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Vol. 14. Núm. 4.Agosto 1994
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Anomalías del transporte de sodio en la hipertensión arterial.
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V A NEFROLOGIA. Vol. XIV. tNúm. 4. 1994 V VVVolo . Anomal í a s d e l t r a n s p o r t e d e so d i o e n l a h i p e r t e n s i ó n arte r i a l lógicos 1 6 e x p e r i m e n t a b l e s 8 y clínicos 9 11 han dado s o p o r t e a las primeras observaciones y corroborado la inequ ívoca relación entre eI consumo de sal y la hipertensión arterial (HTA) esencial. No obstante, el intento de extrapolar conclusiones mento de edad en las poblaciones desarrolladas es , un e v e n t o filogenético reciente, atribuible en g r a n emergentes de datos epidemiológicos a experiencias individuales en la clínica ha generado innumera bles parte al uso de sal como aditivo de los alimentos 1. Los sistemas metabólicos, enzimáticos y neurohumocontroversias. Desde un punto de vista general, la hirales del homo sapiens han evolucionado durante los pótesis sal-hipertensión sostiene que la mayoría de los humanos son sensibles a la exposición a la sal. Sin últimos 50.000 años hasta alcanzar su modo de oper a c i ó n actual, al tiempo que la alimentación ha pasaembargo, únicamente algunos individuos responden do de estar constituida básicamente por frutos y vecon descensos de presión frente a la restricción salina, getales, irregularmente complementados con carne, a lo que sugiere una susceptibilidad individual a la sal 12 de modo similar a lo que sucede en el animal de exla situación prácticamente opuesta 2. En los últimos 50.000 años, el desarrollo dela tecnología necesaria perimentación 8. Al igual que entre los hipertensos esenciales, la hipertensión inducida por excesiva inpara la obtención de la sal común de las minas o del gesta de sal en la rata Sprague-Dawley es sólo parcialagua del mar ha permitido al ser humano la conservación de los diferentes alimentos en salazón. E n mente reversible cuando se administra una dieta esaras a evitar el crecimiento bacteriano y fúngico, la tándar en sal y hasta el 40% de estas ratas no consiguen normalizar sus cifras de presión 8. Los deconservación mediante sal común requiere de altas concentraciones de cloruro sódico por gramo de tejifensores entusiastas de la hipótesis sal-hipertensión han sugerido que incluso los casos de HTA esencial do. Probablemente, el paladar de las sucesivas generaciones se ha ido adaptando de manera progresiva a que no responden a la dieta hiposódica con descensos tensionales podrían haber sido inicialmente induestas altas dosis y su resultado ha sido el uso de sa l como apreciado condimento. Este hecho podría excidos por exceso de sal en la dieta, análogamente a lo observado en la rata Sprague-Dawley. En cualquier plicar el que el consumo habitual de cloruro sódico caso, la sensibilidad a la sal no parece ser un atributo sea del orden de 10 a 30 veces superior a las necesidades fisiológicas del ser humano 1. general, sino una característica individual. Ambard y Beaujard 3 sugirieron, hace ya más de 80 años, que el excesivo consumo de sal en la dieta podía ser responsable del aumento de las cifras de preAproximación a los mec a n i s m os moleculares d e l s sión arterial de algunos individuos. Ello supuso el iniefecto presor del sodio c i o de un largo camino, la saga de la sal, que todavía hoy recorremos sin vislumbrar su final. La evidencia epidemiológica, experimental y clíniDesde entonces, gran número de estudios epidemioca ha supuesto el fundamento, justificación y punto de partida de toda la investigación encaminada a dilucidar los mecanismos presores del sodio. En este sentido, si bien aquélla se focalizó en un principio hacia el estudio del Na + extracelular, los intentos de demostrar un aumento de su concentración plasmática que explicara satisfactoriamente la expansión del Introducción TRANSPORTE DE SODIO Y HTA volumen del líquido extracelular (LEC) no aportaron los resultados esperados, lo que indujo a gran número de investigadores a profundizar en el conocimiento de su metabolismo celular, de sus movimientos a través de las membranas y de su relación con otros iones como un posible camino para Id comprensión de la relación sal-hipertensión a nivel molecular. Los investigadores tienen todavía planteados diversos interrogantes en el análisis de la relación sal-hipertensión: ¿Cómo ejerce el cloruro de sodio su efecto presor? ¿Afecta por igual a todos los hipertensos? ¿Existe una relación cuantitativa o cualitativa? ¿Existe un único o varios mecanismos presores? ¿ES el sodio el elemento determinante o se limita a ser un mensajero de otro ion? ¿Cuál es su célula o células diana? Aunque algunas de estas cuestiones han sido parcialmente aclaradas por la investigación biomédica de la última década, otras