Para que un fármaco efectúe su acción de la forma más eficaz posible, es necesario que éste llegue con una concentración idónea al tejido de destino (a la “diana”).

Puesto que las posibles pérdidas de medicamento, mientras este se encuentra en nuestro organismo depende de muchos factores, pero uno de los puntos más importantes a la hora de minimizar las pérdidas del fármaco dentro de nuestro organismo es el método por el cuál se administra el mismo.

La absorción, en términos farmacológicos, se define como el paso de un fármaco desde su lugar de administración hasta el plasma. En este sentido, nos encontramos con diferentes vías de administración (a continuación, las más comunes):

Vía Enteral

La absorción del medicamento se produce en alguna parte del sistema digestivo:

• Oral: como bien indica el nombre, el medicamento se administra por la boca (en forma de pastilla, comprimido u otros), haciéndola la forma más habitual a la hora de tomar fármacos, por su comodidad, seguridad y precio (no implica técnicos sanitarios). Por contra, esta vía, debido a la gran superficie de absorción, a que el estómago es un epitelio secretor, a la movilidad intestinal, al sistema biliar y a la interacción con alimentos, que pueden modificar la naturaleza del fármaco, su absorción es muy variable. Así mismo, la vía oral no evita el primer paso hepático, disminuyendo la concentración de fármaco (muchos fármacos son metabolizados en el hígado antes de entrar a la cirulación sistémica).

• Sublingual: muy similar a la oral, en este caso el medicamento en forma de pastilla o líquido se mantiene debajo de la lengua, para que el fármaco entre por los capilares sublinguales, que permiten una absorción rápida, el primer paso hepático y los ácidos del estómago, por contra, nos encontramos con el problema del mal sabor.

• Rectal: útiles en casos de inconsciencia del paciente o en niños, elimina los problemas de mal sabor que podía dar la vía sublingual y suele evitar el paso hepático (si la absorción del fármaco se produce por las venas hemorroidales inferiores o medias), por contra, la absorción es lenta y variable (si la absorción se da en las venas hemorroidales superiores irá directo a la vena porta por la vena mesentérica inferior, y de la porta al hígado).

Parenteral

La aplicación se realiza lesionando la piel y aunque, de forma general es útil para pacientes inconscientes, evita el primer paso hepático y los ácidos estomacales, la administración es dolorosa, conlleva un riesgo (mínimo si se hace correctamente) de infecciones, además de tener un coste elevado, ya que no es algo que cualquier persona pueda realizar en su casa, si no que requiere de supervisión médica.

• Intravenosa: por esta vía la absorción del medicamento es instantánea y además se puede controlar la concentración del mismo en sangre.

• Intramuscular: por el vertiente positivo, se forman depósitos del medicamento, que se distribuye de forma lenta. Desafortunadamente solo se pueden administrar hasta 10 mililitros.

• Subcutánea: Es más rápida que la vía oral, pero aún así es lenta y solo admite hasta un máximo de 1 mililitro por administración.

Tópica

Se usa la piel y las mucosas para administrar el medicamento:

• Dérmica: suele tener efecto local, a menos que la pomada o el medicamento se pueda disolver con facilidad en lípidos, que entonces pasaría a ser sistémico.

• Nasal: tiene efecto local.

• Oftalmológica: tiene efecto local.

Otras

• Inhalatoria: tiene, al igual que la dérmica, dos vertientes, los aerosoles con medicación que contienen partículas superiores a una micra tienen efecto local, las inferiores sistémico.

• Epdirual: se suele usar en partos para aplicar anestesia, que se introduce vía una punción lumbar.

• Intratecal: para fármacos destinados al cerebro o al sistema nervioso central, que no podría pasar de otra forma la barrera hematoencefálica.

Si en el artículo anterior os explicábamos los diferentes tipos de colonias de animales que se usan en los laboratorios según su parentesco y según su flora bacteriana, en este de aquí daremos un repaso a las especies más usadas, las cepas más comunes, los diferentes anestésicos usados para trabajar con los animales y sus diferentes vías de administración.

