I. Introducción 1.1. Objetivos

I. Introducción
1.1. Objetivos
El objetivo de los ensayos realizados, planteado de la forma más general, ha
consistido en el estudio del efecto de la administración de dos tratamientos
farmacológicos y de sus posibles interacciones sobre ciertos parámetros biológicos
medidos en un animal de laboratorio a caracterizar.
El primer objetivo en el que nos debemos fijar es la caracterización del animal de
experimentación utilizado. Consiste en determinar la especie, la variedad y el sexo de
dicho animal. Discutiremos más adelante la elección de este tipo de animal dentro del
diseño del experimento.
El siguiente objetivo es comprobar la actuación individual de cada tratamiento
sobre los diferentes parámetros del animal. Este objetivo se divide pues en dos, al
estudiar cada tratamiento por separado:
o Primer tratamiento: Alteraciones sobre la flora intestinal debidas a la administración
de un antibiótico aminoglucósido (Kanamicina), así como efectos secundarios que
se puedan derivar de dicha administración.
o Segundo tratamiento: Efecto de la administración exógena de un glucocorticoide
sintético (Dexametasona) a diferentes niveles. Dado la gran gama de actuaciones y
efectos secundarios que pueden sucederse, observaremos el comportamiento del
organismo de la rata tratada en cuanto a metabolismo, crecimiento e
inmunomodulación a nivel global, de órganos individuales, celular y molecular.
Como último objetivo, tendremos que comprobar las posibles interacciones entre
ambos tratamientos. Para ello estudiaremos un tratamiento conjunto de ambos
medicamentos, buscando potenciales diferencias con los tratamientos realizados
separadamente. Este estudio se deberá realizar sobre aquellos parámetros sobre los que
puedan actuar ambos medicamentos a la vez.
1.2. Antecedentes de los Glucocorticoides
Los glucocorticoides son hormonas de origen esteroideo sintetizadas en la zona
fascicular de la corteza suprarrenal (1). Son pues derivados del colesterol.
En el hombre, la mayor parte de la actividad glucocorticoide corresponde al cortisol,
mientras que en la rata predomina la corticosterona. Su principal acción recae sobre
el metabolismo de glúcidos, aunque también poseen otras funciones (2)(3): afectan
también al metabolismo de lípidos y proteínas, intervienen en procesos
antiinflamatorios y comparten ciertas propiedades con los mineralocorticoides en
cuanto a la regulación del balance de agua y electrolitos (3)(2). Además influyen
poderosamente en el hígado, ya que es en este órgano donde sufren su metabolismo (4).
Los glucocorticoides forman parte del sistema endocrino para el control del
metabolismo de los nutrientes, junto con otras hormonas como insulina y glucagón, la
hormona del crecimiento o las hormonas producidas por la médula adrenal (como la
adrenalina). En especial, comparte efectos con el glucagón y las hormonas medulares,
distinguiéndose de estas en que buscan resultados más a largo plazo (5).
Los glucocorticoides se unen para su transporte a proteínas del plasma (4), lo que
puede servir para controlar su distribución y como reservorio.
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Vamos a analizar ahora más de cerca las diferentes funciones de estas hormonas:
- Efectos sobre la glucemia y el metabolismo de hidratos de carbono:
El órgano diana de estas hormonas con respecto al metabolismo de glúcidos es el
hígado. Actúan incrementando la gluconeogénesis (formación de novo de glucosa) y
la glucogenogénesis (formación de glucógeno a partir de glucosa) (5)(1)(4). Esta acción se
realiza a través del aumento de síntesis y actividad de las enzimas necesarias para
ambos procesos en el hepatocito y por la movilización de lípidos y proteínas
extrahepáticos para su conversión en glucosa (4)(1)(2)(3).
Además, tiene efectos negativos sobre la captura de glucosa a nivel celular y reduce
la oxidación de la misma, al inhibir la oxidación del NADH, lo que baja los niveles de
glucolisis (4)(5).
Los dos efectos anteriores producen un aumento de la glucemia (5)(1)(4)(3)
(concentración de glucosa en plasma), lo que puede traducirse en una diabetes
suprarrenal (4)(2).
- Efectos sobre el metabolismo de proteínas y lípidos:
Al actuar los glucocorticoides el hígado necesita un mayor aporte de materia prima
para realizar las síntesis de glucosa y glucógeno. Al no poder llegar ese aporte extra a
través de la dieta, se dispara un aumento del catabolismo de proteínas en el músculo
liso y de lípidos en el tejido adiposo. Los aminoácidos y ácidos grasos así
conseguidos son movilizados hacia los hepatocitos (4)(1)(2).