continúan siendo objeto de meras especulaciones. La hipótesis de que la HTA esencial podía estar relacionada con alteraciones del contenido intracelular de Na+ fue sugerida por vez primera por Tobian y Binion 13 en 1952. En exámenes post-mortem, estos autores detectaron un aumento del contenido intracelular de Na+ en las fibras musculares Iisas de arteria renal procedente de individuos hipertensos esenciales. Desde entonces y hasta nuestros días se han confirmado algunos de los resultados iniciales y se han caracterizado diferentes anomalías genéticas de los sistemas enzimáticos que catalizan el transporte de Na+ a través de las membranas celulares 14. Asimismo, se ha podido detectar la presencia de sustancias plasmáticas circulantes capaces de modular la actividad de estos sistemas en los hipertensos esenciales 14. A pesar de que la gran profusión de datos referidos en la literatura médica muestran en ocasiones resultados contradictorios, en la mayoría de los casos las anomalías descritas tienden a provocar aumentos en la concentración intracelular de Na+ que podrían estar ligados a la etiopatogenia de la HTA esencial 15. Esta se trata de una entidad clínica mediada eminentemente por un aumento de las resistencias periféricas, lo que en gran medida es debido al aumento del tono de la fibra muscular lisa vascular. La dificultad que supone el acceso a estas fibras en los pacientes hipertensos, así como los problemas éticos que plantea, han condicionado la utilización de células hemáticas circulantes en la investigación clínica, especialmente hematíes, por su fácil obtención y manipulación. Aunque estas células no se hallan directamente implicadas en los mecanismos que regulan la presión arterial, su estudio debe considerarse como un modelo de lo que ocurre en otros lugares del organismo. Es de destacar al respecto que la mayoría de los sistemas de transporte transmembranario de Na+ son comunes a todas las células del organismo y que las alteraciones halladas en hematíes y leucocitos han podido reproducirse en fibras musculares lisas vasculares, células del túhulo renal y neuronas noradrenérgicas procedentes de animales de experimentación. Cabe recordar que en los hematíes y demás células no epiteliales, la concentración intracelular de Na+ está regulada fundamentalmente por dos grupos de sistemas de transporte: los responsables de su entrada en la célula y los determinantes de su extrusión al medio extracelular 16-18. Por un lado, la difusión pasiva es responsable de un flujo neto de entrada de Na+ al interior de la célula y de un flujo neto de salida de K+. Ambos iones se mueven a favor de gradiente electroquímico sin que se requiera, por tanto, consumo energético para su transporte. Además, hasta un 80% de la entrada de Na+ a la célula puede estar mediado por el intercambiador Na+H+ y por el intercamhiador dependiente de Na+, sistemas por otra parte implicados en la regulación del pH intracelular. El contratransporte Na+-Li+ intercambia, en condiciones fisiológicas, una molécula de Na+ intracelular por otra extracelular sin generar, por tanto, cambios netos en la concentración de Na+ a ambos lados de la membrana eritrocitaria. Sin embargo, dado que el Li+ y probablemente el H+ pueden sustituir al Na+ en este sistemediado por el ma, un intercambio de Na+ por contratransporte Na+-Li+ podría ser el responsable de una parte de la reabsorción de Na+ a nivel del túbulo contorneado proximal del riñón. En estas condiciones, la actividad del sistema generaría una ganancia neta de Na+ por parte del organismo. Frente a los diferentes mecanismos de entrada de Na+ al interior de la célula, la ATPasa Na+-K+, sensible a la ouabaína y conocida como bomba de sodio, promueve un flujo neto de Na+ al exterior de la célula mediante el intercambio de 3Na+ por 2K+. Este sistema utiliza la energía procedente de la hidrólisis del ATP y genera un gradiente electroquímico a ambos lados de la membrana. Además, en la homeostasis del Na+ interviene otro sistema de transporte, el cotransporte Na+-K+-Cl-, sensible a la furosemida y bumetanida, que es responsable de pequeños flujos acoplados de estos iones hacia el exterior de la célula. Este sistema actúa como mecanismo regulador de los pequeños desequilibrios iónicos que pudieran generarse como consecuencia de la acción de los demás sistemas y actúa como una bomba de sodio de baja capacidad. El perfecto equilibrio entre la acción de estos diferentes sistemas de transporte determina en todo momento la concentración intracelular de Na+ (fig. 1 ). 