Diferentes animales, diferentes razas:

Ratas

Durante muchos años las ratas se han usado en multitud de experimentos y estudios, lo que nos ha ayudado a entender más sobre su genética, enfermedades, etcétera, llegando a convertirse en el modelo de estudio más popular para hacer según qué tipo de pruebas científicas:

• Sprague-Dawley: Son un tipo de rata albina muy tranquila y fácil de manejar en el laboratorio.

• Wistar: Crecen más lentamente que la Sprague-Dawlky y también es albina.

• Long Evans: Se utilizan para estudios de psicología y comportamiento (estos típicos que incluyen laberintos, por ejemplo). No son albinas.

• Fisher F344: Se utilizan para estudios de inmunología y teratología.

• SHR y WKY: Se utilizan para el estudio de la hipertensión.

Ratones

Los ratones, por normal general, son más pequeños que las ratas, también más domésticos y tolerarán mejor la presencia y manipulación humanas.

• CD: Ratones albinos usados para todo tipo de experimentos, incluyendo modelos de seguridad y eficacia de medicamentos, envejecimiento y cirugía.

• NMRI: Ratones albinos usados como modelo en general, incluyendo experimentos toxicológicos, teratológicos, psicofarmacológicos y fisiológicos.

Cobayas

La cobaya, también conocida como conejillo de Indias debido a su procedencia andina, puede llegar a pesar un kilo y es un animal ampliamente usado en la experimentación científica. Las cepas más comunes son la Hartley (albina) y la BFA (tri-color).

Conejos

Es otro popular grupo de roedores usados en modelos experimentales científicos debido a su buen temperamento, a su fácil manejo, cuidado y reproducción. La cepa más usada y estudiada es la New Zealand White, que como bien indica su nombre, es albina.

Perros

La raza Beagle (la misma de Snoopy, de ahí la imagen que ilustra la entrada de hoy) es la más utilizada en investigaciones, que abarcan la medicina aplicada a humanos, medicina aplicada a la veterinaria y a la investigación biológica en general. Se usa esta raza y no otra por su particular naturaleza pasiva y su reducido tamaño.

Trabajando in vivo

Para trabajar con los animales in vivo es necesario el uso de anestésicos para sedar a los mismos. Estos son los más comunes:

• Derivados de los opiáceos: producen poca relajación muscular (ejemplos: fentanil, sulfentanil, bupremorfina).

• Benzodiacepinas: sí que producen relajación muscular (ejemplos: diazepan, midazolan).

• Ketamina: producte poca relajación muscular y tiene un efecto analgésico.

• Atropina: es una inhibidora competitiva de la acetilcolina (neurotransmisor). No es anestésico, pero disminuye la salivación y la secreción bronquial que producen algunos anestésicos, protegiendo así mismo al corazón de la inhibición vagal que producen otros anestésicos y que desembocaría en una bradicardia (disminución del ritmo de los latidos del corazón).

Anestésicos inyectables:

Estas son los anestésicos o combinaciones más usuales.

• Derivados de los opiáceos más benzodiacepinas: tienen efecto durante 15-20 minutos.

• Ketamina más benzodiacepinas y atropina: el efecto se alarga hasta los 30 minutos.

• Pentobarbital: las dosis subministradas son de entre 20 y 60 miligramos por kilo, pero pueden producir una depresión respiratoria en el animal, así que debe administrarse con mucho cuidado.

• Uretano: es una anestesia estable durante períodos muy largos de tiempo. Disminuye la posibilidad de que haya una depresión respiratioria y del sistema cardiovascular, pero desgraciadamente es carcinógena y el animal debe ser sacrificado después de su uso, al producir daños irreversibles en el cerebro.

• Cloraloja: sedante hipnótico.

Anestésicos inhalables:

Para administrarlos es necesaria una cámara anestésica, en la que se mantiene una concentración modulable de anestesia mediante una mascarilla. Los anestésicos más usados con este método son los metiletileterhalogenados, como el halotano, el isofluorano o el enflurano.

Vías de administración

Las descritas a continuación son las vías de administración - para los fármacos - más comunes, sobretodo cuando se realizan experimentos con roedores:

• Intravenosa: se inyecta en la cola del roedor. Es necesario provocar vasodilatación, por lo que se moja la cola en etanol o bien se sumerge la aguja con la que se administra el fármaco en agua a 40ºC.