Esto disminuye las reservas proteicas de la mayoría de células corporales,
aumentando sin embargo el contenido en aminoácidos en hepatocitos, plasma y tubo
digestivo (4)(3), debido a que el transporte de aminoácidos se ve favorecido hacia las
células hepáticas y restringido hacia el resto del organismo (4).
El músculo cardíaco y el cerebro están protegidos contra estos efectos sobre
glúcidos, lípidos y proteínas, debido a su especial dependencia de la glucosa como
fuente de energía (1)(5).
La disminución de tejido adiposo es el primer factor que influye en el
adelgazamiento general que sufre el sujeto.
- Efectos sobre la Ingesta:
Los glucocorticoides presentan efectos contrarios sobre la ingesta de alimentos:
por un lado, el aumento del metabolismo produce un aumento de la demanda energética,
por lo que se estimula la producción del neuropéptido Y, estimulador del apetito. Por
otra parte, la actuación de los glucocorticoides sobre el sistema nerviosos central
produce una disminución de la ingesta. El equilibrio entre ambos efectos depende de
cada individuo, pudiendo llevar a la obesidad o a una anorexia nerviosa (6).
- Efectos sobre el crecimiento:
En casos de un exceso de glucocorticoides y como consecuencia de sus acciones
metabólicas, se experimenta una inhibición del crecimiento, manifestándose como una
disminución del peso y las dimensiones corporales, así como del tamaño de los
órganos.
- Efectos sobre el estrés:
Los glucocorticoides son primordiales para la respuesta del organismo frente a
cualquier tipo de traumatismo físico o psíquico (7)(2).
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El estrés estimula la secreción de ACTH por la adenohipófisis, que a su vez estimula
la secreción de glucocorticoides (7)(4). No se conoce con seguridad el mecanismo por el
cual los glucocorticoides protegen al organismo del estrés, pero puede tener que ver con
la movilización rápida reservas proteicas y lipídicas (4).
- Efectos antiinflamatorios:
Los glucocorticoides inhiben la respuesta inflamatoria frente a lesiones tisulares
interviniendo activamente en la regulación de diversos mediadores de la
inflamación, como prostaglandinas y leucotrienos (7)(4)(8)(1).
Así, los glucocorticoides permiten una estabilización de las membranas lisosómicas,
evitando su rotura (4)(2); además, reduce la permeabilidad capilar, la vasodilatación y la
movilidad de leucocitos a la zona (inhibiendo la expresión de moléculas de adhesión)
(8)(9)
, disminuyendo también su capacidad fagocítica (4)(2)(8) y la secreción de histamina
(4)(3)(8)
; también disminuye la fiebre y como veremos a continuación, suprime el sistema
inmunitario (4)(2).
(7)(4)(2)(3)
- Inmunomodulación:
En general, los glucocorticoides producen inmunodepresión (4)(7)(2)(3),
reduciéndose los niveles de eosinófilos, basófilos, monocitos y linfocitos en sangre (4)(8)
ya que se fomenta su muerte por apoptosis (9). La formación de anticuerpos y la
inmunidad mediada por células se ven suprimidas(7)(8), debido a que los glucocorticoides
reducen la transcripción de genes de citocinas y genes que intervienen en la clonación
de células T (8)(9), como las linfocinas (1)(8). Se produce también una destrucción de
linfocitos T y B inmaduros, acompañada de una atrofia de los órganos linfoides(7)(3),
disminuyendo pues el tamaño y la función del timo y los nódulos linfoides(7).
- Efectos de retroalimentación negativa sobre hipófisis e hipotálamo:
El eje hipotálamo – adenohipófisis –
suprarrenales posee una vía de regulación
descendente en la que el hipotálamo estimula a
través de la CRH la producción de ACTH en la
adenohipófisis, que a su vez estimula la producción
de glucocorticoides por parte de la corteza
suprarrenal (7)(8)(4). Para controlar mejor este proceso
existe una segunda vía de regulación ascendente, en
la que los glucocorticoides realizan una
retroalimentación negativa sobre la secreción de
CRH y ACTH(7)(8)(4).
La administración de glucocorticoides exógenos
deprime la secreción de CRH y ACTH, inhibiendo la Figura 1: Eje Hipotálamo-Hipofisariosecreción de glucocorticoides propios , lo que Adrenal
produce la atrofia de la corteza suprarrenal (8)(7).
Además, altas concentraciones de glucocorticoides pueden producir otros efectos
secundarios, como debilidad muscular y osteoporosis (1)(10), atrofia de tejidos y
adelgazamiento de la piel (2) e incluso nefrotoxicidad (11).
