Contenido

La ampicilina es un antibiótico de estructura betalactámica con reconocida eficacia sobre numerosas bacterias gram positivas y negativas y con amplio margen de seguridad. Estas razones han incrementado sus aplicaciones en las patologías infecciosas de diferentes especies y, muy especialmente, en el equino (Zurich y Villalobos, 1979; Tobin, 1981; Booth y MacDonald, 1982; Brander y Pugh, 1982).

Existe, sin embargo, escasa información sobre el comportamiento farmacocinético de este antibiótico en el caballo. Dürr (1976) utilizó ampicilina en dosis de 40 mg/kg por vía venosa y obtuvo parámetros de distribución y eliminación, estableciendo la rapidez de ambos procesos a través de los valores de vida media plasmática, pero sin caracterizar un modelo de compartimentos que permita conocer en forma cuantitativa la transferencia de ampicilina desde la sangre hacia los tejidos y viceversa, con el fin de entregar la información que el clínico requiere para la formulación de esquemas terapéuticos eficaces. Estos estudios han sido realizados en otras especies (Mercer y Cols., 1977; Galtier y Charpeneau, 1979; Zurich y Cols., 1984) y han facilitado la adopción de modelos cinéticos compartimentales entregando información referente a la magnitud de los volúmenes de distribución que se alcanzan en los compartimentos central -sangre y órganos de gran perfusión -y periférico- tejidos de menor irrigación- como asimismo otros parámetros que contribuyen al conocimiento cinético integral de un fármaco (Ritschel, 1980; Cid, 1982).

En el presente trabajo se estudia la disposición de ampicilina en equinos a través de parámetros farmacocinéticos derivados de las curvas de concentraciones sanguíneas del antibiótico después de la administración intravenosa de dosis simples de 10 y 20 mg/kg a equinos clínicamente sanos.

 Trabajo financiado por Proyecto A. 1786-83 DIB, Universidad de Chile.

Material y métodos

Los experimentos se realizaron en equinos mestizos y F.S. de Carrera cl¨ªnicamente sanos y sin antecedentes de medicaci¨®n previa con antibi¨®ticos y sometidos a condiciones similares de mantenci¨®n y alimentaci¨®n. El peso y edad promedio fue de 350 kg y 8,3 años respectivamente.

El grupo 1, integrado por 12 caballos, recibi¨® una dosis simple de 10 mg/kg de ampicilina s¨®dica(*) por v¨ªa venosa en la vena yugular. A cada animal se le extrajo un total de 11 muestras de 8 ml de sangre en tiempos 0 (Control),5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 120, 240 y 480 minutos post-administraci¨®n. El grupo 2, constituido por seis caballos, recibi¨® una dosis simple de ampicilina s¨®dica de 20 mg/kg, siguiendo el procedimiento indicado anteriormente.

Las muestras de sangre fueron centrifugadas a 2.500 x G durante 10 min para obtener el suero necesario para determinar concentraciones de ampicilina mediante m¨¦todos microbiol¨®gicos (Bennet y Cols.,1969) y USP XX (1980). El microorganismo de ensayo fue el Bacilus subtilis ATCC 6633 (Arret y Cols., 1971).

Las placas de Petri, con medio 11 (BBL) conteniendo los cilindros con muestras y estandares, fueron incubadas a 37¡ã C durante 18 horas en cuadriplicado con el fin de medir los halos de inhibici¨®n y despu¨¦s de promediarlos se calcularon las rectas de regresi¨®n con los log decimales de las concentraciones del est¨¢ndar versus los obtenidos. Se utilizaron rectas de regresi¨®n que presentaron coeficientes de correlaci¨®n de  = 0,980. Se aplic¨® la f¨®rmula: D = A - B log C, donde D = di¨¢metro; A = intercepto en mm; B = pendiente y C el log decimal de las concentraciones estudiadas.

