Dra. Laura Noblía
I) Historia
Los aminoglucósidos
fueron introducidos en la clínica en 1943, cuando Waksman
aisló la estreptomicina a partir de una cepa de Streptomyces
griseus. Fue el primer antimicrobiano activo frente a Mycobacterium
tuberculosis, lo que le valió a este científico
obtener el premio Nobel . A partir de otras especies de Streptomyces
posteriormente se obtuvieron neomicina (1949) y kanamicina (1957).
Para mejorar la actividad antibacteriana y disminuir la toxicidad
se continuó investigando y así surgieron: tobramicina
(1967), amikacina (1972), dibekacina (1971) y netilmicina (1975)
que son semisintéticos, excepto el primero. A partir de
distintas especies del género Micromonospora se
obtuvieron gentamicina (1958) y sisomicina (1978).
II) Conceptos generales
Los aminoglucósidos
son una familia de antibióticos bactericidas, muy activos
especialmente frente a enterobacterias y otros gérmenes
gramnegativos aerobios. Poseen una acción bactericida rápida
que se relaciona con la concentración que alcanzan. Actúan
independientemente de la fase vital en que se encuentre la bacteria.
Su actividad no se altera por la magnitud del inóculo bacteriano.
Raramente los gérmenes adquieren resistencia durante el
tratamiento. Se caracterizan por su estrecho margen terapéutico,
lo que obliga a administrarlos bajo esquemas posológicos
lo más exactos posible. Son nefro y ototóxicos.
III) Estructura química
La estructura química
fundamental de los aminoglucósidos consiste en un anillo
aminociclitol al cual se unen dos o más azúcares,
con o sin grupo amino, por medio de enlaces glucosídicos
u oxídicos.
Los distintos aminoazúcares proporcionan las diferencias
en actividad, farmacocinéticas y tóxicas de los
aminoglucósidos.
Aunque espectinomicina estructuralmente es un aminoglucósido,
pues tiene un anillo aminociclitol, el hecho de no contener ninguna
molécula de azúcar ni enlaces glucosídicos
le confiere diferentes propiedades, lo que determinan que del
punto de vista práctico no se le incluya en esta familia.
IV) Mecanismos de acción
Los aminoglucósidos
son drogas bactericidas, que inhiben la síntesis proteica.
de la bacteria y probablemente tengan otros efectos aún
no totalmente aclarados.
Para ejercer su acción deben ingresar en la célula
bacteriana. Esto ocurre por un mecanismo de transporte activo,
en 2 etapas:
- en la primera el ingreso a la célula depende del potencial
transmembrana, generado por el metabolismo aerobio.
- la segunda fase, de ingreso acelerado se ve favorecida por la
unión previa del aminoglucósido al ribosoma bacteriano.
Ciertas condiciones que reducen el potencial eléctrico
de la membrana como la anaerobiosis o el bajo pH del medio, disminuyen
el ingreso de estos compuestos al citoplasma bacteriano.
Una vez dentro de la célula, los aminoglucósidos
se unen de manera irreversible a la subunidad 30S del ribosoma
bacteriano. Esta unión interfiere con la elongación
de la cadena peptídica. También causan lecturas
incorrectas del código genético formándose
proteínas anómalas. Algunas de estas son proteínas
de membrana y el resultado es la formación de canales que
permiten el ingreso de más drogas a la célula.
Los sitios de unión de gentamicina, kanamicina y tobramicina
son diferentes a los de estreptomicina, por lo que puede no observarse
resistencia cruzada entre estos grupos.
Los errores en la lectura del código genético parecen
ser más extensos para el caso de estreptomicina.
Este no sería el único modo de acción de
los aminoglucósidos, puesto que otros antibióticos
que inhiben la síntesis proteica, como tetraciclina y cloranfenicol,
tienen sólo efecto bacteriostático.
Se observó que producían otros efectos celulares,
incluyendo el compromiso de la respiración celular, la
inhibición de la síntesis de DNA y RNA y el daño
de la membrana plasmática. Se ha sugerido que el proceso
de penetración del aminoglucósido altera la estructura
de la membrana citoplasmática originando un deterioro progresivo
con salida de componentes intracelulares y alteraciones del metabolismo
que explicarían el efecto bactericida rápido de
estos antibióticos.
