¿Qué porcentaje de una dosis oral de antibiótico (p. Ej., Penicilina) se estima que alcanzará los microbios seleccionados? ¿Cómo una cantidad tan pequeña de medicamento que llega a un sitio de infección en particular, después de que la dosis total se distribuye por todo el cuerpo, da como resultado una cura?

La respuesta es .00 …% Vamos a hacer algunas matemáticas rápidas.

Una sola pastilla de penicilina V (la pastilla estándar) es de 250 mg. La penicilina pesa 350 g / mol. Por lo tanto, una dosis única es de 700 umols de fármaco.

Al invocar el número de Avogadro, deberíamos tener aproximadamente 4.3e20 moléculas en nuestro cuerpo después de consumir nuestra píldora.

Las betalactámicos funcionan de forma un poco diferente que otras drogas, pero su mecanismo de acción es mediante el bloqueo de la síntesis de la pared celular en los microbios. Esas enzimas de la pared celular probablemente sean 1000 por célula (es probable que esto se sobrevalore).

Esto significa, si tuviéramos que asumir un 100% utlitization de nuestro antibiótico, deberíamos matar aproximadamente 4.3e17 células! Exactamente cuántas celdas es eso? Una bacteria típica pesa alrededor de 600 femtogramos o 6e-10 gramos. Por lo tanto, las células 4.3e17 pesarán 2.6e11 gramos que serían 260,000 toneladas de E. coli.

Si no estaba prestando atención o no podía seguir las matemáticas, la descripción del profano es: si todo el medicamento en una sola píldora se une a su objetivo, una sola píldora de 250 mg mataría a 260,000 toneladas de células.

Espero que te haya convencido de que el porcentaje de utilización de las drogas no es muy alto, incluso si juegas con los números y comienzas a subestimar ciertas cosas. Sin embargo, me gustaría tomar el tiempo para convencerte de que nada de esto importa.

Lo que es realmente importante para determinar la seguridad de un medicamento es la dosis efectiva. Las drogas funcionan al unirse a un objetivo y unirse a un objetivo que necesitan para interactuar con ese objetivo. Para hacer eso, debe estar a una cierta concentración; de lo contrario, la termodinámica dictaría que no se une. Hay otros factores que afectan esa concentración. Tal vez la biodisponibilidad oral es mala o el medicamento se acumula en el hígado. Por lo tanto, el papel de una dosis es garantizar que la droga tenga una concentración efectiva en el cuerpo para que llegue a su objetivo. Si la concentración del medicamento es demasiado alta, podría alcanzar la dosis máxima tolerada y comenzar a ver los efectos secundarios. El ejemplo clásico es el botox, es mucho un veneno, pero en una dosis muchos órdenes de magnitud menor, tiene propiedades medicinales.

Las drogas funcionan al encontrar ese punto dulce. El objetivo principal del descubrimiento de fármacos y el desarrollo de fármacos es encontrar fármacos que puedan expandir la dosis efectiva al reducir la dosis mínima eficaz y aumentar la dosis máxima tolerada. Esta es la razón por la cual las compañías farmacéuticas ignoran en gran medida la prensa “cura natural de las drogas”. Claro, puedes comer una libra por día de cannabis, pero ¿cuáles son los efectos secundarios de la concentración que estás consumiendo? El descubrimiento de fármacos y la química médica aprenden de esos medicamentos naturales y científicamente encuentra formas de mejorar el índice terapéutico de esos medicamentos y lo mejora.

El resumen de su pregunta es que se une muy poco y la razón por la cual no es una pregunta muy estudiada es porque la química física del problema indica que no es muy importante.

Cosas como la dosis, la administración intravenosa versus la administración oral y el tipo de antibiótico son factores importantes para la cantidad de medicamento que ingresa al torrente sanguíneo para tratar la infección. Estoy seguro de que es bastante lógico darse cuenta de que esto diferirá para diferentes antibióticos. Si administra cualquier medicamento por vía intravenosa, el 100% de la dosis llegará a la sangre, ya que lo está colocando directamente en la sangre. Sin embargo, los antibióticos orales son un poco diferentes. Cada medicamento tendrá un porcentaje diferente que se absorbe en el tracto gastrointestinal. Obviamente, la dosis también hará una diferencia, ya que una dosis más alta equivale a niveles sanguíneos más altos.

En realidad, un parámetro bastante importante que no ha enumerado en los detalles de su pregunta es el sitio de la infección en el cuerpo. Algunos sitios son notoriamente difíciles de obtener; algunos ejemplos son el hueso, el cerebro / líquido cefalorraquídeo o algunas extremidades periféricas cuando un paciente tiene una enfermedad vascular preexistente.

Otro parámetro importante con antibióticos es el porcentaje de unión a proteínas. Su sangre tiene proteínas, como la albúmina, que pueden unir activamente parte del medicamento que se concentra en la sangre. En términos generales, solo el fármaco libre es un fármaco activo; es decir, solo la droga que no está unida a una proteína es libre de matar algunas bacterias. Por lo tanto, es importante darse cuenta de que un porcentaje de la dosis administrada será “consumida” por las proteínas sanguíneas y no estará disponible para combatir la infección.

Habiendo mencionado estos dos parámetros, en realidad es relativamente bien conocido, en muchos casos, qué porcentaje lo hace en el sitio al que va dirigido. Por ejemplo, si la memoria sirve, creo que la penicilina en la sangre tiene algo así como un 70% de unión a la albúmina. En otras palabras, solo el 30% de la concentración total de sangre es fármaco libre. También sabemos, aproximadamente, cuánto de la concentración de sangre libre se convertirá, por ejemplo, en el hueso para tratar una infección de osteomielitis. También sabemos cuánto se necesita en el hueso para tener una alta probabilidad de cura exitosa. Todas estas cosas están abarcadas por los paraguas de la farmacocinética y la terapéutica en el mundo de la farmacia / medicina, y están bien estudiadas, ya que conocer estos detalles puede marcar la diferencia entre la cura y, bueno, todo lo contrario.

También preguntó cómo una cantidad tan pequeña podría curar todo el cuerpo. Bueno, no estás curando todo el cuerpo, solo estás intentando curar el sitio de la infección. Pero aparte de esos detalles, a veces no es una dosis tan pequeña. A veces tenemos que administrar dosis muy grandes de antibióticos para tratar infecciones muy agresivas o difíciles de alcanzar. Sin embargo, en términos generales, la optimización del régimen antibiótico en términos de dosis en relación con los parámetros que he descrito anteriormente permite que se tome el menor fármaco para tener una alta posibilidad de cura. Elegir el antibiótico apropiado también es importante; diferentes antibióticos son activos contra diferentes tipos de bacterias, por lo que es clave asegurarse de que la terapia elegida sea efectiva contra el culpable microbiano más probable.

El truco es … no estás curando todo el cuerpo, estás atacando a un número asombrosamente pequeño de intrusos increíblemente pequeños dentro de un espacio altamente confinado (la vasculatura).