Antibióticos Vs. Bacterias. SEGUNDO ROUND: Aminoglucósidos

https://www.abc.es/segunda-guerra-mundial/cronicas/20140901/abci-diez-momentos-guerra-pacifico-201408271023_1.html
Durante 1944, cuando los bombardeos de la segunda guerra mundial resonaban en el Pacífico oriental, un científico de occidente llamado Albert Schatz hizo un magnífico descubrimiento, útil para una guerra que se extendería muchos años, contra unos enemigos increíblemente letales: las bacterias. Su descubrimiento fueron los aminoglucósidos, antibióticos eficaces contra las bacterias más resistentes a la Penicilina de Fleming: las gram negativas.
     La primera en ser descubierta fue la Estreptomicina, aislada, así como sus sucesoras, de otras bacterias, en su caso de la Streptomtces Griseus —que produce “Estreptomicina” con el fin de defenderse o atacar a la competencia—. Ejemplos de aminoglucósidos más conocidos en la actualidad son: Amikacina, Gentamicina, Tobramicina, Neomicina, etc.

¿Cómo funcionan los Aminoglucósidos?

https://es.wikipedia.org/wiki/Ribosoma
Como se puede deducir por su nombre, se trata azúcares unidos a grupos amino. Esta última parte en su composición química les brinda una estructura "policatiónica", es decir, los convierte en polímeros de carga positiva, siendo esa estructura lo que les facilita su ingreso a las bacterias, principalmente a las gram negativas, cuya pared está compuesta en mayor medida de lipopolisacáridos. Allí se unen a los grupos fosfato (parte de los lipopolisacáridos que es afín a los policationes), desplazando a otros elementos de carga doble positiva, como el Calcio (Ca2+) o el Magnesio (Mg2+), logrando así ingresar al citoplasma.
     En el interior de las bacterias, al igual que  ocurre en demás células, existen unas estructuras que funcionan como fábricas de proteínas: los ribosomas. Allí, el ARN mensajero (que trae la información que copió del ADN) es usado como manual de instrucciones antes de ensamblar las distintas proteínas, que pueden tener múltiples propósitos, como es el caso de conformar la pared.
     Una vez que los aminoglucósidos atraviesan la pared y se adentran en el citoplasma, se dirigen a los ribosomas y se unen a ellos, específicamente en la subunidad 30S, zona dedicada a la lectura de la información contenida en el ARN mensajero, necesaria para la elaboración de las nuevas proteínas. Todo esto ocasiona un error de lectura, lo que lleva a un error de fabricación y genera proteínas defectuosas, lo que termina matando a la bacteria. Es muy importante mencionar que los aminoglucósidos no funcionan en ausencia de oxígeno, por lo tanto, solo son efectivos contra gérmenes aerobios -—específicamente gram negativos aerobios (como es el caso de la E. Coli, la Klebsiela, la Salmonella  y la Shiguella)—. Contra los gramnegativos anaerobios, que prefieren los medios desoxigenados, son inmunes.



¿Sinergia?

Se ha evidenciado que los aminoglucósidos funcionan mejor cuando se utilizan en conjunto con otros antibióticos, específicamente los betalactámicos que, como se explicó en el capítulo anteror, actúan inhibiendo la síntesis de la pared. No obstante, hay que mencionar que no pueden mezclarse ambas sustancias (se neutralizan), por lo que se recomienda incluso aplicar en horarios distintos cuando se utiliza la vía intravenosa.

Tomar en cuenta...

La estructura policatiónica hace a los aminoglucósidos competencia de los iones que comparten esa característica, como el Calcio o el Magnesio, a los que deben desplazar de la pared bacteriana para poder penetrarla; por consiguiente, en condiciones de hipercalcemia o hipermagnesemia su actividad puede reducirse considerablemente. Por otro lado, los propios aminoglucósdios pueden desplazar al Magnesio o al Calcio y, recordando que este último es necesario para la actividad neuromuscular, podemos entender por qué en algunos casos se ha observado debilidad muscular tras su aplicación (aquí el antídoto sería una dosis de gluconato de calcio).
     Otras situaciones en las que podría reducirse la efectividad de los aminoglucósidos son: la presencia de pus o moco (pues los aminoglucósidos tienen afinidad por los fosfolípidos y restos de ADN) y cuando el Ph se encuentra bajo (acidosis); además, por las razones antes descritas, en hipoxemia también baja su efectividad.
     Por sus características químicas no se absorben bien por la vía digestiva (por lo que se recomienda la administración parenteral), ni atraviesan correctamente la barrera hematoencefálica, de ahí que, cuando se requiere, en algunos casos se administran por vía intratecal.

Resistencia bacteriana

Con el paso de tiempo incluso las bacterias más susceptibles han ido desarrollando resistencia contra los aminoglucósidos, siendo los mecanismos más habituales los tres siguientes:
  • El desarrollo de enzimas citoplasmáticas que destruyen a los aminoglucósidos una vez ingresan.
  • Presencia de bombas de expulsión que los envían al exterior.
  • Modificación estructural de los ribosomas, que son el sitio de anclaje de los aminoglucósidos.

Efectos adversos

Los Aminoglucósidos son algunas de las sustancias más mencionadas cuando se habla de efectos adversos de los antibióticos, sin embargo, cabe mencionar que con los ajustes de dosis de los últimos años, éstos son mucho menos frecuentes que en antaño. Los más conocidos se mencionan a continuación:
  • Bloqueo neuromuscular (véase lo mencionado anteriormente en relación al desplazamiento del Calcio).
  • Nefrotoxicidad, que se ve en cerca de un 5% de los pacientes y que suele ser reversible. Su probabilidad aumenta cuando se combinan con aines, en hipovolemia y cuando el Ph urinario es ácido (lo que ocurre en ayunas y durante la noche, y es por ello que no se recomiendan en ninguna de las dos condiciones) 
  • Ototoxicidad.

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Lectura recomendada:

Referencias Bibliográficas

Mensa J, Gatell J M, García-Sánchez J E, et al. (2018) Guía de terapéutica antimicrobiana 2018.
Lima, C. P. ANTIMICROBIANOS QUE ACTÚAN A NIVEL RIBOSOMAL.
Aliño Santiago, M., López Esquirol, J., Navarro Fernández, R., & Duperval Maletá, P. (2007). Aminoglucósidos: Mirada actual desde su historia. Revista Cubana de Pediatría, 79(2), 0-0.
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