El an¨¢lisis farmacocin¨¦tico se realiz¨® con los valores de las concentraciones sangu¨ªneas de ampicilina mediante la aplicaci¨®n de un modelo de dos compartimentos abierto utilizado en otras especies, (Baggot, 1977; Ruckebusch, 1979; Zurich y Cols., 1984). Las variaciones del medicamento en la sangre en funci¨®n del tiempo se explican por la ecuaci¨®n:

C = A x e -¦Át + B x e -¦Ât

C = Concentraci¨®n plasm¨¢tica del f¨¢rmaco que var¨ªa en funci¨®n del tiempo; t = tiempo; e = base de logaritmo natural; ¦Á = constante de distribuci¨®n; ¦Â = constante de eliminaci¨®n; A = concentraci¨®n a tiempo 0 de la fase de distribuci¨®n y B = concentraci¨®n a tiempo 0 de la fase de eliminaci¨®n. Con el fin de obtener los valores de esta ecuaci¨®n, se utiliz¨® un programa computacional para determinar la regresi¨®n lineal entre los log naturales de las concentraciones versus tiempo considerando los ¨²ltimos datos. Para obtener los valores iniciales se realiz¨® una nueva regresi¨®n de las diferencias obtenidas por el m¨¦todo de los residuos entre las concentraciones reales y te¨®ricas (Arancibia y Cols., 1978). Los valores de los restantes par¨¢metros farmacocin¨¦ticos fueron obtenidos mediante la aplicaci¨®n de ecuaciones cl¨¢sicas que aparecen en Baggot (1978), Ritschel (1980) y Cid (1982).

__________

* Ampicilina Sulfato 2,5 g. Uso veterinario.

Resultados

1. Niveles Sanguíneos de Ampicilina

En la Fig. 1 se observan las curvas de concentraciones sanguíneas de ampicilina postadministración intravenosa de 10 y 20 mg/kg que presentan un rápido descenso inicial, desde tiempo 0 hasta 60 min., seguido de un decremento lento entre los 60 y 360 min. Este comportamiento bifásico se observó en ambas series de experimentos. En el cuadro 1 se muestran los valores y sus medidas de dispersión.

Figura 1. Curvas de concentración observadas (símbolos) y esperadas (trazos) de 20 (•) y 10 (o) mg/kg de Ampicilina vía venosa

CUADRO 1 CONCENTRACIONES SERICAS PROMEDIO DE AMPICILINA10 Y 20 mg/kg I.V. EN EQUINOS

AMPICILINA 10 mg/kg

AMPICILINA 20 mg/kg

TIEMPO (min)

No

CONCENTRACION (mg/ml)

S

TIEMPO (min)

CONCENTRACION ( µg/ml 1)

S

5

11

72.182

19,1

5

6

102,09

28,49

10

11

51.207

12,4

10

6

67,34

16,61

15

11

35.841

9,59

15

6

48,91

12,10

20

11

26,40

5,67

20

6

35,53

6,32

30

11

14.180

4,68

30

6

27,67

5,45

45

11

8.065

2,25

45

6

18,74

5,96

60

11

5.179

1,60

60

6

9,91

2,67

120

11

1,57

0,68

120

6

4,02

3,06

240

11

0,525

0,49

240

6

1,52

2,76

480

11

0,091

0,12

480

6

0,23

0,39

2. Análisis farmacocinético mediante aplicación de un modelo abierto de dos compartimentos.

La cinética de distribución y eliminación de ampicilina, en ambas dosis, se estudió reemplazando los términos de la ecuación en la forma siguiente:

Cp = 82,484 x e -0,1438t +11,243 x e -0,0137 t para mg/kg

Cp = 151,25 x e -0,1283 t + 25,577 x e -0,0135 t pra 20 mg/kg

Con los valores se construyeron las rectas que se muestran en la Fig. 2 y que representan la velocidad con la cual ocurren los procesos cinéticos de primer orden de las fases de distribución y eliminación. Es notable el paralelismo de las fases de distribución de ambas dosis de ampicilina y que corresponde a un comportamiento cinético lineal. Los valores de t 1/2 alfa y t 1/2 beta, que se muestran en el cuadro 2 expresan la vida media plasmática de distribución y eliminación, reflejan la rapidez del proceso. La velocidad de distribución fue 8,7 veces mayor que la de eliminación con la dosis de 10 mg/kg y de 8,48 veces superior para la dosis de 20 mg/kg.

