Los antibióticos producen sus efectos a través de una variedad de mecanismos de acción. Un gran número trabaja al inhibir la síntesis de la pared celular bacteriana; estos agentes se conocen generalmente como antibióticos β-lactámicos . La producción de la pared celular bacteriana implica el ensamblaje parcial de los componentes de la pared dentro de la célula, el transporte de estas estructuras a través de la membrana celular hacia la pared creciente, el ensamblaje en la pared y finalmente la reticulación de los filamentos del material de la pared. Los antibióticos que inhiben la síntesis de la pared celular tienen un efecto específico en una u otra fase. El resultado es una alteración en la pared celular y la forma del organismo y, finalmente, la muerte de la bacteria.
Otros antibióticos, como los aminoglucósidos , el cloranfenicol , la eritromicina y la clindamicina , inhiben la síntesis de proteínas en las bacterias. El proceso básico por el cual las bacterias y las células animales sintetizan proteínas es similar, pero las proteínas involucradas son diferentes. Los antibióticos que son selectivamente tóxicos utilizan estas diferencias para unirse o inhibir la función de las proteínas de la bacteria, lo que impide la síntesis de nuevas proteínas y nuevas células bacterianas.
Antibióticos como la polimixina B y la polimixina E (colistina) se unen a los fosfolípidos en la membrana celular de la bacteria e interfieren con su función como barrera selectiva; esto permite que las macromoléculas esenciales en la célula se filtren, dando como resultado la muerte de la célula. Debido a que otras células, incluidas las humanas, tienen fosfolípidos similares o idénticos, estos antibióticos son algo tóxicos.
Algunos antibióticos, como las sulfonamidas , son inhibidores competitivos de la síntesis de ácido fólico (folato), que es un paso preliminar esencial en la síntesis de ácidos nucleicos. Las sulfonamidas son capaces de inhibir la síntesis de ácido fólico porque son similares a un compuesto intermedio ( ácido para – aminobenzoico ) que se convierte por una enzima en ácido fólico. La similitud en la estructura entre estos compuestos da como resultado la competencia entre el ácido para – aminobenzoico y la sulfonamida por la enzima responsable de convertir el intermedio en ácido fólico. Esta reacción es reversible mediante la eliminación de la sustancia química, que da como resultado la inhibición pero no la muerte de los microorganismos. Un antibiótico, la rifampicina , interfiere con la síntesis del ácido ribonucleico (ARN) en las bacterias uniéndose a una subunidad de la enzima bacteriana responsable de la duplicación del ARN. Dado que la afinidad de la rifampina es mucho más fuerte para la enzima bacteriana que para la enzima humana, las células humanas no se ven afectadas a las dosis terapéuticas. Además, los antibióticos se pueden clasificar de acuerdo con el rango de patógenos contra los cuales es efectivo.