437 A. COCA ATPasa Na+-K+ ANIONES Na+ COTRANSPORTE Na+-K+-CI- INTERCAMBIADOR Na+ CONTRATRANSPORTE Na+-Li+ Anomalías del metabolismo celular del Na+ descritas en la hipertension arterial esencial Los estudios de transporte iónico en la HTA esencial se realizaron inicialmente utilizando técnicas sencillas de flujos transmembranarios y con la hipótesis de que se trataba de una entidad homogénea en la que era posible definir una única anomalía de transporte. Sin embargo, la heterogeneidad de los hallazgos clínicos y de laboratorio, así como la distinta respuesta a los fármacos antihipertensivos y a las medidas dietéticas, hacían prever también una heterogeneidad molecular en la HTA esencial. De hecho, la pionera clasificación por el grupo de Laragh 19 de los pacientes hipertensos en base a la actividad renina plasmática aparece como elemento precursor de la heterogeneidad posteriormente evidenciada en relación al metabolismo celular del Na+. Las diferentes anomalías del metaholismo celular del Na+ descritas en la HTA esencial hacen referencia tanto al aumento de su concentración intracelular como a trastornos de los diferentes sistemas de trans438 porte activo y pasivo de los que depende su movimiento a ambos lados de la membrana. 1) Aumento de la concentración intracelular de Na+ En 1960, Losse y cols. 20 demostraron un aumento del contenido de Na+ en eritrocitos de hipertensos esenciales. Desde entonces, numerosos autores han corroborado estos hallazgos tanto en pacientes hipertensos 21 -36 como en ratas hipertensas espontáneas 37-40. Particularmente, un estudio de Wessels y Zumkley 31 en 300 pacientes afectos de HTAe demostró un incremento de la concentración intraeritrocitaria de Na+ del 12% respecto a los individuos normotensos. Sin 10 embargo, otros autores han hallado esta concentración normal 41- 51 o incluso disminuida 52 ,53 aunque en muchos existe un subgrupo de hipertensos con una concentración superior a la del límite normal. De cualquier modo, la curva de distribución del Na+ intraeritrocitario en la población hipertensa aparece sesgada hacia sus valores más altos 5 4 . TRANSPORTE DE SODIO Y HTA Hallazgos similares han sido tambien descritos en leucocitos de hipertensos esenciales 55-64. Algunos individuos normotensos con antecedentes de HTAe en familiares de primer grado han demostrado tener un contenido eritrocitario de Na+ superior al de aquellos con una historia familiar negativa 65-69. Ello sugiere que algunos cambios en el metabolismo celular del Na+ podrían ser detectables en una etapa prehipertensiva, aunque también podría ser indicativo de una falta de correlación entre la concentración intracelular de Na+ y la presión arterial 59. Esto último vendríá avalado por la presencia de alteraciones en la concentración intracelular de Na+ en otras enfermedades tales como algunas anemias hemolíticas o distrofias musculares 70. No obstante, la aparente disparidad de estos resultados entre los hipertensos esenciales puede no ser más que una traducción de la heterogeneidad de esta población 71 . El que presenten un Na+ intracelular . elevado, normal o bajo puede depender del tipo y cuantía de la anomalía de membrana responsable, así como de la eficacia de sus sistemas de compensación. En efecto, dado que el metabolismo celular del Na+ depende básicamente de sus sistemas de transporte'transmembranoso, el aumento del contenido intracelular debe ser atribuido a alguna anomalía en estos sistemas 80, 81, 72. No existe una única alteración responsable del aumento de la concentración de Na+ intracelular y, eventualmente, de la presión arterial de toda la población hipertensa, como en algún tiempo se sugirió 46, 49, 73. sino que existen subgrupos de esta heterogénea población caracterizados por diferentes anomalías de sus sistemas de transporte de sodio. 2) Aumento de la difusión pasiva de Na+ Mediante técnicas isotópicas, Wessels y cols. 80 detectaron un aumento de la incorporación de 22Na a hematíes procedentes de pacientes con hipertensión esencial. El aumento de este flujo les llevó a sospechar que el anormalmente elevado contenido eritrocitario de Na+ que presentaban estos pacientes era debido a un aumento de su entrada por difusión pasiva. No obstante, en las condiciones experimentales por e l l o s utilizadas, la intrusión de 22Na podía ser mediada en parte por el cotransporte Na+-K+-Cl-, contratransporte Na+-Li+, intercambiador Cl-/HCO3- dependiente de Na+, intercambiador Na+-H+ y, quizás, algún otro sistema todavía no conocido. En efecto, Garay y cols. 74 observaron que la extrusión de Na+ en hematíes incubados en un medio rico en sacarosa y Mg2+ que contenía ouabaína y bumetanida, sustancias que inhiben respectivamente la ATPasa Na+-K+ y el cotransporte Na+-K+-Cl , mostraba las propiedades cinéticas de la difusión pasiva, es decir, una dependencia lineal respecto al contenido intraeritrocitario de Na+ e independencia de la concentración interna y externa de K+. En un trabajo posterior, Garay y Nazaret 75 demostraron la existencia de un aumento de este flujo de salida de Na+ por difusión pasiva en algunos hipertensos esenciales y consiguieron caracterizar un subgrupo de pacientes cuyos valores de difusión pasiva eran