 

Figura 2. Trazado semilogarítmico de las concentraciones de ampicilina versus tiempo, que muestra la cinética de distribución (alfa) y de eliminación (beta) en dosis de 10 (•) y 20 (o) mg/kg. A=Concentración en el tiempo cero de la fase de distribución B=Concentración en el tiempo cero de la fase de eliminación α=Concentración de distribución β=Constante de eliminación

CUADRO 2. PARAMETROS FARMACOCINETICOS DE AMPICILINA 10 Y 20 mg I.V. VALORES PROMEDIO Y SU DESVIACION

PARAMETRO

AMPICILINA 10 mg/kg AMPICILINA 20 mg/kg

UNIDADES

No

S

No

S

β

12

0,0137

0,0047

6

0,0135

0,0050

min-I

B

12

11.243

3.995

6

25.577

17.911

µg/m1

α

12

0,1438

0,0750

6

0,1283

0,056

min-1

A

12

82.484

99.990

6

151,25

54.631

µg/m1

Vc

12

0,072

0,038

6

0,132

0,052

1t/kg

K12

12

0,0468

0,0353

6

0,0532

0,0358

min-1

K10

12

0,0553

0,0439

6

0,0582

0,0198

min-1

K21

12

0,0227

0,0103

6

0,0304

0,0149

min-1

Vt

12

0,144

0,044

6

0,186

0,061

1t/kg

Várea

12

0,394

0,109

6

0,588

0,246

1t/kg

ABC

12

2070,1

380,5

6

3234,7

1388,8

µg x min/1t x min/lt

Vss

12

0,191

0,076

6

0,323

0,086

1t/kg

Vex

12

1.380

1.331

6

1.470

1.067

1t/kg

CL

12

0,00007

0,00002

6

0,0001

0,00003

ml/min

T1/2α

12

6,56

3,73

6

6,89

3,71

min

T 1/2 β

12

57,37

21,07

6

58,48

20,25

min

β y α =  Fase de Eliminación y de Distribución, B y A = Concentraciones extrapoladas, tiempo O; Vc = Vulumen distribución central; Vt = Volumen distribución tejidos; Varea = Volumen del área; Vex = Volumen extrapolado; Vss = Volumen de pseudoequilibrio ('Steady State'); K10 = Constante de elimnación; K12 y K21 = Constantes de transferencia intercompartimientos, ABC = Área bajo la curva; C1 = Depuración de la sustancia en el organismo; T 1/2 = Vida media de distribución; t 1/2  β = Vida media de eliminación

Los parámetros farmacocinéticos adicionales se presentan en los cuadros 2, 3, 4, y con éstos fue posible esquematizar un modelo de dos compartimentos, tal cual se puede observar en la Fig. 3. El volumen de distribución (Vd) de ampicilina en el compartimento periférico fue superior al determinado para el compartimento central. Un simple cálculo de la razón permite establecer que el Vd periférico fue 1,5 y 1,4 veces superior al mismo parámetro del compartimento central con 10 y 20 mg/kg respectivamente. Estos hechos se comprenden mejor observando los valores de las constantes de transferencia, k12 y k21, y que reflejan el mayor paso del antibiótico desde la sangre hacia los tejidos menos irrigados. La constante de eliminación, k10, en ambos casos, es de mayor magnitud que las de transferencia.

CUADRO 3. PARÁMETROS FARMACOCINETICOS DE AMPICILINA 10 mg/kg I.V.

No

B

B

A

α

ABC

K21

K10

K12

Vc

Vt

Vex

Vss

Varea

T 1/2a

T1/2 B

Tss

C1

 

µg/ml

min-1

µg/ml

min-1

 