La Dexametasona es un glucocorticoide sintético en el que la actividad
mineralocorticoide ha sido reducida al mínimo gracias a una serie de modificaciones
en su molécula (4)(10). Por efecto de estas mismas modificaciones, su actividad como
glucocorticoide es muy superior a la de los glucocorticoides naturales, tanto a nivel
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del metabolismo de hidratos de carbono como en cuanto a las respuestas
antiinflamatorias e inmunosupresoras, presentando una acción más inmediata y con un
tiempo de actuación más largo (4)(10).
1.3. Antecedentes de los Aminoglucósidos
Los aminoglucósidos son sustancias antibióticas en su mayoría de origen natural,
producidas por diferentes especies del género Streptomyces (1)(2)(8)(12) o de actinomicetos
del género Micromonospora (1). Se trata de compuestos policatiónicos de naturaleza
muy polar (8)(1), constituidos por un anillo aminociclitol central unido por enlaces
glicosídicos a dos o tres aminoazúcares, que confieren las diferencias estructurales entre
los diferentes aminoglucósidos (1)(12).
En cuanto a su espectro antibacteriano, presentan gran eficacia frente a
microorganismos gram negativos, usándose con frecuencia sobre bacterias entéricas
(8)(1)(12)
. También poseen acción sobre algunos microorganismos gram positivos y han
sido utilizados en el tratamiento de la tuberculosis (1)(8)(12).
Su mecanismo de acción se basa en la inhibición de la síntesis de proteínas
bacterianas (8)(12)(2)(1), presentando un marcado efecto bactericida en bacterias en fase
de crecimiento (1). La mayoría de aminuglucósidos se unen a la subunidad 30s del
ribosoma, interfiriendo en su función y por tanto impidiendo la traducción (1)(12)(2).
Además, inducen fallos de lectura durante la traducción, dando lugar a la síntesis de
péptidos extraños.
Dada su naturaleza polar, su penetración a través de la membrana bacteriana
precisa de un mecanismo en tres fases (1): en la primera, el antibiótico se unen iónica y
reversiblemente a ciertos sitios aniónicos de la membrana, atravesando ésta a través de
una porina (1). Desde el espacio periplasmático, el antibiótico pasará al interior de la
bacteria mediante un fenómeno de captación activa (1)(8) que constituye las dos fases
siguientes. La segunda fase es previa a la inhibición de la síntesis proteica y requiere de
la actuación de la cadena transportadora de electrones, siendo la entrada de electrones
proporcional al potencial de membrana (1). La captación de aminoglucósido en esta fase
es muy pequeña. En la última fase se produce una entrada importante y linealmente
creciente de antibiótico, para lo que se precisa la existencia de síntesis proteica y
energía proveniente del transporte electrónico y la hidrólisis de ATP (1)(8). En esta fase,
los fallos en la lectura producidos por la unión del aminoglucósidos a ribosomas activos
producen proteínas aberrantes, algunas de las cuales pasan a formar parte de la
membrana. Allí, su plegado anormal originará canales acuosos que podrían actuar como
transportadores específicos, facilitando el paso del antibiótico (1). Se produce así una
aceleración autocatalítica de la captación del aminoglucósido, ya que la entrada del
mismo incrementa la formación de canales para que entre más. La gran concentración
de antibiótico en el interior celular terminará por producir la parada total de la síntesis
proteica además de la pérdida de funcionalidad de la membrana (1).
Además, parte del transporte de los aminoglucósidos a través de la membrana
depende de la presencia de oxígeno, por lo que su acción sobre microorganismos
anaerobios se ve disminuida (8).
La resistencia a aminoglucósidos puede deberse a diferentes mecanismos, como la
alteración de los receptores ribosomales, interferencias en la incorporación al interior
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bacteriano o inactivación por enzimas microbianas, siendo esto último la causa más
común (1)(8).
En cuanto a la farmacocinética, cabe destacar que los aminoglucósidos apenas se
absorben en el tracto intestinal (8)(1)(2), por lo que normalmente se administran por vía
muscular o intravenosa (8)(2). Su penetración en las células es casi nula (8). Su eliminación
se realiza mayoritariamente vía filtración glomerular (1)(8). Si falla la función renal,
pueden llegar a concentraciones tóxicas (1)(8), ejerciendo los efectos más graves sobre el
órgano vestibular del oído , la cóclea y el riñón, pudiendo también un bloqueo
neuromuscular (1)(8)(2).
La Kanamicina o Kantrax es un aminoglucósido de origen natural (1)(2) producido
por el crecimiento de Streptomyces kanamyceticus (2) que se utiliza en forma de
sulfato (2). Es muy efectivo sobre bacterias aerobias, mientras que no posee actividad
sobre estreptococos, Branhamella, Pseudomonas y Clostridium (2).
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