V) Mecanismos de resistencia
La resistencia adquirida
a los aminoglucósidos se debe a 3 mecanismos básicos:
IV) Propiedades farmacocinéticas
a) absorción. Los
aminoglucósidos son cationes altamente polarizados de carácter
básico, lo que determina su escasa liposolubilidad y la
prácticamente nula absorción oral o rectal. Esta
escasa absorción gastrointestinal los hace útiles
para suprimir el crecimiento de gérmenes gramnegativos
intestinales, efecto buscado en ocasiones con el uso de neomicina
oral. Aunque la absorción digestiva es escasa, cuando hay
úlceras digestivas o procesos inflamatorios y especialmente
si la eliminación renal está alterada, pueden causar
efectos tóxicos.
Para alcanzar niveles séricos terapéuticos deben
administrarse por vía parenteral.
Luego de su administración i.m. alcanzan concentraciones
plasmáticas máximas (Cmáx) en 30 a 90 minutos,
similares a las observadas 30 minutos después de terminada
la administración i.v.
En su administración tópica (piel) la absorción
sistémica de los aminoglucósidos es escasa o nula,
salvo si la zona está inflamada. También es pobre
su absorción por vía inhalatoria.
Utilizados por vía intraperitoneal o intrapleural se absorben
rápidamente, alcanzando niveles séricos que se relacionan
en forma directa con su concentración en el líquido
peritoneal o pleural.
b) Distribución. Como
atraviesan con dificultad las membranas, su volumen de distribución
(Vd) es similar al volumen del espacio extracelular. Cuando el
Vd extracelular está alterado (ascitis, edemas, deshidratación)
es necesario hacer ajustes de las dosis.
Su unión a las proteínas plasmáticas es escasa:
35% para estreptomicina y 10% para el resto de los aminoglucósidos.
La concentración media en líquidos intersticiales
se aproxima a la plasmática media. Las concentraciones
alcanzadas en secreciones y tejidos son bajas, excepto en las
células del túbulo renal, endo y perilinfa del oído
interno, donde alcanzan elevadas concentraciones. La penetración
en las células es despreciable, pero con la repetición
de las dosis aumenta la concentración intracelular.
Las concentraciones en bilis son significativamente menores a
las plasmáticas. Alcanzan concentraciones suficientes en
peritoneo, líquido sinovial y hueso. Administrados por
vía sistémica atraviesan mal la barrera hematoencefálica,
incluso cuando las meninges se encuentran inflamadas. Por vía
intratecal se obtienen concentraciones adecuadas tanto en LCR
como a nivel intraventricular. No obstante, el uso de las cefalosporinas
de 3ª generación para el tratamiento de las meningitis
a gramnegativos, hace infrecuente la administración de
aminoglucósidos por esta vía.
Los niveles alcanzados en secreciones bronquiales son inferiores
al 50% de las concentraciones plasmáticas. El uso de tobramicina
por vía inhalatoria mostró mejorar la función
pulmonar en pacientes con fibrosis quística.
Tienen mala penetración en próstata.
En líquidos purulentos, con pH bajo y escaso tenor en oxígeno,
las concentraciones alcanzadas son muy bajas.
Las concentraciones urinarias en las primeras 24 horas tras la
administración de una dosis única, exceden las concentraciones
inhibitorias mínimas (CIM) para los gérmenes sensibles,
en pacientes con función renal normal. Los niveles en orina
son 25 a 100 veces mayores que en plasma y persisten por encima
del umbral terapéutico días después de la
administración.
El uso de aminoglucósidos en el último trimestre
del embarazo puede llevar a su acumulación en el líquido
amniótico y espacio extracelular fetal. Por eso sólo
tienen indicación en la embarazada cuando no hay otra alternativa
terapéutica.
c) Eliminación. Los aminoglucósidos
presentan una cinética de eliminación bifásica,
con una primera fase desde el espacio extracelular, con una vida
media de eliminación (t1/2) de 2 a 3 horas, y una segunda
fase desde los compartimentos profundos con una t1/2 de eliminación
de 50 a 100 horas; por lo que el equilibrio farmacocinético
con estos territorios tarda varios días en alcanzarse,
y las concentraciones tisulares se mantienen elevadas durante
varios días después de suspendido el tratamiento.