claramente superiores a los límites más altos de la normalidad. El defecto de permeabilidad pasiva que presentaban los hematíes de estos pacientes ha sido definido como anomalia Leak (+). El aumento de la difusión pasiva ha sido confirmado también por Wessels y Zumkley 76, así como por nuestro grupo 77, 78. Esta anomalía puede ser detectada entre el 1 y el 12% de los hipertensos esenciales de nuestro medio 78. El que en estos pacientes la concentración intracelular de Na+ sea normal o esté elevada puede depender de la existencia y magnitud de un aumento simultáneo de las velocidades de extrusión de Na+ por parte de la ATPasa Na+-K+ y del cotransporte Na+-K+-Cl, que actúan como sistemas compensadores. No obstante, tal como se observa en la figura 2, es probable que estos sistemas sólo sean capaces de compensar la anomalía de la difusión pasiva en condiciones basales, es decir, con una dieta pobre en sodio. Por el contrario, frente a una sobrecarga salina capaz de inducir la liberación de factores natriuréticos < < > en respuesta a la expansión del volumen del LEC, los bloqueos de la bomba de Na+ de la membrana basolateral del túbulo renal y del cotransporte Na+-K+-Cl de la membrana apical condicionarían el aumento de la natriuresis al impedir su reabsorción. Simultáneamente, el bloqueo de estos sistemas en la fibra muscular lisa arteriolar determinaría un aumento de su contenido intracelular de Na+ 14,15. 3) Anomalías de la ATPasa Na+-K+ La bomba de sodio se halla presente en virtualmente todas las membranas del organismo y el flujo de Na+ de ella dependiente puede variar tanto por la acción de sustancias moduladoras de su actividad como por modificaciones en el número de unidades proteicas de bomba de la membrana celular. En la hipertensión arterial esencial y en las ratas hipertensas espontáneas se han descrito resultados tan diversos como su estimulación79-86 inhibición63,87-93 o normalidad 50, 94-96 así como la presencia de sustancias plasmáticas circulantes con capacidad inhibidora 60 97-100 No obstante, hallazgos aparentemente tan dispares pueden reconciliarse y dar lugar a conclusiones Iógicas. Por ejemplo, si un inhibidor circulante de la A. COCA INDIVIDUO HIPERTENSO PERMEABILIDAD PASIVA 8 BASAL 4 4 vla+ ( EXCESO INGESTA DE Na+ FACTOR YATKI"RET,CO `OUABAIWA-LIKE' ATPasa Na+-K+ juega un papel primordial en la HTA esencial o experimental, las observaciones que demuestran aumento o disminución del flujo dependiente de la ATPasa pueden explicarse en base a pequeñas diferencias en las condiciones experimentales. Con la ATPasa parcialmente inhibida por el factor «ouabaína-like» puede anticiparse que existirá un aumento compensador en el número de unidades proteicas de ATPasa Na+-K+ por superficie de membrana, tal como se observa durante el tratamiento crónico con digitálicos 101, 102 . Bajo estas circunstancias, las células de los pacientes o de los animales de experimentación pueden mostrar una actividad ATPasa normal, aumentada o disminuida dependiendo de que el inhibidor se disocie de las bombas durante la manipulación experi440 mental, de que haya existido un cambio previo en la concentración intracelular de Na' como resultado de la inhibición o de que se produzca un aumento compensador en el número de unidades de bomba. En este sentido, Walter y Distler 48 observaron que el flujo absoluto de Na+ dependiente de la ATPasa no difiere entre la población de hipertensos esenciales y normotensos. No obstante, dado que los primeros presentan un aumento de la concentración de Na+ intracelular, el flujo sensible a la ouabaína corregido para esta concentración es notablemente inferior en los hipertensos. El intento de identificar una sustancia natriurética «ouabaína-like» y su implicación en la génesis de la HTA esencial ha sido un hecho constante en la literatura médica. En los últimos años ha existido un renovado interés por el aislamiento y caracterización de inhibidores circulantes de la ATPasa Na+-K+, que ha culminado con la reciente purificación e identificación estructural, mediante espectrometría de masa, de una sustancia endógena presente en el plasma humano a niveles subnanomolares, que se fija a los receptores de los glicósidos digitálicos con alto grado de afinidad y es indiferenciable de la ouabaína, desde el punto de vista estructural, biológico e inmunológico 1 0 3 . Esta sustancia «ouabaína-like» humana inhibe la ATPasa Na+-K+ y la entrada de 86 R b + a la célula, presentando un efecto cardiotónico cuantitativamente similar al de la ouabaína comercial. El que las mayores concentraciones de esta sustancia hayan sido detectadas en las suprarenales sugiere que estas glándulas y no el hipotálamo son la fuente del compuesto circulante 103 . Al estudiar dos grupos de individuos normotensos, unos con historia familiar de HTA y otros sin ella, Milner y cols. 104 demostraron una disminución del flujo