Polimixinas son antibióticos que combaten principalmente a las bacterias gramnegativas. Sin embargo, los ingredientes activos solo actúan sobre bacterias ubicadas fuera de las células del cuerpo. Su eficacia se basa en su reacción con los fosfolípidos en las membranas celulares bacterianas.
¿Qué son las polimixinas?
Las polimixinas son polipéptidos complejos ramificados, que normalmente constan de diez aminoácidos. Terminan con ácidos grasos hidrofóbicos. La estructura molecular permite la formación de una polaridad que corresponde a la de los fosfolípidos en las membranas celulares. Esto permite que estas moléculas interactúen con los fosfolípidos y destruyan su estructura. Como resultado, la membrana celular bacteriana se disuelve. Si se destruye por completo, se produce la muerte celular de la bacteria.
Sin embargo, las polimixinas solo llegan a las bacterias ubicadas fuera de la célula. Si las bacterias ya han atravesado la membrana de la célula del cuerpo, estos ingredientes activos ya no pueden destruirlas.
Hay principalmente dos ingredientes activos de las polimixinas utilizadas. Este es, por un lado, la polimixina B y, por otro lado, el ingrediente activo colistina. El modo de acción de ambas sustancias es similar. Sin embargo, las polimixinas no se pueden absorber por vía parenteral (sin pasar por el intestino) porque luego tienen un efecto neurotóxico y dañino en los riñones. Por tanto, en aplicaciones más recientes, la colistina se administra en forma de profármaco como colistimetato de sodio (CMS).
Efecto farmacológico
Las polimixinas se utilizan para controlar principalmente bacterias gramnegativas patógenas. Las bacterias gramnegativas y grampositivas difieren en la estructura de su membrana celular. Según el método de tinción desarrollado por el bacteriólogo danés Gram, ambos grupos de bacterias se pueden distinguir claramente entre sí. Se utiliza un tinte básico para colorear la membrana celular mediante la formación de complejos. Las bacterias grampositivas muestran un color, mientras que las bacterias gramnegativas no se tiñen.
Las bacterias grampositivas tienen una capa gruesa de mureína hecha de peptidoglicanos en su membrana celular, mientras que las bacterias gramnegativas solo tienen una fina capa de mureína. Estas diferencias afectan la sensibilidad de las bacterias a diferentes antibióticos. Se puede tomar una decisión a favor o en contra de ciertos antibióticos determinando rápidamente la tinción de Gram.
Debido a su polaridad, las polimixinas reaccionan principalmente con los fosfolípidos, que están unidos a los polisacáridos. Así es como se forman los enlaces químicos entre polimixinas y lipopolisacáridos (LPS). Debido a la fina capa de mureína en las bacterias gramnegativas, los LPS se logran mejor con las polimixinas. Como resultado, la membrana celular se destruye primero hasta que se libera todo el contenido del citoplasma y muere la célula bacteriana.
La sensibilidad de las bacterias a las polimixinas aumenta con el contenido de fosfolípidos en la membrana celular. Se encontró que las membranas celulares de bacterias muy sensibles se unen a más polimixinas que las bacterias menos sensibles. El cambio químico de los ingredientes activos, por ejemplo, eliminando los ácidos grasos terminales, puede reducir la eficacia.
También se encontró que cuanto mayor es la concentración de antibióticos, mejor se combaten las bacterias. En los estudios, fue posible observar la formación de burbujas en la membrana bacteriana, lo que llevó a la destrucción completa. Si la concentración era demasiado baja, la membrana no podía disolverse por completo y la bacteria sobrevivía. El tratamiento no importa si las bacterias están inactivas o simplemente se están dividiendo. Es posible un control igualmente eficaz en ambas fases.
Aplicación y uso médico
Tanto la polimixina B como la colistina tienen el mismo espectro de actividad. Entre otras cosas, son particularmente buenos para combatir bacterias gramnegativas como Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter spp., Pasteurella spp., Haemophilus spp., Vibrio spp., Bordetella spp. o Aerobacter. Las bacterias particularmente sensibles que responden bien al tratamiento son Acinetobacter spp., Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Histophilus somni, Taylorella equigenitalis, Pasteurella multocida o Pseudomonas aeruginosa.
También puede producirse resistencia a las polimixinas. Sin embargo, estos raramente ocurren. La resistencia puede resultar de cambios en las sustancias activas en la superficie bacteriana, de inhibir la entrada en la membrana celular o de cambios en la superficie bacteriana. Algunas bacterias forman enzimas digestivas que descomponen los polipéptidos de las polimixinas en la superficie celular. Además, algunas bacterias contienen ciertas bombas que transportan antibióticos que han penetrado en la célula. Un cambio en la superficie bacteriana, que se nota, por ejemplo, a través de una menor densidad de fosfolípidos, también puede contribuir a la resistencia.
Las principales polimixinas utilizadas son la polimixina B o la colistina. El modo de acción de ambas sustancias es el mismo. Sin embargo, la colistina solo se puede usar directamente en ungüentos, en aerosoles para terapia de inhalación o por vía oral para el tratamiento del intestino. Apenas se absorbe en el intestino, por lo que solo puede administrarse por vía parenteral (por ejemplo, intravenosa) para uso sistémico. Sin embargo, la colistina pura tiene un efecto neurotóxico y tóxico en los riñones cuando se administra por vía parenteral. Sin embargo, como profármaco, puede tomarse como colistimetato de sodio (CMS) sin complicaciones.
Riesgos y efectos secundarios
Como ya se mencionó, la colistina no debe absorberse por vía parenteral, es decir, sin pasar por el intestino, ya que esto puede provocar efectos neurotóxicos y nefrotóxicos. Esto también se aplica a otras polimixinas. La ingestión oral de colistina no es adecuada para uso sistémico, ya que apenas se absorbe a través del intestino. Sin embargo, como profármaco en forma de colistimetato de sodio (CMS), también se puede utilizar de forma sistémica.
