otros, se requiere el cese inmediato del tratamiento 
con el fármaco. En muchos casos el riesgo de reacciones graves obliga a 
evitar el uso futuro de la penicilina, de lo cual debe advertirse al paciente. 
Los individuos que manifiestan hipersensibilidad a las penicilinas pue-
den tener un mayor riesgo de reacciones de hipersensibilidad cruzada al 
recibir otros lactámicos β (cefalosporinas, carbapenémicos). El riesgo de-
pende de la reacción y de la lactama β particular administrada; este tema 
se analiza en detalle en las secciones relevantes para esos agentes.
Las penicilinas y sus productos de degradación actúan como haptenos 
después de la reacción covalente con proteínas. El producto de descom-
posición más abundante es la fracción peniciloil (MDM), que se forma 
cuando se abre el anillo de lactama β (consúltese figura 57-4). Un gran 
porcentaje de las reacciones mediadas por IgE lo son a la MDM, pero al 
menos 25% de las reacciones surgen por otros productos de degradación. 
Los términos determinantes mayores y menores se refieren a la frecuencia 
con que parecen formarse los anticuerpos contra estos haptenos. No des-
criben la gravedad de la reacción que puede ocasionar. De hecho, las re-
acciones anafilácticas a la penicilina generalmente están mediadas por 
anticuerpos IgE contra los determinantes menores. Los anticuerpos anti-
penicilina son detectables prácticamente en todos los pacientes que han 
recibido el medicamento y en muchos que nunca han estado expuestos a 
él. Las reacciones alérgicas inmediatas están mediadas por anticuerpos 
sensibilizantes o IgE en la piel,generalmente de especificidades determi-
nantes menores. Las reacciones urticarianas aceleradas y tardías suelen 
estar mediadas por anticuerpos sensibilizantes de la piel específicos de 
determinante mayor. Algunas reacciones pueden deberse a complejos tó-
xicos antígeno-anticuerpo de anticuerpos IgM específicos de determi-
nantes mayores.
Las reacciones de hipersensibilidad más graves producidas por las 
penicilinas son el angioedema y la anafilaxis. Las reacciones anafilácti-
cas o anafilactoides agudas inducidas por varias preparaciones de peni-
cilina constituyen el peligro inmediato más importante relacionado con 
su uso. Las reacciones anafilactoides pueden ocurrir a cualquier edad. 
Se cree que su incidencia es 0.004-0.04%. Aproximadamente 0.001% de 
los pacientes tratados con estos agentes mueren por anafilaxia. La mayo-
ría de las veces, la anafilaxia apareció despues de la inyección de penici-
lina, aunque también se ha observado después de la administración oral 
o intradérmica. La reacción más dramática es la hipotensión súbita e 
intensa y la muerte rápida. En otros casos los episodios anaflácticos se 
caracterizaron por broncoconstricción con asma grave; dolor abdomi-
nal, náuseas y vómitos; debilidad extrema, o diarrea y erupciones pur-
púricas en la piel.
La alergia a la penicilina puede provocar erupciones cutáneas de todos 
los tipos. La incidencia de erupciones en la piel parece ser más alta des-
pués del uso de ampicilina, en alrededor de 9%. Las erupciones siguen 
con frecuencia la administración de ampicilina en pacientes con mono-
nucleosis infecciosa, pero en tales casos los pacientes pueden tolerar ci-
clos subsiguientes de ampicilina sin experimentar erupción (Kerns et al., 
1973). La enfermedad del suero de intensidad y gravedad variables, me-
diada por anticuerpos IgG, es rara; cuando ocurre, aparece después del 
tratamiento con penicilina que se ha continuado durante una semana o 
más; puede retrasarse hasta 1 o 2 semanas una vez que se haya detenido 
el medicamento y persistir durante una semana o más. La vasculitis pue-
de estar relacionada con la hipersensibilidad a la penicilina. La reacción 
de Coombs con frecuencia se vuelve positiva durante la terapia prolonga-
da, pero la anemia hemolítica es rara. Se ha observado neutropenia rever-
sible, que ocurre hasta en 30% de los pacientes tratados con 8-12 g de 
nafcilina durante más de 21 días. La médula ósea muestra una detención 
en su fase de maduración. La eosinofilia acompaña en ocasiones a otras 
reacciones alérgicas a la penicilina. Las penicilinas rara vez causan nefri-
tis intersticial; la meticilina (que ya no se comercializa en Estados Unidos) 
se ha implicado con mayor frecuencia. La fiebre puede ser la única evi-
dencia de una reacción de hipersensibilidad a las penicilinas. La reacción 
febril generalmente desaparece dentro de las 24-36 h después de que se 
interrumpe la administración del medicamento, pero puede persistir du-
rante días.