min-1

min-1

min-1

lt/kg

1t/kg

lt/kg

1t/kg

1t/kg

min

min

min

ml/min

1

7.314

0,0086

71.222

0,0575

2089,1

0,0131

0,0337

0,0153

0,127

0,148

1.367

0,275

0,556

12,05

80,58

38,85

0,000079

2

10.754

0,0078

53.011

0,0491

2458,3

0,0147

0,0260

0,0162

0,156

0,172

5.701

0,327

0,521

14,11

88,84

44,54

0,000067

3

19.537

0,0204

247,8

0,2564

1924,1

0,0376

0,1391

0,1001

0,037

0,098

0,511

0,135

0,254

2,70

33,97

10,72

0,000085

4

11.176

0,0153

324,74

0,2035

2326,2

0,0215

0,1448

0,0525

0,029

0,070

0,894

0,099

0,280

3,40

45,29

13,75

0,000069

5

8.355

0,0177

197,12

0,1315

1971,0

0,0223

0,1043

0,0226

0,048

0,048

1.196

0,096

0,286

5,26

39,15

17,62

0,000083

6

9,3

0,0116

180,59

0,1298

2193,0

0,0173

0,0870

0,0371

0,052

0,111

1.075

0,163

0,393

5,33

59,74

20,43

0,000074

7

7,31

0,0086

101,79

0,0722

2049,4

0,0128

0,0485

0,0195

0,091

0,091

1.367

0,228

0,567

9,59

80,54

33,45

0,000073

8

10.754

0,0078

83,48

0,0696

2578,1

0,0148

0,0336

0,0257

0,106

0,184

0,929

0,296

0,497

9,95

88,84

35,41

0,000064

9

19.103

0,0201

158,18

0,2215

1664,5

0,0418

0,1065

0,0933

0,056

0,124

0,523

0,186

0,298

3,12

34,47

11,97

0,000097

10

8.401

0,0178

130,91

0,1159

1601,4

0,0237

0,0870

0,023

0,071

0,069

1.190

0,139

0,350

5,97

38,93

19,09

0,00001

11

9.298

0,0116

264,42

0,1443

2633,9

0,0161

0,1038

0,036

0,036

0,081

1.075

0,116

0,327

4,80

59,74

18,99

0,000062

12

13,61

0,0182

166,2

0,2750

1352,6

0,037

0,1352

0,121

0,055

0,181

0,734

0,234

0,406

2,52

38,07

10,57

0,000120

-

11.243

0,0137

82.484

0,1438

2070,1

0,0227

0,0553

0,0468

0,072

0,114

1.380

0,191

0,394

6,56

57,35

22,94

0,000073

S-1

3.995

0,0047

99.990

0,0750

380,5

0,0103

0,0439

0,0353

0,038

0,044

1.331

0,076

0,109

3,73

21,07

11,39

0,000024

CUADRO 4. PARAMETROS FARMACOCINETICOS 20 mg/kg I.V. EN EQUINOS

No

B

β

A

α

ABC

K21

K10

K12

Vc

Vt

Vex

Vss

Varea

T 1/2 α

T 1/2 β

Tss

C1

 

(Mg/m1)

min-1

(Mg/m1)

min-1

 

min-1

min-1

min-1

1 t/kg

1 t/kg

1 t/kg

1 t/kg

1 t/kg

min

min

min

m 1/min

1

6.167

0,0098

89.563

0,0496

2434,9

0,0123

0,0395

0,0076

0,208

0,129

3.243

0,366

0,838

13,97

70,71

40,74

0,000068

2

38.346

0,0075

137,79

0,1482

6042,5

0,0381

0,0291

0,0885

0,113

0,264

0,521

0,375

0,441

4,67

92,4

21,20

0,000054

3

36.265

0,0181

208,1

0,2173

2961,2

0,0476

0,0826

0,1052

0,081

0,180

0,551

0,260

0,375

3,18

38,28

12,47

0,000110

4

9.115

0,0116

94.277

0,0742

2051,2

0,0171

0,0505

0,0185

0,193

0,209

2.194

0,401

0,840

9,3

59,74

29,56

0,000160

5

10.307

0,0118

140,88

0,1134

2115,8

0,0187

0,0715

0,0350

0,132

0,247

1.940

0,379

0,801

6,11

58,72

22,27

0,000150

6

53.267

0,0223

236,90

0,1675

3802,9

0,0489

0,0763

0,0646

0,068

0,089

0,375

0,157

0,235

4,13

31,07

13,88

0,000086

25.577

0,0135

151,25

0,1283

3234,7

0,0304

0,0582

0,0532

0,132

0,186

1.470

0,323

0,588

6,89

58,48

23,35

0,000100

S-1

17.911

0,0050

54,63

0,056

1388,8

0,0142

0,0198

0,0358

0,052

0,061

1.067

0,086 0,246 3,71 20,25 9,61 0,000030

β y α = Fase de Eliminación  y de Distribución; B y A = Concentraciones extrapoladas, tiempo O; Vc = Volumen distribución central; Vt = Volumen distribución tejidos; Varea = Volumen del área, Vex = Volumen extrapolado; Vss = Volumen de pseudoequilibrio ('Steady State'); K10 = Constante de eliminación; K12 Y K21 = Constantes de transferencia intercompartimentos; ABC = Área bajo la curva; C1 = Depuración de la sustancia en el organismo; T 1/2 = Vida media de distribución; T 1/2 β = Vida media de eliminación.

