Modificación de la actividad antibacteriana in vitro de amoxicilina y enrofloxacina en presencia de desinfectantes clorados, yodados y de extractos cítricos

En la industria avícola es común hablar de las modificaciones que sufren los antibacterianos por la presencia de desinfectantes, sin embargo no existe una investigación formal que lo acredite o lo desmienta. La finalidad de este estudio fue determinar la interacción in vitro de  la amoxicilina y enrofloxacina con la presencia de hipoclorito de sodio, iodóforo y un desinfectante a base de cítricos. Los resultados obtenidos de la interacción amoxicilina-hipoclorito de sodio muestran que la actividad antibacteriana se ve disminuida (P < 0.05) por la presencia del desinfectante. En el caso del desinfectante a base de cítricos se presenta todo lo contrario ya que se aumenta la actividad antibacteriana y la presencia del yodóforo resulto ser indiferente. En lo que respecta a la enrofloxacina, las concentraciones más bajas de hipoclorito aumentan su actividad antibacteriana y conforme se aumentan las concentraciones del desinfectante se va disminuyendo la actividad antibacteriana de la enrofloxacina. El desinfectante a base de cítricos favorece la actividad antibacteriana de la enrofloxacina y el yodóforo resulto ser indiferente. (P < 0.05).

Palabras clave: amoxicilina, enrofloxacina, iodóforo, hipoclorito de sodio, desinfectante, cítricos, avicultura 

 

 

En la avicultura una de las principales vías de administración de medicamentos es por medio del agua de bebida (1), aunque esta vía, como cualquier otra, presenta ventajas y desventajas. Dentro de las desventajas se encuentra la modificación de la biodisponibilidad debida a la calidad del agua y a los sistemas de purificación y desinfección de las redes hidráulicas (2). Para la limpieza de la red de distribución y potabilización del agua se emplean diversos métodos; el uso de los potabilizadores a base de yodo (yodóforos) es uno de los más comunes por su actividad contra bacterias, hongos y  virus, sin embargo pierden eficacia al estar en contacto con aguas duras y se inactiva fácilmente en presencia de materia orgánica (3). Los desinfectantes a base de cítricos también son empleados en la avicultura, debido a que son productos biodegradables, eficaces contra bacterias, hongos, algunos virus y micoplasma, no son corrosivos ni tóxicos y son estables. En la actualidad el método de mayor uso es la clorinación, debido a que es económico, eficaz contra bacterias, hongos y virus, remueve nitritos y nitratos, entre otras ventajas, sin embargo se degrada fácilmente en presencia de materia orgánica y las soluciones de hipoclorito son relativamente inestables e irritante (4). La finalidad de este estudio fue determinar la interacción de la amoxicilina y enrofloxacina con diversas diluciones de hipoclorito de sodio, iodóforo y un desinfectante a base de cítricos.

 

 

Se realizaron isobologramas para evaluar las posibles interacciones de los antibacterianos con los desinfectantes,  se evaluó a la enrofloxacina y a la amoxicilina en un rango de concentración de 0.05-50 µg/mL, y de desinfectantes, hipoclorito de sodio en rangos de 6.25 - 50 µg/mL, yodóforo  de 39.06- 312.5 µg/mL y el desinfectante a base de cítricos de 6250- 50000 µg/mL, todos ellos en base a cálculos de posibles residuos que quedarían de cada desinfectante  posterior a su administración como desinfectantes o potabilizadores, según el caso. Las metodología utilizada fue la propuesta por Pillai e t a l . (5), con controles positivos y negativos tanto del desinfectante como del antibacteriano. En todos los casos se utilizó agua desionizada para evitar interferencias. Se utilizó E s c h e r i c h i a c o li ATCC 10536 como microorganismo de prueba para la enrofloxacina y Bacillus subtilis ATCC 6633 para la amoxicilina.