de Na+ sensible a la ouabaína en los primeros. Tras 7 días de tratamiento diurético, aquél aumentaba hasta hacerse normal, mientras que en el grupo de sujetos sin antecedentes familiares de HTA permanecía inmodificado. Estos hallazgos son consistentes con la idea de que, en el estado prehipertensivo, los individuos susceptibles al sodio requerirían niveles anormalmente elevados de un inhibidor de la ATPasa Na+-K+ para excretar la sobrecarga salina. En el estado prehipertensivo, los reflejos cardiovasculares prevendrían el aumento del tono vascular y el exceso de hormona circulante contribuiría a mantener el balance sódico a nivel renal 72. El tratamiento con diuréticos, capaz de promover una pérdida de Na+ y agua y, por tanto, una contracción del LEC, supondría la desaparición del estímulo para la secreción de la sustancia natriurética. Ello explicaría el aumento del flujo de Na+ sensible a la ouabaína y la disminución del Na+ intracelular que se observa en los hematíes de pacientes hipertensos o de sus hijos normotensos cuando son sometidos a tratamiento diurético 58. TRANSPORTE DE SODIO Y HTA 1 CORCERTRACIOR IRTRRERITRûITARIA RE Rn+ 1(mcWl-==l) Fig. 3.-Estimulación del flujo de Na+ dependiente de la ATPasa Na+-K+ por el Na+ intracelular. El desplazamiento a la derecha de esta curva sigmoide en los hipertensos con la anomalía estable « B o m b a (-) R (-)» (trazo continuo) es expresión de una dism i n u c i ó n de la afinidad aparente de la bomba para el Na+ intracelular. Este defecto funcional, parcialmente compensado por un aumento de su velocidad máxima (anomalía de compensación «Bomba(+) V(+)»), implica la necesidad de mayores cifras de Na+ intracelular para conseguir el mismo nivel de estimulación que los individuos normales (trazo discontinuo). En la parte derecha de la figura Se representa la transformación lineal de la curva mediante un gráfico de Hanes. F i g . 4.-El defecto funcional de la ATPasa Na+-K+ en los hipertensos con la anomalía estable «Bomba (-) R(-)» puede ser compensado, en situación basal, por un aumento de la velocidad del cotransporte Na+-K+-CI (anomalía de compensación «Co (+) V(+)») y por el propio aumento de la velocidad máxima de la B o m b a (anomalía de compensación «Bomba (+) V (+)»). Sin e m b a r g o , cuando se produce una sobrecarga salina y la consecuente liberación de factor natriurético «ouabaína-like», y t a m b i é n probablemente «bumetanida-like», el bloqueo de la Bomba de sodio (anomalía adquirida << Bomba (-) V (-)») determina que el cotransporte no sea suficiente para regular el exceso de N a + . El resultado final es un aumento de su concentración intracelular. En un impecable estudio de las propiedades cinéticas de la ATPasa Na+-K+ en una población de hipertensos esenciales, Díez y cols. 105 consiguieron caracterizar un subgrupo de pacientes que, de manera estable, presentaban una disminución de la afinidad aparente de la ATPasa Na+-K+ para el Na+ intracelular. En la mayoría de los hipertensos con este.defecto, definido como anomalía bomba (-), la velocidad máxima de la ATPasa Na+-K+ puede hallarse aumentada como mecanismo compensador (anomalía bomba (+)). Estos resultados son similares a los observados por nuestro grupo 106 y sugieren que entre el 8 y 25 % de los hipertensos esenciales presentan una anomalía intrínseca de la bomba de Na+ que no depende de la presencia de un inhibidor circulante. Esta anomalía implica la necesidad de mayores cifras de Na+ intracelular para conseguir el mismo nivel de estimulación que un individuo normal (fig. 3). En condiciones basales, la concentración de Na+ intracelular puede mantenerse normal o elevada dependiendo de la eficacia de los mecanismos compensadores. En efecto, el incremento del número de unidades proteicas de la ATPasa Na+-K+.por unidad de superficie, o de la velocidad de translocación del Na+ en sus loci de fijación a la proteína transportadora (anomalía bomba (+)), o el aumento de la velocidad máxima del cotransporte Na+-K+-Cl- (anomalía Co (+)), pueden compensar el defecto de la afinidad de la bomba para el Na+ intracelular 105,106. Sin embargo, tal como se observa en la figura 4, en una situación de sobrecarga salina crónica con liberación de factor natriurético «ouabaína-like», y tal vez de «bumetanida-Iike», el bloqueo de estos sistemas en las células musculares lisas arteriolares podría determinar la incapacidad de extrudir el exceso de Na+ y el consecuente incremento de su concentración intracelular 14,15. 4) Anomalías del cotransporte Na+-K+-CIEn 1979, Garay y Meyer 46 pudieron demostrar un descenso de la actividad de este sistema en hipertensos esenciales. Estos hallazgos fueron confirmados 441 A. COCA COSICEMTRACION INTRAERITROCITARIA DE NA + (nmml/l .cel) Fig. 5.