Manejo del paciente potencialmente alérgico a la penicilina. La eva-
luación de los antecedentes del paciente es la forma más práctica de evi-
tar el uso de penicilina en individuos con mayor riesgo de reacción 
adversa. Aunque muchos pacientes son etiquetados como alérgicos a la 
penicilina, los estudios sugieren que 90% o más de aquellos con antece-
dentes de alergia a la penicilina no manifestarán reacciones de hipersen-
sibilidad inmediata en las pruebas inmunológicas. Dicha prueba puede 
realizarse en el entorno clínico a través de instrumental de prueba cutá-
nea de penicilina disponibles comercialmente que contienen el principal 
determinante antigénico (bencilpeniciloil polilisina); sin embargo, tales 
pruebas pueden no detectar alergias a determinantes menores (Sogn et 
al., 1992). Ocasionalmente, se recomienda la desensibilización para pa-
cientes alérgicos a la penicilina que deben recibir el medicamento. Este 
procedimiento consiste en administrar gradualmente dosis crecientes de 
penicilina con la esperanza de evitar una reacción grave y debe realizarse 
sólo en un entorno de cuidados intensivos. Cuando se alcanzan dosis 
completas, la penicilina no debe suspenderse y luego reiniciarse porque 
pueden reaparecer las reacciones inmediatas. Los pacientes con infeccio-
nes potencialmente mortales (p. ej., endocarditis o meningitis) pueden 
continuar con la penicilina a pesar del desarrollo de una erupción macu-
lopapular, aunque deben usarse agentes antimicrobianos alternativos 
siempre que sea posible. La erupción a menudo se resuelve a medida que 
continúa la terapia, tal vez debido al desarrollo de anticuerpos de blo-
queo de la clase IgG. En raras ocasiones, la dermatitis exfoliativa con o 
sin vasculitis se desarrolla en estos pacientes si se continúa el tratamiento 
con penicilina.
Otras reacciones adversas. Las penicilinas tienen una toxicidad directa 
mínima. Los efectos tóxicos aparentes incluyen depresión de la médula 
ósea, granulocitopenia y hepatitis; el último efecto es raro, pero se observa 
más comúnmente después de la administración de oxacilina y nafcilina. 
La administración de penicilina G y piperacilina (también carbenicilina y 
ticarcilina) se ha asociado con alteración de la hemostasia debido a una 
agregación plaquetaria defectuosa (Fass et al., 1987). Lo más común entre 
las respuestas irritativas a las penicilinas es el dolor y las reacciones infla-
matorias estériles en los sitios de inyecciones intramusculares. En algu-
nas personas que reciben penicilinas por vía intravenosa, se desarrolla 
flebitis o tromboflebitis. Las respuestas adversas a las preparaciones ora-
les de penicilina pueden incluir náuseas, vómitos y diarrea leve a intensa.