• Intraperitoneal: Se mantiene la cabeza del animal hacia abajo. Se usa una aguja de calibre corto y la punción se hace en la parte caudal izquierda del abdomen.

• Intramuscular: en el bíceps femoral o en el glúteo. La aguja debe ser de poco calibre y para cerciorarse de que el fármaco se ha inyectado correctamente, se suele aspirar una pequeña cantidad después de la inyección.

• Subcutánea: se estira la piel de la parte posterior del cuello y se inyecta allí el medicamento, formando un edema, que irá desapareciendo conforme el cuerpo absorba el fármaco.

• Intragástrica: muy usada para administrar suspensiones.

Pese a resultar un tema controvertido y que levanta muchas ampollas, el uso de animales de laboratorio para experimentos con medicamentos sigue estando a la orden del día.

Las regulaciones a nivel europeo son estrictas y, además, las comisiones de ética de experimentación animal, se encargan de velar porque se reemplacen los animales siempre que sea posible por el uso de otras técnicas complementarias, se reduzca el número de animales con el que se harán experimentos y se refinen los procedimientos para minimizar el sufrimiento del animal durante los experimentos.

Flora Bacteriana

Según su flora bacteriana los animales de laboratorio se dividen en dos grupos:

Los Gnobióticos

• Axémicos: este grupo no tiene ningún tipo de germen patógeno.

• Gnotoxémicos: provienen de los axémicos, pero en este caso, para el estudio, sí tienen gérmenes específicos que son inducidos y controlados por los investigadores.

Los Agnobióticos

• Heteroxénicos: también conocidos por sus siglas en inglés – SPF (specific patogen free) -, se crían en condiciones ambientales especiales y suficientes para evitar una contaminacón por determinados gérmenes patógenos para la especie.

• Holoxénicos: son los típicos que encontraríamos en casi cualquier laboratorio. Animales criados en condiciones que siguen los estándares de la buena práctica en los laboratorios.

• Neoholoxénicos: axémicos o heteroxémicos criados en condiciones holoxénicas.

Colonias

Así mismo, dependiendo del grado de parentesco que exista entre los animales de una misma colonia, los dividiremos en cuatro grupos de colonias:

• No consanguíneas: también llamados palmíticos. Se usan para producir animales homogéneos con el mismo grado de parentesco. El sistema de acoplamiento se realiza al azar en colonies cerradas, por lo que produce individuos con las mismas reacciones frente a mismos agentes microbianos.

• Consanguíneas: Se cruzan hermano con hermana durante 20 generaciones consecutivas. Cada cepa es genéticamente única y tienen gran valor para estudiar el funcionamiento de tumores, pero la cantidad de crías y su viabilidad es menor, debido a que los errores genéticos, al cruzar hermanos, se ven acentuados.

• Híbridas: surgen de cruzar dos cepas consanguíneas, por lo que se consigue una mayor viabilidad, más crías y menos enfermedades por lo que comentábamos para el grupo anterior.

• Transgénicas: se les modifica el material genético al introducirles una secuencia de ADN con características genéticas específicas.

Biólogos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (CSIC), en el Parque Científico de Barcelona (PCB), han conseguido fotografiar el virus de la fiebre aftosa, obteniendo imágenes fijas de distintos estadios de la replicación del mismo.

En el trabajo, publicado en la revista PNAS, han participado también investigadores del Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa", centro mixto CSIC-Universidad Autónoma de Madrid.

La investigación ha permitido observar cómo se dan los distintos pasos de la replicación del virus, comprobando cómo se incorporan los nucleótidos y las drogas análogas en un virus modelo.

Las observaciones realizadas podrían ser muy parecidas a lo que ocurre en otros virus como el virus causante del resfriado común, el virus de la polio, o el virus de la hepatitis C.

Con este logro se espera ampliar los horizontes del diseño de fármacos más efectivos que los actuales en el tratamiento de determinadas enfermedades de origen vírico.

La fiebre aftosa es una dolencia viral, que provoca dolor en la boca y presencia de pequeñas ampollas, llagas o aftas. No debe confundirse con la glosopeda, también conocida como fiebre aftosa del ganado, una afección que se da en ovejas, cabras, cerdos y vacas.