-Estimulación del flujo de Na+ dependiente del cotransporte Na+-K+-Cl por el Na+ intracelular. El desplazamiento a la derecha de esta curva sigmoide en los hipertensos con la anomalía estable "Co (-) R (-)" (trazo continuo) es expresión, al igual que en el caso de la bomba de sodio, de una disminución de la afinidad aparente del cotransporte para el Na+ intracelular. Este defecto funcional implica la necesidad de mayores cifras de Na+ intracelular para conseguir el mismo nivel de estimulación que los individuos normales (trazo discontinuo). En la parte derecha de la figura se representa la transformación lineal de la turba mediante un gráfico de Hanes. por los mismos autores, tanto al estudiar la actividad en condiciones basales como en eritrocitos sometidos a una sobrecarga salina 75, 107, 108. Desde entonces se han llevado a cabo gran número de estudios sobre la actividad del cotransporte en hipertensos. En la mayoría de los casos, el flujo de Na+ dependiente de este sistema se ha medido a una concentración intracelular determinada, sea la fisiológica o tras someter los hematíes a una sobrecarga salina, con resultados dispares. Mientras que algunos autores han demostrado una disminución de la extrusión de Na+ dependiente del cotransporte, tanto en hipertensos esenciales como en ratas hipertensas espontáneas44,45,68,72,95,109-119 , otros no han observado diferencias significativas 54,571, 120-126 o han constatado un 4 aumento 127. Asimismo, existen marcadas diferencias raciales y parece evidente que en la raza negra se distribuye el mayor porcentaje de individuos con un cotransporte anormalmente bajo 114, 115, 118. De todo ello parece deducirse que la población hipertensa es heterogénea respecto al cotransporte Na+-K+-Cl . Garay y cols. 128 llevaron a cabo un estudio de las características cinéticas del cotransporte en una población de hipertensos esenciales. Midiendo el flujo de Na+ sensible a la furosemida a diferentes concen442 traciones intraeritrocitarias del catión, pudieron demostrar la existencia de un subgrupo de pacientes con una anomalía del cotransporte, consistente en una disminución de la afinidad aparente del sistema para el Na+ intracelular. Esta anomalía estable fue definida como anomalía Co (-) y se detecta entre el 18 y 39% de los pacientes 129. Al igual que la anomalía bomba (-) determina una dificultad en la extrusión de Na+, pues se requieren mayores concentraciones intracelulares del catión para conseguir el mismo nivel de estimulación que un individuo normal (fig. 5). En los hipertensos con la anomalía Co (-), la velocidad máxima del sistema puede estar aumentada (anomalía Co (+)) como mecanismo compensador, ser normal o estar disminuida. La disparidad en los hallazgos observados por los diferentes autores podría depender de que el sistema haya sido estudiado a la concentración fisiológica de Na+ o en células sometidas a una sobrecarga máxima de este ion. Tal como se observa en la figura 6, los hipertensos con la anomalía Co (-) pueden presentar los mismos problemas que los pacientes con anomalía Leak (+) en el control del Na+ intracelular frente a una sobrecarga salina, tanto en las fibras musculares lisas arteriolares como en las neuronas noradrenérgicas 14, 15. TRANSPORTE DE SODIO Y HTA EXCESO @NOESTA DE Na+ . Fig. 6.--El defecto funcional del cotransporte Na+-K+-Cl en los hipertensos con la anomalía estable "Co (-) R (-)" es compensado, en .situación basal, por la actividad de la ATPasa Na+-K+ (anomalía de compensación "Bomba (+) V (+)"). Sin embargo, cuando se produce una sobrecarga salina y la consecuente liberación de factor natriurético "ouabaína-like", el bloqueo de la bomba de sodio (anomalía adquirida "Bomba (-) V (-)") impide regular el exceso de Na+ intracelular. El resultado final es un aumento de su concen tración. 5) Anomalías del contratransporte Na+-Li+ En 1980, Canessa y cols. 41 demostraron un aumento de la actividad del contratransporte Na+-Li+ en los pacientes afectos de HTA esencial. En este trabajo los hematíes eran incubados en un medio isotónico rico en Li+, con lo que se conseguía sobrecargar a los hematíes con este ion y determinar posteriormente el flujo de salida de Li+ en un medio extracelular rico en Na+, Otros autores 120 han determinado el contratransporte como'el flujo de entrada de Li+ inhibido por la floretina, o bien como el flujo de salida de Na+ e s t mulado por el Li+ extracelular 1 30. La mayoría de investigadores han corroborado el aumento de la velocidad máxima de este sistema en la población de HTA esenciales 41, 44, 71, 95, 127, 1 31- 137, así como en individuos normotensos con historia fami13 liar de HTA 1 8, 139. La proporción de hipertensos que presenta esta anomalía, definida como anomalía contra (+), es extremadamente variable y viene in- fluenciada por la raza, la edad y la existencia de historia familiar de HTA 115, 117,140, 141 . En nuestro medio es la anomalía más frecuente y afecta entre el 26 y 49% de los hipertensos esenciales 142, 143. Los