Los aminoglucósidos no se metabolizan y se eliminan por
vía renal. La eliminación se produce principalmente
por filtración glomerular. Un escaso porcentaje sufre reabsorción
tubular con acumulación en la corteza renal, mecanismo
responsable de la nefrotoxicidad.
Estos fármacos son removidos en forma eficaz por hemodiálisis
y en forma menor por diálisis peritoneal. Para mantener
la concentración plasmática, después de la
hemodiálisis debe darse la mitad de una dosis completa.
d) Situaciones farmacocinéticas particulares.
VII) Farmacodinamia
A diferencia de los betalactámicos,
la capacidad bactericida de los aminoglucósidos depende
de la concentración sérica alcanzada. Cuanto mayor
es ésta, más rápida es la acción bactericida.
Ello conduce a una rápida reducción del inóculo
bacteriano y explica, en parte, el sinergismo con los betalactámicos,
cuya actividad se relaciona indirectamente con el inóculo.
Otra utilidad de reducir rápidamente el inóculo
es disminuir el surgimiento de resistencias.
El efecto post-antibiótico (EPA) de los aminoglucósidos,
o período en que el germen permanece sin multiplicarse
después que la concentración sérica disminuyó
por debajo de los niveles de la CIM (concentración inhibitoria
mínima), es prolongado. El EPA varía con el tipo
de germen, la Cmáx y el tiempo de exposición al
antibiótico. A mayor Cmáx o mayor dosis, mayor EPA.
Como la actividad bactericida de los aminoglucósidos es
dosis-dependiente y su EPA prolongado, pueden ser administrados
en 1 sola dosis diaria. Con ello se ha observado mayor eficacia
y menor toxicidad. Sin embargo en infecciones graves y en pacientes
con neutropenia severa aun no hay suficiente experiencia para
administrarlos de esta manera.
VIII) Especto de acción y usos
terapéuticos
Los aminoglucósidos
son muy activos frente a bacilos gramnegativos aerobios, incluyendo
Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp. y algunos
otros no fermentadores nosocomiales. Gentamicina, tobramicina,
netilmicina y amikacina generalmente tienen una actividad similar
frente a enterobacterias y Pseudomonas; si bien tobramicina
tiene mayor actividad in vitro frente a P. aeruginosa y
gentamicina es más activa contra algunas especies de Serratia.
Su actividad es menor frente a bacterias grampositivas como algunas
cepas de Staphylococcus. Habiendo otros antibióticos
más activos y menos tóxicos no está indicado
usar aminoglucósidos en monoterapia contra este germen,
pero sí asociado por su actividad sinérgica. Staphylococcus
spp. resistentes a meticilina también lo es a los aminoglucósidos.
S. pneumoniae y S. pyogenes son resistentes. La
asociación de penicilina o ampicilina + gentamicina tiene
efecto sinérgico y es útil en infecciones por Enterococcus.
Lo mismo puede decirse de la asociación ampicilina + gentamicina
frente a Listeria monocytogenes.
No tienen actividad frente a anaerobios.
Estreptomicina, kanamicina y amikacina son activas frente a Mycobacterium
tuberculosis, amikacina además es activa frente a micobacterias
atípicas.
En los últimos años
la flora hospitalaria ha disminuido su susceptibilidad a los aminoglucósidos.
La resistencia de las enterobacterias, especialmente hospitalarias,
frente a estreptomicina y kanamicina es amplia. Como la susceptibilidad
de los gérmenes es variable según el área
geográfica, el hospital y cada unidad, es necesario estudiar
la sensibilidad de las cepas aisladas. Además es importante
que los hospitales y otras unidades de asistencia mantengan actualizados
los perfiles de susceptibilidad, como guía para una terapia
empírica inicial.