Cuando las penicilinas se inyectan accidentalmente en el nervio ciáti-
co, se produce un dolor intenso y se desarrolla una disfunción en el área 
de distribución de este nervio que persiste durante semanas. La inyec-
ción intratecal de penicilina G puede producir aracnoiditis o encefalopa-
tía grave y mortal. Por ello, debe evitarse la administración intratecal o 
intraventricular de penicilinas. De manera similar, las altas concentracio-
nes de penicilinas en el CSF logradas mediante la administración intrave-
nosa de dosis excesivas (incluida la falta de ajuste para la eliminación 
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HISTORIA
Cephalosporium acremonium, fuente original de las cefalosporinas, fue 
aislado en 1948 por Brotzu del mar cerca de un desagüe de la costa de 
Cerdeña (Grayson, 2010). Se observó que los filtrados crudos de los 
cultivos de este hongo inhibían el crecimiento in vitro de S. aureus y 
curaban las infecciones por estafilococos y la fiebre tifoidea en seres 
humanos. El líquido de cultivo en el que se había cultivado el hongo 
mencionado contenía tres antibióticos distintos, denominados cefalos-
porinas P, N y C. Al aislar el núcleo activo de cefalosporina C, ácido 
7-aminocefalosporanico y adicionar las cadenas laterales, fue posible 
producir compuestos semisintéticos con actividad antibacteriana muy 
superior a la de la sustancia original.
TABLA 57-2 ■ Fórmulas estructurales y datos de dosificación para cefalosporinas selectas
7
1
R2
R1
4
Núcleo cefo
COMPUESTO R1 R2
DOSIFICACIÓN,a DOSIS PARA 
ADULTOS CONTRA INFECCIONES 
GRAVES Y t1/2
Primera generación
Cefalexina
—CH3 O: 1 g cada 6 h
t1/2 = 0.9 h
Segunda generación
Cefaclor
—Cl O: 500 mg cada 8 h
t1/2 = 0.7 h
Tercera generación
Cefdinir
H N2
C
N
OH
S
N
CH 2CH
O: 300 mg cada 12 h o 600 mg 
cada 24 h
t1/2 = 1.7 h
Antipseudomona 
Ceftazidima
OC(CH 3)2COOH
H2N
CN
NS
CH2
I: 2 g cada 8 h
t1/2 = 1.8 h
Anti-MRSA
Ceftarolina
H2N
OCH3
CN
NS CH2
N
+
H3C I: 600 mg cada 12 h
t1/2 = 2.6 h
a C: cápsula; I: inyección; O: suspensión oral; T: tableta.
renal reducida) pueden conducir a la disfunción del CNS. La administra-
ción intravenosa rápida de 20 millones de unidades de penicilina G pota-
sio, que contiene 34 mEq de K+,puede provocar hipercalemia grave o 
incluso mortal en personas con disfunción renal. La inyección intraveno-
sa accidental de penicilina G procaínica por vía intravenosa puede provo-
car una reacción inmediata, caracterizada por mareos, tinnitus, dolor de 
cabeza, alucinaciones y, a veces, convulsiones. Esto se debe a la rápida 
liberación de concentraciones tóxicas de procaína. La inyección intrave-
nosa de penicilina G benzatínica se ha asociado con el paro cardiorrespi-
ratorio y la muerte.
Reacciones no relacionadas con hipersensibilidad o toxicidad. La penici-
lina cambia la composición de la microflora en el tracto GI al eliminar los 
microorganismos sensibles. Por lo general, la microflora normal se resta-
blece poco después de detener el tratamiento; sin embargo, en algunos 
pacientes provoca superinfección. La colitis pseudomembranosa, relacio-
nada con el crecimiento excesivo y la producción de una toxina por Clostri-
dium difficile, ha seguido a la administración oral y, con menor frecuencia, 
parenteral de penicilinas.
Las cefalosporinas
Los compuestos que contienen ácido 7-aminocefalosporánico son más o 
menos estables en ácido diluido y relativamente resistentes a la penicili-
nasa con independencia de la naturaleza de sus cadenas laterales y su 
afinidad por la enzima. Las modificaciones en la posición 7 del anillo de 
lactamasa β están asociadas con la alteración de la actividad antibacteria-
na; las sustituciones en la posición 3 del anillo de dihidrotiazina alteran 
el metabolismo y las propiedades farmacocinéticas de los medicamentos. 