estudios simultáneos del cotransporte Na+-K+Cl y el contratransporte Na+-Li+, tales como los de Dagher y Canessa 117 y los de Garay y cols. 76, 128, demuestran que en la población de hipertensos existen dos subgrupos bien diferenciados: unos que presentan una anomalía del cotransporte Na+-K+-Cl , caracterizada por la disminución de la afinidad aparente del sistema transportador para el Na+ intracelular ( a n o m a l í a Co (-)), en los que la velocidad máxima del contratransporte Na+-Li+ es normal, y otros cuyo cotransporte Na+-K+-Cl es normal, que presentan un aumento de la velocidad máxima del contratransporte Na+-Li+ («anomalía contra (+)). Aunque el intercambio de Na+ por Li+ no parece estar en relación directa con los procesos implicados en la regulación del sodio intracelular, se ha postulado que el contratransporte Na+-Li+ podría ser un modo de operación del intercambiador Na+-H+ 141, capaz de intercambiar 1 Na+ del filtrado por 1H+ intracelular a nivel del túbulo contorneado proximal del riñón 144. Es ésta una hipótesis especialmente atractiva, puesto que el aumento de la velocidad máxima del contratransporte Na+-Li+ podría suponer un incremento de la reabsorción tubular de Na+ y, por tanto, un mecanismo directamente implicado en la sensibilidad a la sal de algunos hipertensos. En este sentido, la observación por Weder 131 de una correlación inversa entre la actividad del contratransporte Na+-Li+ eritrocitario y el aclaramiento renal de litio, que es una medida indirecta de la reabsorción tubular de Na+, apoya esta hipótesis. Esta alteración podría representar la supuesta anomalía renal genética que ha sido implicada desde hace tiempo en la etiopatogenia de la HTA esencial 14, 15. Sin embargo, dada la distinta sensibilidad de los intercambiadores a la amilorida, otros autores 145 han apuntado la posibilidad de que el contratransporte Na+-Li+ y el intercambiador Na+-H+ sean dos proteínas transportadoras distintas. 6) Anomalías del intercambiador Na+-H+ Livne y cols. 146 describieron en 1987 la existencia de un aumento de la actividad del intercambiador Na+-H+ tras sobrecarga ácida en plaquetas de hipertensos esenciales, hallazgos que fueron confirmados posteriormente por otros autores en el mismo modelo celular 147, 148 La actividad del intercambiador plaque.. tar se correlaciona con las cifras de presión arterial diastólica y su hiperactividad se ha detectado en hipertensos de diversas razas, concretamente en los de 443 A. COCA raza blanca y negra 147,al contrario de lo que sucede con la hiperactivación del intercambiador Na+Li+ eritrocitario, prácticamente inexistente entre los hipertensos de raza negra 115, 127, 140, 141. Asimismo, es interesante la observación de que los fibroblastos de normotensos de raza negra presentan una mayor actividad del intercambiador al compararlos con normotensos caucásicos, aunque sin relación con la presencia de predisposición familiar 149. El aumento de la actividad del intercambiador medido como flujo de entrada de Na+ sensible a la amilorida 150 o como flujo de entrada de H+ sensible a su " derivado etil-isopropil-amilorida 151, el compuesto que más especificamente lo inhibe, también se ha observado en leucocitos 150, 151 y células musculares estriadas 152 de hipertensos esenciales. 1 También en el modelo celular eritrocitario se ha detectado la hiperactivación del intercambiador Na+H+ en hipertensos esenciales, con una prevalencia variable entre el 20 y 80% de los pacientes según diferentes investigadores 153-156. Existe cierta discrepancia en cuanto a la posible coincidencia de esta anomalía, definida como anomalía Protón (+), y l a anomalía Contra (+) en un mismo paciente. Mientras el grupo de Postnov 155, 156 observa una hiperactivación simultánea en hematíes de alrededor del 70% de los hipertensos esenciales, en un reciente estudio de Canessa y cols. 153 un 21% de los hipertensos presentan la anomalía Protón (+)» como única alteración de los sistemas eritrocitarios de transporte de Na+. La prevalencia de la anomalía Protón (+) eritrocitaria entre los hipertensos esenciales de nuestro medio es del 60% 154. Estos pacientes representan un subgrupo de hipertensos con características clínicas y biológicas bien definidas, tales como un mayor índice de masa ventricular izquierda, la tendencia a presentar valores más elevados de glucemia basal y un particular perfil lipídico caracterizado por cifras superiores de colesterol total, LDL-colesterol y triglicé. ridos 154 No se sabe con certeza si la hiperãctividad det intercambiador está genéticamente determinada o es un epifenómeno en el curso de la enfermedad hipertensiva, aunque algunas observaciones reciEntes sugieren la última posibilidad 157. En cualquier caso, sea primaria o secundaria a la actividad de la proteinkinasa c, la hiperactividad del intercambiador Na+-H+ aparece como un marcador biológico de los hipertensos esenciales con hipertrofia ventricular izquierda, probablemente implicado en la patogenia del crecimiento miocárdico. 