La introducción de otros antibióticos similarmente
activos y menos tóxicos, como betalactámicos de
amplio espectro (cefalosporinas, carbapenems), monobactámicos
y fluoroquinolonas, ha llevado a revisar las indicaciones clínicas
de los aminoglucósidos.
Los aminoglucósidos se continúan usando para tratar
infecciones graves intrahospitalarias y aquellas causadas por
bacilos gramnegativos. También se usan asociados en casos
de infecciones por enterococos y micobacterias.
Aunque habitualmente se usan combinados con betalactámicos
o glucopéptidos, por sus efectos sinérgicos, pueden
administrarse en monoterapia para el tratamiento de infecciones
urinarias.
Un grupo particular de pacientes lo constituyen los neutropénicos
severos (menos de 1000 PMN/mm3) febriles, en los que la asociación
de ceftazidime + amikacina demostró un resultado más
favorable que el obtenido con la monoterapia.
En función a sus diferencias en cuanto a sensibilidad antimicrobiana,
cabe analizar individualmente los usos terapéuticos de
los diferentes aminoglucósidos.
Gentamicina
Por su bajo costo continúan
siendo de elección en infecciones intrahospitalarias severas
causadas por enterobacterias o P. aeruginosa, en instituciones
donde el nivel de resistencia es bajo.
Asociada a betalactámicos o glucopéptidos, se indican
para tratar las endocarditis infecciosas (EI) por S. viridans
o Enterococcus faecalis, Staphylococcus spp., Corynebacterium
spp.
Combinada con betalactámicos antipseudomonas resultan útiles
para tratar infecciones graves por P. aeruginosa.
Para tratar la brucelosis se le asocia a tetraciclinas. Para infecciones
por Lysteria monocitogenes se asocia a ampicilina.
Se emplea asociada a ampicilina para hacer la profilaxis de la
EI, cuando se realizan maniobras génitourinarias o gastrointestinales,
en paciente con alto riesgo de esa enfermedad.
En infecciones urinarias puede usarse en monoterapia.
Amikacina
Es el aminoglucósido
de mayor espectro antibacteriano.
Debe reservarse para infecciones graves o producidas por microorganismos
resistentes a otros aminoglucósidos, o enfermos inmunodeprimidos.
Es útil en el tratamiento de infecciones por Nocardia
asteroides, Mycobacterium aviun intracellulare
y ciertas especies de mycobacterias de rápido crecimiento.
Asociada a ceftazidime es de uso habitual en el paciente neutropénico
febril.
Tobramicina
In vitro resulta más
activa que gentamicina frente a cepas de Acynetobacter spp.
y P. aeruginosa, pero menos activa contra Serratia marcescens,
aunque estos hallazgos no han sido confirmados in vivo.
Algunos estudios plantean el uso beneficioso de la tobramicina
inhalatoria en pacientes con fibrosis quística e infección
crónica por P. aeruginosa, con mejoría de
la función pulmonar y reducción sustancial de la
frecuencia de hospitalización. Desafortunadamente los estudios
farmacocinéticos por dicha vía son inadecuados no
permitiendo estandarizar su uso.
Es menos nefrotóxica y más costosa que la gentamicina.
Netilmicina
Su espectro de actividad
es similar a la gentamicina y tobramicina, pero puede ser activa
contra algunas cepas de enterobacterias resistentes a gentamicina.
Es más activa contra P. aeruginosa.
Presenta menos ototoxicidad que otros aminoglucósidos.
Estreptomicina
Se usa asociada a otros
antibióticos. Asociada a tetraciclina o doxiciclina en
el tratamiento de brucelosis. En la tuberculosis se la emplea
asociada a otras drogas antituberculosas. Actualmente integra
la 2ª línea de drogas antituberculosas, aunque la
CHLA lo incluye en el cuádruple plan de tratamiento de
la meningitis tuberculosa.
En la EI por Enterococcus spp. resistente a gentamicina,
se lo asocia a ampicilina o vancomicina.
Kanamicina
Enterobacterias hospitalarias
y P. aeruginosa suelen ser actualmente resistentes.