El modelo lineal generalizado (GzLM) para variable continua fue utilizado para el análisis de los halos de inhibición, expresado en la siguiente fórmula: ?i=β0 + β1xi1 + β2xi2 + β3xix2.

El modelo se analizó por el método de máxima verosimilitud. Se calcularon las medias marginales de la interacción entre los distintos niveles del antibiótico y cada desinfectante (X1X2), con éstas se realizó el análisis de comparaciones múltiples de Bonferroni. El nivel de significancia para declarar diferencias fue de 0.05. Todos los análisis se hicieron con el paquete  estadístico IBM SPSS 20 **

 

 

En el cuadro 1 se muestran las interacciones sufridas por la amoxicilina-hipoclorito de sodio ambas en sus diversas concentraciones evaluadas, en todas ellas se obtuvo una disminución de la actividad antibacteriana. 

Entra Cuadro 1 

En el cuadro 2 se muestran la interacción de la amoxicilina-desinfectante cítrico, en el que se hace notar que el efecto antibacteriano de la amoxicilina (50 y 5 ug/mL) se vio favorecido por la presencia del desinfectante. 

Entra Cuadro 2

En el cuadro 3 se presenta la interacción del iodóforo y la amoxicilina, se observa que la interacción antibacteriano-desinfectante es indiferente. 

Entra Cuadro 3

En el cuadro 4 se presenta la interacción de la enrofloxacina con hipoclorito de sodio, a la concentración más bajas de hipoclorito (6.25 ug/mL) aumenta la actividad antibacteriana de  enrofloxacina y conforme se aumentan las concentraciones del desinfectante se ve disminuido dicho efecto. 

 Cuadro 4

En el cuadro 5 se presenta la interacción enrofloxacina-desinfectante cítrico, se observa un aumento de la actividad del antibacteriano en presencia del desinfectante.  

Cuadro 5

En el cuadro 6 se presentan los resultados de la interacción de enrofloxacina con un yodóforo, en bajas concentraciones el desinfectante y el antibacteriano son indiferentes, sin embargo las concentraciones más altas del desinfectante disminuyen la actividad del antibacteriano.  

Cuadro 6

 

 

En la producción avícola se habla mucho de las posibles interacciones que puede tener un agente antibacteriano al ser administrado en agua de bebida en las aves, las cuales pueden ser desde su administración en el tinaco hasta su llegada al ave, sin embargo no existen estudios formales en los cuales se demuestren todas las interacciones a las cuales están expuestos los agentes antibacterianos (2). Los desinfectantes iodóforos, a base de cítricos y de hipoclorito de sodio son agentes comúnmente utilizados en la industria avícola para sanitizar las redes de depósito y de distribución del agua de bebida, que si bien se recomienda que hasta por dos días después de su uso no se medique el agua de bebida (4), no siempre se cumple con dicha medida, trayendo como consecuencia la posible interacción del medicamento con el residuo del desinfectante (6).

Se conoce que el hipoclorito de sodio tiene un gran poder oxidante, el cual puede alterar las moléculas de los antibióticos disminuyendo su efecto antibacteriano (7). En este trabajo al combinar la amoxicilina con las diferentes concentraciones de hipoclorito de sodio, se presentó una disminución drástica y constante en la actividad antibacteriana de la amoxicilina. En estudios espectrofotométricos que ha realizado la autora (sin publicar) se encontró cambios en el espectro UV de la amoxicilina (λ máx =230 nm) resultantes de la interacción con el hipoclorito de sodio, lo que sugiere la modificación en la estructura de la amoxicilina. En cuanto a la combinación de la enrofloxacina con las diferentes concentraciones del hipoclorito de sodio, también se presentaron cambios en su actividad antibacteriana, observándose un ligero incremento en la actividad de la enrofloxacina con la concentración de hipoclorito de sodio más baja que fue de 6.25 ug/mL esto debido posiblemente al efecto del pH. Sin embargo, conforme la concentración de hipoclorito aumentó, existió un decremento en la actividad antibacteriana de la enrofloxacina, quizá por la presencia de grupos amino en la estructura química de las fluoroquinolonas, que puede hacerlas más susceptibles al ataque oxidativo del cloro (8).