Vía | Terra Más información | Sequential structures provide insights into the fidelity of RNA replication

Genciencia Descubrir rápidamente virus y bacterias

Hace algunos días que se habla en todos los medios del científico catalán Joan Massagué. Su mérito ha sido dirigir un equipo de investigadores en EEUU que ha identificado un grupo de genes asociados al cáncer de mama y a la metástasis hacia los pulmones de este tipo de cáncer.

Los trabajos de Massagué y de su equipo abren nuevas vías en la investigación sobre el cáncer, sin embargo todavía queda mucho camino por recorrer.

Algunos titulares que hemos podido leer durante las últimas horas, en medios no necesariamente sensacionalistas, resultan poco creíbles y, en consecuencia, descorazonadores, al afirmar, por ejemplo, con excesiva contundencia, que se ha conseguido "frenar la metástasis en el cáncer".

A menudo, los avances científicos relacionados con el cáncer, el SIDA u otras patologías graves, son recogidos por los medios con un exceso de euforia, que sólo sirve para crear falsas esperanzas y posterior fustración. En este terreno movedizo se impone la necesidad del rigor informativo y la objetividad.

Así, es impotante consultar las fuentes originales, como en el caso que comentamos, el artículo publicado esta misma semana en la revista "Nature" por los responsables de la investigación.

El equipo de Massagué, está contribuyendo a explicar cómo se produce la metástasis del cáncer de mama, apuntando, además, al desarrollo de posibles tratamientos basados en combinaciones de fármacos.

No hay que olvidar, sin embargo, que hasta ahora la experimentación se ha desarrollado únicamente en ratones y que los ensayos con humanos pueden llevar tiempo, requerir pruebas complementarias, e incluso no llegar a un punto satisfactorio.

Por otra parte, se está hablando de una investigación sobre un tipo concreto de cáncer, no extrapolable, a día de hoy, a otros formas tumorales.

El mismo Massagué se ha mostrado cauto en sus declaraciones tras la publicación de la noticia: «Se nos plantea un calendario de pruebas clínicas pero es un asunto que hay que estudiar detenidamente. En la actualidad tenemos una terapia como es la quimioterapia, burda pero efectiva, y sería una irresponsabilidad retirarla a los pacientes».

Vía | Nature Más información | El científico catalán Joan Massagué descubre una combinación de fármacos que podría frenar la metástasis de cáncer de mama

Genciencia | El secreto de las metástasis

El compuesto ha sido hallado en la saliva humana y en las pruebas realizadas en ratas ha mostrado una potencia seis veces mayor a la de la morfina. Los científicos confían en que, si se comprobase la utilidad clínica de la nueva sustancia, se podría tratar a los pacientes evitando los principales efectos no deseados de los opiáceos, es decir, la dependencia y la tolerancia que producen en tratamientos prolongados.

Por ahora se le conoce como opiorfina y se sospecha que su mecanismo se basa en que prolonga la actividad de los opiodes endógenos a través de una inhibición del metabolismo de las encefalinas. Los receptores opioides son la defensa natural de nuestro cuerpo contra el dolor, son los encargados de impedir que la señal nerviosa alcance el sistema nervioso central.

El descubrimiento, que ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences por un equipo del Instituto Pasteur, se debe a la localización de una sustancia denominada sialorfina en la saliva de las ratas de laboratorio, y se trata de la primera sustancia de estas características localizada en el cuerpo humano.

Según los expertos, la función ordinaria de la opiorfina no iría encaminada a la analgesia natural, sino que su papel sería más bien el de proteger a diversas sustancias de su metabolismo en circunstancias determinadas, como es el caso de las encefalinas.

La protección de las encefalinas ya se había utilizado anteriormente como diana en otros estudios, hasta ahora sin éxito, por lo que los profesionales del campo de los opioides se muestran escépticos ante este nuevo descubrimiento. Aunque en el laboratorio la opiorfina se ha mostrado eficaz a la hora de actuar sobre las vías de dolor físico y químico, se teme que en la práctica los efectos inhibidores de esta sustancia sean poco específicos y, por tanto, incluyan una amplia gama de efectos secundarios.

Vía | Artículo en Nature Más información | Artículo en PNAS En Genciencia | Aspirinas y úlcera péptica

Todos hemos escuchado alguna vez al médico decirnos que si tomamos aspirina por un período prolongado de tiempo, es necesario acompañarla de un protector gástrico, pero ¿por qué?

