Nitrofuranos: características, mecanismo de acción y clasificación
Los nitrofuranos son compuestos químicos de origen sintético con funciones antimicrobianas de amplio espectro. Con frecuencia, estos se utilizan para controlar las infecciones bacterianas en los animales que se crían con intereses comerciales.
En la actualidad existe un riguroso control de su empleo, ya que se ha demostrado que son potencialmente cancerígenos y mutagénicos para el ADN en el interior de las células humanas.
Incluso, se ha prohibido su empleo como tratamiento preventivo y terapéutico en los animales criados para la producción de alimentos y el consumo de su carne. La Unión Europea controla e inspecciona la presencia de los antibióticos a base de nitrofuranos en las carnes, el pescado, los camarones, la leche y los huevos.
Los primeros informes sobre la acción antibacteriana de los nitrofuranos y sus derivados datan de la década de 1940. Fue en el año 1944 cuando, por su acción antimicrobiana, se comenzaron a utilizar de forma intensiva en la preparación de jabones, tópicos, desodorantes, antisépticos, etc.
A pesar de que existe gran cantidad de literatura escrita acerca de los nitrofuranos y sus derivados, aún se sabe poco sobre el mecanismo de acción de estos compuestos, aunque se ha demostrado que los metabolitos de los nitrofuranos son más tóxicos que los compuestos originales en sí.
Índice del artículo
- 1 Características de los nitrofuranos
- 2 Mecanismos de acción
- 3 Clasificación
- 4 Metabolitos de nitrofuranos
- 5 Referencias
Estos compuestos se caracterizan por un anillo heterocíclico que consta de cuatro átomos de carbono y un oxígeno; los sustituyentes son un grupo azometino (-CH=N-) que se encuentra unido al carbono 2 y un grupo nitro (NO2) que se encuentra unido al carbono 5.
Dodd y Stillmanl, en 1944, probando 42 derivados del furano descubrieron que la nitrofurazona (el primer nitrofurano) contenía como cadena lateral al grupo azometina (-CH=N-), este compuesto resultó ser altamente efectivo como químico antimicrobiano cuando se aplicaba de forma tópica.
Además, Dodd y Stillmanl aseguraron que ninguno de los compuestos nitrofuranosos se encontraban en la naturaleza. En la actualidad sigue siendo así, todos los nitrofuranos son sintetizados de manera sintética en el laboratorio.
Los nitrofuranos en un principio fueron definidos como compuestos quimioterapéuticos, ya que controlaban las infecciones bacterianas y aparentemente no “dañaban” al paciente que los ingería.
Entre los años 1944 y 1960 se sintetizaron y se estudiaron más de 450 compuestos similares a la nitrofurazona para precisar sus propiedades antimicrobianas, pero en la actualidad se utilizan comercialmente seis nada más, estos son:
– Nitrofurazona
– Nifuroxima
– Clorhidrato de guanofuracina
– Nitrofurantoína
– Furazolidona
– Panazona
La mayoría de estos compuestos son poco solubles en agua y algunos son solubles solo en soluciones ácidas, a través de la formación de sales. Sin embargo, todos son fácilmente solubles en polietilenglicoles y en dimetilformamida.
La forma en que actúan los nitrofuranos en el interior de los organismos no está bien esclarecida en la actualidad, aunque se ha sugerido que su mecanismo de acción tiene que ver con la ruptura del anillo de nitrofurano.
Este se rompe y se separa en el interior de los individuos medicados. Los grupos nitro ramificados viajan a través del torrente sanguíneo y se incrustan a través de uniones covalentes en los tejidos y las paredes celulares de las bacterias, hongos y otros patógenos.
Además, como estos compuestos se metabolizan rápidamente dentro del organismo después de la ingestión, forman metabolitos que se unen a las proteínas de los tejidos y crean una inestabilidad y una debilidad en la estructura de los tejidos internos del paciente y del patógeno.
Los compuestos y diferentes derivados de los nitrofuranos demuestran una efectividad variable en cada especie de bacteria, protozoario y hongo. No obstante, en bajas concentraciones la mayoría de los nitrofuranos actúan como compuestos bacteriostáticos.
A pesar de ser bacteriostáticos, cuando los compuestos se aplican en concentraciones levemente más altas se convierten en bactericidas. Algunos, incluso, son bactericidas en las concentraciones mínimas inhibitorias.
Los nitrofuranos tienen la capacidad de transferirse de forma residual hacia especies secundarias, lo que fue demostrado a través del siguiente experimento:
Se trató carne de un cerdo con nitrofuranos marcados con carbono 14 (C14). Luego se alimentó a un grupo de ratas con dicha carne y, posteriormente, se encontró que cerca del 41% de la cantidad total de nitrofuranos marcados y administrados a la carne estaban en el interior de las ratas.
Típicamente los nitrofuranos son clasificados en dos clases: la clase A y la clase B.
La clase A comprende a los nitrofuranos más simples representados por lo que se conoce como “la formula I”, donde los grupos R son grupos alquilo, acilo, hidroxialquilo o carboxilo, junto con ésteres y ciertos derivados.
Algunos compuestos de la clase A o de “formula I” son: nitrofuraldehídos y sus diacetatos, metilnitrofuril cetona, nitrosilvan (5-nitro-2-metilfurano), alcohol nitrofurfurílico y sus ésteres y otros compuestos con estructura similar.
En la clase B se agrupan a los derivados de los carbonilos ordinarios como la semicarbazona, la oxima y los análogos más complejos que se hayan preparado hasta la fecha dentro de los laboratorios. Estos compuestos son llamados de “formula II”.
Ambas clases tiene una marcada actividad antimicrobiana in vitro, pero algunos miembros de la clase B tienen una mejor actividad in vivo que cualquiera de los compuestos pertenecientes a la clase A.
El uso farmacológico de los nitrofuranos fue prohibido por la Unión Europea, ya que a pesar de que los nitrofuranos y sus derivados son asimilados rápidamente por el metabolismo de los pacientes, estos generan una serie de metabolitos estables que se unen a los tejidos y son potencialmente tóxicos.
Estos metabolitos se liberan fácilmente debido a la solubilidad que poseen los nitrofuranos en los pH ácidos.
Así, la hidrólisis ácida que ocurre en el estómago de los animales y pacientes tratados con nitrofuranos produce muchos metabolitos reactivos capaces de unirse de forma covalente a las macromoléculas de los tejidos, como son las proteínas, los lípidos, entre otros.
En todos los animales productores de alimentos estos metabolitos tienen una vida media muy prolongada. Cuando son consumidos como alimento, dichos metabolitos pueden ser liberados o, en su defecto, sus cadenas laterales.
Actualmente se realizan pruebas rigurosas a los alimentos de origen animal con la cromatografía liquida de alta eficacia (nombre derivado del inglés High Performance Liquid Chromatography) para detectar al menos 5 de los metabolitos de los nitrofuranos y sus derivados, estos son:
– 3-amino-2-oxazolidinona
– 3-amino-5-metilmorfolino-2-oxazolidinona
– 1-aminohidantoína
– Semicarbazida
– 3,5-ácido dinitrosalicílico hidrazida
Todos estos compuestos liberados como metabolitos de los reactivos químicos nitrofuranados son potencialmente cancerígenos y mutagénicos para el ADN. Además, dichos compuestos pueden liberar metabolitos propios durante la hidrólisis ácida.
Esto implica que cada compuesto es un metabolito potencialmente tóxico para el individuo después de la hidrólisis ácida en el interior del estómago.
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