Las cefamicinas son similares a las cefalosporinas pero tienen un grupo 
metoxi en la posición 7 del anillo de lactama β del núcleo del ácido 7-ami-
nocefalosporánico (véase tabla 57-2).
Mecanismo de acción
Las cefalosporinas y las cefamicinas inhiben la síntesis de la pared celular 
bacteriana de manera similar a la de la penicilina.
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Pen
icilin
as, cefalosp
orin
as y
 otros an
tib
ióticos lactám
icos β
CA
PÍTU
LO
 57
TABLA 57-3 ■ Generaciones de cefalosporina
CLASE DE FÁRMACO ESPECTRO ANTIBACTERIAL ÚTILa
Primera generación
Cefazolina
Monohidrato de cefalexina
Cefadroxilo
Cefradina
Estreptococos;b Staphylococcus aureus;c algunos Proteus, E. coli, Klebsiella.
Segunda generación
Cefuroxima
Axetil cefuroxima
Cefprozil
Cefoxitina
Cefotetán
Cefmetazoled
Escherichia coli, Klebsiella, Proteus, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis. No tan activo contra 
organismos grampositivos como los agentes de primera generación.
Actividad inferior contra S. aureus en comparación con la cefuroxima, pero con actividad adicional con-
tra Bacteroides fragilis y otros Bacteroides spp.
Tercera generación
Cefotaxima
Ceftriaxona
Cefdinir
Cefditoren pivoxil
Ceftibuteno
Cefpodoxima proxetil
Ceftizoxima
Escherichia coli, Klebsiella, Proteus, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Citrobacter,e Enterobacter;e 
Serratia; Neisseria gonorrhoeae; actividad para S. aureus, Streptococcus pneumoniae y Streptococcus pyogenes 
comparable a los agentes de primera generación. Actividad contra Bacteroides spp. inferior al de la 
cefoxitina y el cefotetán.
Cefalosporinas antipseudomonas
Ceftazidima
Ceftazidima/avibactam
Ceftolozano/tazobactam
Cefepima
Actividad gramnegativa similar a la tercera generación con adición de actividad contra Pseudomonas;e 
actividad pobre contra organismos grampositivos.
Expande la actividad de la ceftazidima contra Pseudomonase y Enterobactericeae multirresistente, pero 
no contra grampositivos.
Similar a la ceftazidima, con actividad mejorada contra Pseudomonase y Enterobactericeae productora de 
lactamasa β de espectro extendido.
Comparable con la tercera generación pero más resistente a algunas lactamasas β (especialmente de 
Pseudomonase y Enterobactere); actividad grampositiva similar a la cefotaxima.
Cefalosporinas anti-MRSA
Ceftarolina
Ceftobiprold
Actividad similar a la 3a. generación pero con actividad contra Staphylococcus aureus resistente a la 
meticilina.
a Todas las cefalosporinas carecen de actividad clínicamente útil contra enterococos, Listeria monocytogenes y patógenos respiratorios atípicos (Legionella, Mycoplasma, 
Chlamydophila spp.).
b Excepto para las cepas resistentes a la penicilina.
c Excepto para las cepas resistentes a la meticilina.
d No se comercializa en Estados Unidos.
e La resistencia a las cefalosporinas puede desarrollarse durante la terapia mediante la selección de aislados con desrepresión de las lactamasas β cromosómicas bacte-
rianas, que destruyen las cefalosporinas.