La Aspirina, o ácido acetilsalicílico, pertenece al grupo farmacológico de los antiinflamatorios no esteroideos (AINEs). Estas sustancias comparten un importante espectro de acción con los antiinflamatorios esteroideos, o corticoides, pero son más seguros en cuanto a los efectos no deseados. A los AINEs también pertenecen otros fármacos de gran uso en la actualidad como el ibuprofeno, el naproxeno o el metamizol. Todos ellos, en mayor o menor medida, son, como su propio nombre indica, antiinflamatorios, analgésicos (efectivos en el dolor leve-medio, forman parte de los dos primeros escalones de la escalera analgésica de la Organización Mundial de la Salud) y antipiréticos (bajan la fiebre, pero no alteran la temperatura corporal si no hay un proceso febril).

Todos estos efectos, se llevan a cabo a través de su capacidad inhibitoria de la enzima ciclooxigenasa (COX), que es la encargada de producir un grupo de moléculas llamadas prostaglandinas. Derivadas del ácido araquidónico, las prostaglandinas sirven de mediadores en muchas situaciones, entre ellas los mecanismos relacionados con los procesos inflamatorios, pero también tienen un papel fundamental en la defensa de la mucosa gastroduodenal frente a la acidez.

Uno de los primeros pasos de la digestión química de los alimentos tiene lugar en el interior del estómago, donde las células parietales son las encargadas de secretar el ácido clorhídrico necesario para la descomposición de los alimentos en las diferentes sustancias que más tarde serán absorbidas en el intestino. Para evitar que el HCl lesione la mucosa gástrica, disponemos de varios mecanismos que se aglutinan en el concepto de la "barrera mucosa gástrica", y que se basan en la secreción de moco alcalino y en la continua regeneración de las células que tapizan la cavidad del estómago. Para que este sistema funcione es esencial la mediación de las prostaglandinas de la serie E.

Es fácil comprender que si tomamos un fármaco que, como los AINEs, impiden que se formen prostaglandinas, tanto por vía sistémica como por contacto directo, en el caso de que se administren por vía oral, la aspirina y demás fármacos del grupo, favorecerán que el HCl actúe sobre la mucosa gástrica desprotegida. Este contacto puede producir gastritis, úlceras pépticas (especialmente gástricas, aunque también duodenales), sangrados intestinales, perforaciones, etc. Tampoco es difícil comprender que aquellos que piensan que un AINE por vía intramuscular no necesita protección gástrica están equivocados.

Estos efectos secundarios pueden ser muy importantes en personas de edad avanzadas, fumadores, con historia ulcerosa, que necesiten tomar anticoagulantes o asocien los antiinflamatorios a corticoides, aunque en la mayoría de los pacientes son perfectamente asumibles. La seguridad ha aumentado especialmente desde que disponemos de los fármacos inhibidores de la bomba de protones (IBP), como el omeprazol, que nos permiten disminuir la secreción ácida gástrica con gran eficacia, reduciendo de forma importante el riesgo de complicaciones intestinales por la toma de aspirina. Aunque hay otros antisecretores, son los IBP los que habitualmente se conocen como protectores gástricos.

En los últimos años, con el descubrimiento de las dos isoformas de la enzima ciclooxigenasa, que nos permiten distinguir la que se expresa de forma constitutiva en todas las células del organismo (COX-1) y la que se induce en situaciones de inflamación (COX-2), se han desarrollado un grupo de AINEs inhibidores selectivos para la COX-2 que carecerían de efectos sobre la mucosa gástrica. Muy prometedores para el tratamiento de enfermedades que, como las reumatológicas, requieren tratamientos de forma prolongada, su conveniencia ha sido puesta en tela de juicio después de que en 2004 se retirara el rofecoxib ante la evidencia de que aumentaba el riesgo de padecer trastornos cardiovasculares. Aunque estos efectos no han sido descritos en el resto de drogas del grupo (meloxicam, nimesulida, celecoxib...), parece que los laboratorios y los profesionales de la medicina han preferido mostrarse cautos a la hora de alabar a estos nuevos fármacos.

Más información | AINEs en Wikipedia Más información | Rofecoxib en Medline Plus