Paronomicina
Es activa contra varios
parásitos: Entamoeba histolytica, Taenia saginata, Taenia
solium, Hymenolepis nana, Diphyllobothrium latum, etc.
IX) Dosis y vías de administración
Los aminoglucósidos
son antibióticos de uso parenteral (i.v. o i.m.); excepto
la estreptomicina que solamente se usa por vía i.m., generalmente
en una sola dosis diaria.
El resto de los aminoglucósidos por vía i.v, pueden
administrarse de acuerdo a 2 pautas: en dosis fraccionada o en
dosis diaria única. En la forma convencional o fraccionada,
el intervalo de su administración es cada 8 o 12 horas.
La dosis carga es de 1,5 a 2 mg/quilo para la gentamicina y de
5 a 7,5 mg/quilo para la amikacina.
En la siguiente tabla se detallan las dosis de mantenimiento,
así como las concentraciones séricas recomendadas
para los diferentes aminoglucósidos.
| dosis total (mg/quilo) | intervalo de dosis | Cp pico (mg/l) | Cp valle (mg/l) | |
| gentamicina | 3 a 5 | 8 h | 4 a 6 | 1 a 2 |
| amikacina | 15 | 12 h | 20 a 30 | 5 a 10 |
| estreptomicina | 15 | 12 h | 20 a 30 | < 5 |
| tobramicina | 3 a 5 | 8 h | 4 a 6 | 1 a 2 |
| netilmicina | 3 a 5 | 8 h | 4 a 6 | 1 a 2 |
La dosis carga es independiente de la función renal, mientras que la dosis de mantenimiento debe ajustarse al clearance de creatinina, pudiendo modificarse la dosis individual, el intervalo entre las dosis o ambos.
Para los aminoglucósidos los mayores costos se reparten entre el costo de administrar el fármaco, la necesidad de monitorizar las concentraciones plasmáticas y el precio de tratar los efectos secundarios. La administración en dosis única tiene una mejor relación costo-beneficio que la pauta convencional de administración intermitente.
No se recomienda el uso de dosis única en:
Dosis recomendadas en pacientes con insuficiencia renal según el clearance de creatinina (Cl Cr):
| dosis (mg/quilo) |
intervalo Cl Cr > 50 ml/min. |
dosis Cl Cr 10-50 ml/min. |
dosis Cl Cr < 10 ml/min. |
|
| gentamicina | 1,5 | igual | 12 - 24 | 24 - 48 |
| amikacina | 5 - 7,5 | 12 | 24 | 24 - 48 |
| estreptomicina | 0,5 - 1 | igual | 24 - 72 | 72 - 96 |
| tobramicina | 1,5 | igual | 12 - 24 | 24 - 48 |
| netilmicina | 1,3 - 2,2 | igual | 12 - 24 | 24 - 48 |
X) Monitorización de concentraciones
plasmáticas
La necesidad de monitorizar
los niveles plasmáticos de los aminoglucósidos se
basa en:
No es necesario monitorizar los niveles plasmáticos cuando
La determinación de la
concentración plasmática del fármaco es una
guía esencial para su administración adecuada, debiendo
determinarse los niveles pico y valle. Para evitar efectos tóxicos
se recomiendan niveles valle de gentamicina y amikacina inferiores
a 2 y 10 microgramos/ml respectivamente. Los niveles pico adecuados
para gentamicina deben encontrarse entre 6 a 10 microgramos/ml.
Los niveles pico se determinan a los 30 minutos de terminada la
infusión i.v. o a los 60 minutos luego de la administración
i.m. Los niveles valle deben ser determinados 30 minutos antes
de la siguiente dosis.
El primer par de muestras deben tomarse después de 24 a
36 horas de iniciado el tratamiento. Cuando se efectúa
algún ajuste en la dosis el nuevo control debe hacerse
24 a 36 horas después. En presencia de insuficiencia renal
se prolonga la t1/2 y se demora más en alcanzar la concentración
en estado de equilibrio, por lo que debe aplazarse más
el tiempo de obtención de las muestras.
XI) Efectos tóxicos y secundarios.
Mientras la eficacia terapéutica
es concentración-dependiente, la toxicidad de los aminoglucósidos
se relaciona más con la duración del tratamiento.