Los desinfectantes cítricos se elaboran principalmente a base de extractos de cítricos, tales como la mandarina, naranja y toronja (9). En el caso de este estudio se empleó un desinfectante a base de toronja. Existen diversas investigaciones sobre el efecto que posee el extracto de toronja sobre la inhibición de la actividad de la familia P-450 (CYP), encargada de la biotransformación oxidativa de diversas sustancias a nivel membranal (10–12), al estar inhibida la función de la P-450 bacteriana se promueve la absorción de la enrofloxacina y eso mismo ocurre para la amoxicilina (13).

El iodóforo no modifico la actividad antibacteriana de la amoxicilina y la enrofloxacina, aunque no se debe de descartar para futuras investigaciones la interacción de este desinfectante con otros antibacterianos.  

Es de suma importancia conocer el efecto de la interacción de los antibióticos con los desinfectantes, ya que como se observó en este estudio la actividad antibacteriana puede modificarse de formas muy diversas, es decir desde disminuir su efecto, ser indiferente o promover su eficacia. Dicho conocimiento, ayudará a establecer mejores prácticas para una terapéutica adecuada. 

 

 

1. Vermeulen B. Drug administration to poultry. Adv Drug Deliv Rev. 2002 Oct;54(6):795–803.

2. Esmail S. Water: the vital nutrient. Poult Int. 1996;15:72–6.

3. Kahrs RF. Principios generales de la desinfección. Rev sci tech Off int Epiz [Internet]. 1995;14(1):143–63. Available from: http://www.oie.int/doc/ged/D8972.PDF

4. Velázquez OG. Medidas de bioseguridad en explotaciones porcinas. OIRSA; 1999.

5. Pillai K, Moellering C, MG E. Antimicrobial Combinations. In: Lorian V, editor. Antimicrobial Combinations in Antibiotics in Laboratory Medicine. edition 5. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2005.

6. Watkins S. Clean Water Lines For Flock Health. Avian Advice. 2006;8(2).

7. Lacy MP. Water Quality Characteristics. Extension Poultry Scientist. 1994;

8. Weinberg H. Method Development for the occurrence of residual antibiotics in drinking water. 2004.

9. Bevilacqua A, Campaniello D, Speranza B, Sinigaglia M, Corbo MR. Control of Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice by citrus extracts and a mild heattreatment. Food Control [Internet]. 2013 Jun [cited 2016 Feb 25];31(2):553–9. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/arti cle/pii/S0956713512006743

10. Bailey D, Malcolm J, Arnold O, Spence D. Grapefruit juice-drug interactions. Br J Clin Pharmacol. 1998;46:101–10.

11. Kane GC, Lipsky JJ. Drug-grapefruit juice interactions. Mayo Clin Proc [Internet]. 2000 Sep [cited 2016 Feb 25];75(9):933– 42. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/arti cle/pii/S0025619611646454

12. Giorgi M, Meucci V, Vaccaro E, Mengozzi G, Giusiani M, Soldani G. Effects of liquid and freeze-dried grapefruit juice on the pharmacokinetics of praziquantel and its metabolite 4′-hydroxy praziquantel in beagle dogs. Pharmacol Res [Internet]. 2003 Jan [cited 2016 Feb 25];47(1):87–92. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/arti cle/pii/S1043661802002517

13. Kalpana S, Srinivasa Rao G, Malik JK. Impact of aflatoxin B1 on the pharmacokinetic disposition of enrofloxacin in broiler chickens. Environ Toxicol Pharmacol [Internet]. 2015 Sep [cited 2016 Feb 5];40(2):645–9. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/arti cle/pii/S1382668915300673