What is the mechanism of action of metronidazole?

Mecanismo de acción del metronidazol

El metronidazol actúa mediante la reducción de su grupo nitro por enzimas bacterianas anaeróbicas, generando metabolitos tóxicos que causan la ruptura del ADN microbiano, lo que resulta en un efecto bactericida contra microorganismos anaeróbicos y protozoarios.

Mecanismo molecular detallado

El metronidazol es un antimicrobiano del grupo de los 5-nitroimidazoles con un mecanismo de acción específico que explica su selectividad contra microorganismos anaeróbicos:

1. Activación por reducción:

   • El metronidazol es un profármaco que requiere activación metabólica
   • Las enzimas reductoras presentes en microorganismos anaeróbicos (como piruvato-ferredoxina oxidorreductasa) reducen el grupo nitro del metronidazol 1
   • Esta reducción genera intermediarios reactivos y metabolitos tóxicos

2. Daño al ADN:

   • Los metabolitos reducidos interactúan con el ADN microbiano
   • Causan ruptura de las hebras de ADN 2
   • Interfieren con la síntesis de ácidos nucleicos
   • Estos efectos conducen a la muerte celular (efecto bactericida)

3. Selectividad por anaerobios:

   • La activación del metronidazol requiere un ambiente con bajo potencial redox
   • Los microorganismos aeróbicos carecen de las enzimas reductoras necesarias
   • El oxígeno compite con el metronidazol por los electrones en ambientes aeróbicos, impidiendo su activación

Espectro antimicrobiano

El metronidazol es efectivo contra:

• Bacterias anaeróbicas:

  • Gram-negativas: Bacteroides fragilis, Fusobacterium spp. 3
  • Gram-positivas: Clostridium spp., Peptostreptococcus spp. (aunque con mayor frecuencia de resistencia) 4

• Protozoos:

  • Trichomonas vaginalis
  • Entamoeba histolytica
  • Giardia lamblia 4

• Otros microorganismos:

  • Gardnerella vaginalis
  • Helicobacter pylori (como parte de terapias combinadas) 5

Aplicaciones clínicas basadas en su mecanismo

1. Infecciones anaeróbicas:

   • Infecciones intraabdominales
   • Abscesos cerebrales
   • Infecciones de tejidos blandos 1

2. Infecciones protozoarias:

   • Tricomoniasis (eficacia del 90-95%) 6
   • Amebiasis extraintestinal
   • Giardiasis 1

3. Otras indicaciones:

   • Vaginosis bacteriana 5
   • Componente de regímenes para erradicación de H. pylori 5
   • Colitis pseudomembranosa por Clostridioides difficile 4
   • Efecto antiinflamatorio en rosácea (mecanismo no completamente dilucidado) 5, 7

Consideraciones farmacológicas importantes

• Absorción: Excelente biodisponibilidad oral (>90%) 2
• Distribución: Amplia distribución tisular, incluyendo sistema nervioso central 2
• Metabolismo: Extenso metabolismo hepático, generando metabolitos con actividad biológica 2
• Efecto post-antibiótico: Actividad prolongada hasta 3 horas después de que la concentración cae por debajo de la CMI 2

Aspectos relevantes de resistencia

• La resistencia al metronidazol es poco común en bacterias anaeróbicas 1
• Se han reportado casos de resistencia en T. vaginalis y algunas cepas de B. fragilis 1
• La resistencia puede desarrollarse por:
  • Mutaciones puntuales
  • Disminución de la actividad de las enzimas reductoras necesarias para su activación
  • Aumento de la capacidad para sobrevivir en tensiones de oxígeno más elevadas (en el caso de T. vaginalis) 1

El conocimiento del mecanismo de acción del metronidazol es fundamental para comprender su selectividad contra microorganismos anaeróbicos y su eficacia en diversas infecciones clínicas.