Clasificación
La clasificación ha sido por generaciones no oficiales, sobre la base de las ca-
racterísticas generales de la actividad antimicrobiana (véase tabla 57-3). El 
reciente desarrollo de nuevas cefalosporinas hace que el uso de este esque-
ma de clasificación sea problemático, ya que los agentes más nuevos expan-
den la actividad de diferentes maneras. A falta de consenso sobre un 
esquema de nuevas generaciones hasta la fecha, continuaremos empleando 
este esquema para las primeras tres generaciones y luego diferenciaremos 
a los agentes posteriores a la tercera generación por su actividad notable.
Las cefalosporinas de primera generación (p. ej., cefazolina, cefalexina 
y cefadroxilo) tienen buena actividad contra bacterias grampositivas y 
actividad moderada contra microorganismos gramnegativos. La mayoría 
de los cocos grampositivos (a excepción de los enterococos, MRSA y S. 
epidermidis) son susceptibles. Gran parte de los anaerobios de la cavidad 
oral son sensibles, pero el grupo de B. fragilis es resistente. Estos agentes 
tienen una actividad moderada contra Moraxella catarrhalis, E. coli, Kleb-
siella pneumoniae y P. mirabilis.
Las cefalosporinas de segunda generación tienen algo más de activi-
dad contra los microorganismos gramnegativos (incluida la actividad 
contra H. influenzae) pero son mucho menos activos que los agentes de 
tercera generación.
Un subconjunto de agentes de segunda generación (cefoxitina y cefo-
tetán) también tiene una actividad moderada contra B. fragilis. 
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Las cefalosporinas de tercera generación usualmente son menos acti-
vas que los fármacos de primera generación contra los cocos grampositi-
vos, aunque la ceftriaxona y la cefotaxima en particular tienen una 
excelente actividad antiestreptocócica. Estos fármacos son mucho más 
activos que las generaciones anteriores contra las Enterobacteriaceae, 
aunque la resistencia aumenta dramáticamente debido a las cepas pro-
ductoras de lactamasa β.
Las cefalosporinas antipseudomonas incluyen ceftazidima (a veces 
clasificada como una cefalosporina de tercera generación) y cefepima. 
Estos fármacos amplían la actividad gramnegativa de la tercera genera-
ción para proporcionar actividad útil contra P. aeruginosa. La ceftazidima 
y el ceftolozano tienen actividad grampositiva más débil que los fármacos 
de tercera generación, mientras que la actividad de la cefepima es similar 
a la de la ceftriaxona.
Las cefalosporinas anti-MRSA tienen modificaciones estructurales 
que permiten la unión e inactivación de las PBP alteradas expresadas por 
MRSA, MRSE y S. pneumoniae resistente a la penicilina. La ceftarolina y 
el ceftobiprol (no disponible en Estados Unidos) son los agentes utiliza-
dos actualmente en esta clase. La actividad gramnegativa de la ceftaroli-
na es similar a la de la ceftriaxona, mientras que la de ceftobiprol es 
similar a la ceftazidima.
Ninguna de las cefalosporinas tiene actividad confiable contra las si-
guientes bacterias: Enterococcus, L. monocytogenes, patógenos respiratorios 
atípicos (Legionella pneumophila, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila 
pneumoniae), Legionella micdadei, C. difficile, Campylobacter jejuni y Acineto-
bacter spp.
Mecanismos de resistencia bacteriana
Al igual que con las penicilinas, la resistencia a las cefalosporinaspuede 
estar relacionada con la incapacidad del antibiótico para alcanzar sus si-
tios de acción o con las alteraciones en las PBP que son los objetivos de 
las cefalosporinas. Las alteraciones en dos PBP (1A y 2X) que disminuyen 
su afinidad por las cefalosporinas hacen que los neumococos sean resis-
tentes a las cefalosporinas de tercera generación porque las otras tres PBP 
tienen una baja afinidad inherente. Con excepción de la ceftarolina y el 
ceftobiprol, las cefalosporinas carecen de actividad contra los estafiloco-
cos resistentes a la meticilina debido a su incapacidad para unirse a la 
PBP de baja afinidad expresada por estos organismos.