Con la prolongación del tratamiento las concentraciones
tisulares son más altas.
a) Ototoxicidad. Afecta la rama coclear como la vestibular. Se presenta en 0,5 a 5% de los pacientes tratados con aminoglucósidos. El mecanismo de entrada de los aminoglucósidos a las células del oído interno depende de la dosis, presentando una cinética de rápida saturación. La acumulación en el órgano coclear sería mayor cuando la administración de la droga es continua, en relación con la discontinua. El compromiso coclear es frecuentemente irreversible y en general se presenta una vez suspendida la administración. El daño es acumulativo con los reiterados tratamientos. Puede existir cierta recuperación si la droga se suspende precozmente. Los pacientes añosos son más susceptibles.
b) Nefrotoxicidad. Se observa en 5 a 25% de los pacientes tratados con aminoglucósidos. Se relaciona directamente con la cantidad del fármaco administrado (dosis altas y tratamientos prolongados). Estos fármacos se acumulan en la corteza renal donde inducen cambios morfológicos. La lesión más importante se produce en las células del túbulo renal proximal. También se producen lesiones en el glomérulo. La entrada del aminoglucósido a la célula epitelial utiliza un mecanismo saturable dosis dependiente, por lo que la administracción fraccionada o en infusión continua resultan más nefrotóxicas que la dosis diaria única. Se manifiesta por disminución de la capacidad de concentración, proteinuria, cilindruria y reducción del filtrado glomerular. Se produce aumento de creatininemia, hipokalemia, hipocalcemia e hipofosfatemia. La infusión continua es más nefrotóxica que las dosis intermitentes, y ésta más que la dosis diaria única. Habitualmente es reversible al suspender el tratamiento. Los factores que se asocian a mayor riesgo de toxicidad son: edad avanzada, sexo femenino, insuficiencia hepatocítica o renal previa, hipotensión arterial, administración concomitante de otros fármacos nefrotóxicos (furosemide, vancomicina, anfotericina B).
c) Bloqueo neuromuscular. Aunque
se observa con poca frecuencia, puede ser grave. Se relaciona
directamente con la Cmáx. Se observa casi exclusivamente
como resultado de una irrigación peritoneal o administración
i.v. rápida. Se potencia en pacientes con miastenia gravis
o cuando se utiliza concomitantemente con curarizantes.
Se debe a la inhibición de la liberación presináptica
de acetilcolina y al bloqueo de los receptores postsinápticos
de la misma.
Su efecto se revierte rápidamente con el uso de calcio
i.v.
XII) Interacciones medicamentosas
Dentro de las principales
interacciones medicamentosas se destacan:
XIII) Aminoglucósidos disponibles
en nuestro medio
- Amikacina: Ampollas de
100 y 500 mg de uso i.v. o i.m. Para uso i.v. también en
ampollas de 250 mg.
- Estreptomicina: Ampollas de 1 g para uso i.m.
- Gentamicina: Ampollas de 20, 40 y 80 mg, para uso i.m. o i.v.
Ampollas de 128 mg para uso i.v. Para uso tópico hay cremas
dérmicas, pomadas y soluciones oftalmológicas
- Kanamicina: Solución de uso oftalmológico
- Tobramicina: sólo de uso oftalmológico: soluciones
y ungüento
- Neomicina: combinada con bacitracina o polimixina, solo para
uso tópico: oftálmico en ungüento o soluciones
y dermatológico (pomada, crema y polvo)
XIV) Bibliografía:
- Lorholary O., Tod M.,
Cohen Y, Petitjean O. Aminoglucósidos. Clin Med NA.Tratamiento
antimicrobiano. Parte II. Traducida al español. Ed. Interamericana.
1995;4: 745-770.
- Edson R.S., Terrell C.L. The aminoglycosides. Mayo Clin Proc.
1999;74:519-528.
- Honorato Pérez J., Sábada Díaz de Rada
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- Lerner S.A., Gaynes R.P., Nordström L. Amynoglicosides.
Gorbach, Bartlett, Blacklow. Infectious diseases. Ed. Saunders
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