 

 

Figura 3. Esquema de modelo de dos compartimentos

A = 10 mg/kg   B = 20 mg/kg

Vdc  = volumen de distribución del compartimento central Vdt  = volumen de distribución del compartimento periférico K12 = constante de transferencia desde C. central hacia C. periférico K21 = constante de transferencia desde C. periférico hacia C. central K10 = constante de eliminación desde el compartimento central

Las variaciones de las cantidades de ampicilina en ambos compartimentos en función del tiempo se pueden observar en la Fig. 4 y permiten confirmar la disposición de la ampicilina en el equino a través de un modelo bicompartimental y, además, permite establecer la temprana saturación del sistema, esto es, el momento en que se alcanza igual distribución de la droga en ambos compartimentos y que corresponde al estado de seudoequilibrio. Este estado se alcanzó, en tiempo breve siendo de 22,94 min y 23,35 min para 10 y 20 mg/kg respectivamente.

Finalmente, los valores de 'clearance' permitieron apreciar, en ambas series de experimentos, un fenómeno de depuración del Vd con un comportamiento cinético similar, siendo superior el de 20 mg/kg en relación a 10 µg/kg.

 

Figura 4. Variaciones de las cantidades de ampicilina en el tiempo en ambos compartimentos con 10 mg/kg (Superior) y 20 mg/kg (Inferior). Línea de puntos representa el tiempo en el cual se alcanza el seudoequilibrio del sistema.

Discusión

Nuestros resultados permiten establecer que los procesos de distribución y eliminación fueron coincidentes con los descritos por Dürr (1976) en equinos e independientes de la dosis administrada. Asimismo, ambas fases y con ambas dosis se disponen según una cinética de primer orden ya que son muy similares entre sí β ; k 10 ; t 1/2 α; t 1/2 β ; Tss.

Interesante, a nuestro juicio, es la similar rapidez de la distribución del antibiótico y apreciado por los valores de vida media plasmática, t 1/2 alfa, que fluctuaron entre 6,56 y 6,89 minutos para 10 y 20 mg/kg de ampicilina. La eliminación, en ambos casos, fue más lenta y no existe relación entre la mayor dosis y menor valor de t 1/2 beta, que puede ser explicada, tal vez, por la mayor cantidad de droga en el organismo.

La adopción de un modelo de dos compartimentos se ajusta a nuestros resultados y coincide con la disposición compartimentol de ampicilina en otras especies (Ruckebusch, 1979; Zurich y Cols., 1984). En efecto, los valores de las constantes de distribución, k12 y k21, muestran claramente la velocidad y extensión del paso de ampicilina entre ambos compartimentos. Esta mayor difusión desde sangre explica el mayor volumen de distribución en el compartimento periférico, hecho que permite suponer que concentraciones antimicrobianas de este antibiótico se pueden alcanzar no sólo en sangre sino, además, en tejidos de menor perfusión. Al respecto, parece importante mencionar a Ritschel (1980) quien, basado en evidencias experimentales postula que el volumen de distribución cuando alcanza entre 35 y 48 % del peso corporal, la droga se distribuye en el tejido extra e intercelular; en nuestro caso este hecho ocurre sólo para 20 mg/kg alcanzando volúmenes de distribución de 32,3 %. En cambio con 10 mg/kg fue de 19,1 % expresado como porcentaje de peso corporal hecho que puede tener proyección terapéutica según la localización de bacterias patógenas sensibles.

Esta rápida difusión de ampicilina ha sido en parte explicada, por la escasa unión del antibiótico a las proteínas plasmáticas del equino (Dürr, 1976) y, además, por la lipofilia de esta sustancia (Ziv y Cols., 1973; Ruckebusch, 1979), Ambas condiciones son esenciales pala los fenómenos de difusión a través de membranas biológicas, Nuestros experimentos no permiten obtener conclusiones al respecto.

El modelo compartimental y los parámetros farmacocinéticos estudiados permiten atribuir a la ampicilina importancia terapéutica relevante en infecciones localizadas, de preferencia, en tejidos extravasculares.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Prof. Edison Cid por su valiosa ayuda a los cálculos farmacocinéticos; Profesores Rubén Maldonado y Carlos Porter por las facilidades otorgadas para realizar el trabajo.

Referencias

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Aceptado para su publicación. 12 Diciembre 1985.