El mecanismo más frecuente de resistencia a las cefalosporinas es su 
destrucción por hidrólisis del anillo de lactama β. Las cefalosporinas tie-
nen una susceptibilidad variable a las lactamasas β. La cefoxitina, la cefu-
roxima y las cefalosporinas de tercera generación son más resistentes a la 
hidrólisis por las lactamasas β producidas por bacterias gramnegativas 
que las cefalosporinas de primera generación. Las cefalosporinas de ter-
cera generación (como ceftazidima y ceftriaxona) son susceptibles a la 
hidrólisis por lactamasas β inducibles codificadas cromosómicamente 
(AmpC) presentes en organismos gramnegativos como Citrobacter, Ente-
robacter y Pseudomonas. La naturaleza inducible de estas lactamasas β 
conduce a un menor grado de susceptibilidad entre los aislados de tipo 
salvaje, mientras que la selección de mutantes con expresión de alto nivel 
(desrepresión estable) puede conducir a la resistencia clínica. Estas enzi-
mas de clase C no son inactivadas sustancialmente por inhibidores clási-
cos de lactamasa β tales como clavulanato y tazobactam. La cefepima y el 
ceftolozano, en virtud de sus estructuras, pueden ser menos susceptibles 
a la hidrólisis por las lactamasas β de clase C que los agentes de tercera 
generación. Sin embargo, son susceptibles a la degradación por KPC y 
metalo-lactamasa β. El inhibidor de la lactamasa β avibactam inhibe sig-
nificativamente la actividad de las lactamasas β de tipo AmpC y KPC y 
hoy en día está disponible en una coformulación con ceftazidima.
Farmacología general
Muchas cefalosporinas (cefalexina, cefradina, cefaclor, cefadroxilo, lora-
carbef, cefprozil, cefpodoxima proxetilo, ceftibuten, cefuroxima axetil, 
cefdinir y cefditoren) se absorben fácilmente después de la administra-
ción oral; otras pueden administrarse por vía intramuscular o intraveno-
sa. Las cefaloesporinas se excretan principalmente por el riñón; por 
tanto, en general, la dosis debe reducirse en pacientes con insuficiencia 
renal. Las excepciones son la cefpiramida (que ya no se comercializa en 
Estados Unidos) y la cefoperazona, excretadas sobre todo en la bilis, y la 
ceftriaxona, que tiene una eliminación mixta renal/no renal. Al igual que 
con las penicilinas, el probenecid ralentiza la secreción tubular renal de 
la mayoría de las cefalosporinas. La cefotaxima se desacetila a un metabo-
lito con menos actividad antimicrobiana que el compuesto original que se 
excreta por los riñones. Las otras cefalosporinas no experimentan un me-
tabolismo apreciable. Varios de estos fármacos, en especial la ceftriaxo-
na, la cefotaxima, la ceftazidima y la cefepima, penetran en el CFS en 
concentración suficiente como para ser útiles en el tratamiento de la me-
ningitis. Las cefalosporinas también atraviesan la placenta y se encuen-
tran en altas concentraciones en los fluidos sinovial y pericárdico. La 
penetración en el humor acuoso del ojo es relativamente buena después 
de la administración sistémica de agentes de tercera generación, pero es 
deficiente la penetración en el humor vítreo. Las concentraciones en la 
bilis por lo general son altas, especialmente con cefoperazona y cefpira-
mida.
Agentes específicos
Cefalosporinas de primera generación
La cefazolina es relativamente bien tolerada después de la administra-
ción intramuscular o intravenosa; se excreta por filtración glomerular y 
está 85% unida a proteínas plasmáticas. La cefazolina es la única cefalos-
porina de primera generación parenteral comercializada en Estados Uni-
dos.
La cefalexina tiene el mismo espectro antibacteriano que las otras ce-
falosporinas de primera generación. Es algo menos activa contra los esta-
filococos productores de penicilinasa. La terapia oral con cefalexina 
(generalmente 0.5 g de dos a cuatro veces al día) da como resultado con-
centraciones máximas en plasma adecuadas para la inhibición de mu-
chos patógenos grampositivos y gramnegativos. El medicamento no se 
metaboliza y 70-100% se excreta en la orina.
La cefradina y el cefadroxilo son agentes orales de actividad y farma-
cocinética similares a la cefalexina.
Cefalosporinas de segunda generación
La cefoxitina y el cefotetán son técnicamente cefamicinas y son resisten-
tes a algunas lactamasas β producidas por bacilos gramnegativos. Por lo 
general las cefalosporinas de segunda generación tienen actividad gram-
negativa más amplia, que incluye la mayoría de las cepas de Haemophilus 
spp., Proteus spp. indol positivo y Klebsiella spp. Estos antibióticos son 
menos activos que las cefalosporinas de primera generación contra las 
bacterias grampositivas, pero son más activos contra los anaerobios, es-
pecialmente B. fragilis. El cefmetazole es un fármaco similar que sólo se 
comercializa fuera de Estados Unidos.
La cefuroxima tiene buena actividad contra H. influenzae (incluidas las 
cepas resistentes a la ampicilina), N. meningitidis y S. pneumoniae. La acti-
vidad contra E. coli y Klebsiella es moderada. La actividad antiestafilocóci-
ca es inferior a las cefalosporinas de primera generación. A diferencia de 
la cefoxitina, el cefotetán y el cefmetazol, la cefuroxima carece de activi-
dad contra B. fragilis. El medicamento puede administrarse por vía oral, 
intravenosa o intramuscular cada 8-12 h. Las concentraciones en CSF son 
aproximadamente de 10% de las del plasma; el fármaco es eficaz pero in-
ferior a la ceftriaxona para el tratamiento de la meningitis debido a mi-
croorganismos susceptibles.
El cefuroxima acetilo es el 1-acetiloxietil éster de cefuroxima. Entre 30 
y 50% de una dosis oral se absorbe; luego el medicamento se hidroliza a 
cefuroxima; las concentraciones resultantes en plasma son variables.
El cefprozil, el cefaclor y el loracarbef son medicamentos administra-
dos por vía oral, por lo general similares al cefuroxima acetilo.
Cefalosporinas de tercera generación
La cefotaxima es resistente a muchas lactamasas β de espectro estrecho y 
tiene buena actividad contra la mayoría de las bacterias aerobias grampo-
sitivas y gramnegativas. Sin embargo, la actividad contra B. fragilis es de-
ficiente, y las ESBL y KPC confieren resistencia cada vez más frecuente a 
la cefotaxima. La cefotaxima tiene una t1/2 en plasma de aproximadamen-
te 1 h y debe administrarse cada 4-8 h para infecciones graves. El fármaco 
se metaboliza in vivo a desacetilcefotaxima, que es menos activa que el 
compuesto original. Las concentraciones alcanzadas en el CSF son ade-
cuadas para el tratamiento de la meningitis causada por H. influenzae, S. 
pneumoniae sensible a la penicilina y N. meningitidis.
La ceftriaxona tiene una actividad muy similar a la de la cefotaxima, 
pero una t1/2 más larga (∼8 h), lo que permite una dosificación de una vez 
al día para la mayoría de las indicaciones. La administración del medica-
mento dos veces al día ha sido efectiva para pacientes con meningitis. 
Aproximadamente la mitad del medicamento puede recuperarse en la 
orina; el resto se elimina por secreción biliar. Las dosis únicas de ceftria-
xona intramuscular se han usado durante mucho tiempo en el tratamien-
to de la gonorrea uretral, cervical, rectal o faríngea; el aumento de la 
resistencia ha requerido el uso de dosis más altas (250 en lugar de 125 
mg) y la coadministración habitual de azitromicina (Centros para el Con-
trol y la Prevención de Enfermedades, 2015).
La ceftizoxima (no comercializada