7) Anomalías del intercambiador CH/HCO3Recientemente, Díez y cols. 158 han observado que la actividad eritrocitaria del intercambiador CH/HCQ3 444 dependiente del Na+ está anormalmente elevada en un subgrupo de hipertensos esenciales, que supone el 23% del total de los pacientes. Esta alteración del transporte transmembranario de sodio, que ha sido definida como anomalía Anión (+), permanece estable a lo largo de la evolución de la enfermedad. Al analizar las posibles características diferenciales de los pacientes portadores de esta anomalía respecto a los hipertensos con una actividad normal del intercambiador Cl-/HCO3 , estos mismos autores 159 observan una frecuencia superior de historia familiar de hipertensión, así como niveles inferiores de HDL-colesterol y superiores de aldosterona plasmática en los pacientes con la anomalía Anión (+) eritrocitaria, sug i r i e n d o que e s t o s i n d i v i d u o s p u e d e n representar un subgrupo particular entre los hipertensos esenciales. Desde el punto de vista fisiopatológico, la hiperactividad de este sistema en las células del túbulo renal y en las células musculares lisas arteriolares podría modificar las cifras de presión arterial. En efecto, el aumento de la reabsorción tubular proximal de bicarbonato mediada por el intercambiador Cl-/HCO3 condicionaría un aumento paralelo de la reabsorción de Na+ de estos pacientes. Tal vez`este fenómeno no es cuantitativamente importante en los individuos sometidos a dietas normo o hiposódicas, pero puede adquirir enorme relevancia en individuos con una excesiva ingesta de sal. En este sentido, la anomalía Anión (+) podría ser el sustrato molecular de la sensibilidad a la sal de al menos u n subgrupo de hipertensos esenciales 160 En las arteriolas de resistencia, la regulación del pH intracelular depende de la acción combinada del intercambiador Cl-/HCO3- dependiente del Na+ y del intercambiador Na+-H+, capaces de extraer el exceso de H+ al actuar en paralelo 161 De este modo, la hiperactividad del intercambiador Cl-/HCO3 en las células musculares lisas arteriolares de este subgrupo de hipertensos podría condicionar directamente un aumento de la concentración intracelular de Na+ y modificaciones del pH intracelular relacionadas con el control del tono vasomotor y con los fenómenos de crecimiento celular 162, 163. Clasificación de las anomalías del metabolismo celular del Na+ en la hipertensión arterial esencial desde el punto de vista patogenético En aras a una mejor y más sencillacomprensión de las diferentes anomalías del metabolismo celular del sodio descritas en la hipertensión arteriaI esencial, Garay 164 ha propuesto una clasificación en la que se combinan criterios de índole patogénica y criterios de orden cinético. TRANSPORTE DE SODIO Y HTA a) Criterio patogenético De acuerdo a su significado fisiopatológico, las diferentes anomalías pueden ser clasificadas en tres categorías: l AnomalÍas estables: se trata de defectos que preceden al desarrollo de la hipertensión arterial y no son modificados por la historia natural del proceso hipertensivo, aunque sí pueden serlo por el tratamiento antihipertensivo. Estas anomalías se detectan en los hipertensos adultos con la enfermedad ya establecida y en algunos de sus hijos normotensos, lo que sugiere su origen genético. Asimismo, tales anomalías pueden ser también detectadas a lo largo de toda la vida en algunas cepas de ratas hipertensas espontáneas. l Anomalías compensadoras: se trata. de aumentos de la actividad de algunas proteínas transportadoras de la membrana eritrocitaria, que se desarrollan como un mecanismo de compensación de los efectos deletéreos sobre el Na+ intracelular que las anomalías estables provocan. El resultado de tal fenómeno compensador puede ser la prevención de aumentos transitorios o permanentes del contenido intraeritrocitario de sodio. l Anomalías adquiridas: se trata de alteraciones de transporte inducidas directa o indirectamente por el aumento de las cifras de presión arterial. Tabla I. Clasificación de las anomalías de los sistemas de transporte de sodio detectadas en hematíes de hipertensos esenciales Anomalías estables AnomCdL?s de regukión: R (-) Bomba (-): disminución de la afinidad aparente de la ATPasa Na'K' para el Na' intracelular. C O (-): disminución de la afinidad aparente del cotransporte NXK+-Cl para el Na+ intracelular. Anom,di& de trxdocación: V (+) Co (+): aumento de la velocidad máxima del cotransporte Nd `K'-Cl . Contra (+): aumento de la velocidad máxima del contratransporte Na+-Li'. Protón (+): aumento de la velocidad máxima del intercamhiador Na'-H+. Anión (+): aumento de la velocidad máxima del intercamhiador Cl-/HCO t Na+-dependiente. Leak (+): aumento de la permeabilidad pasiva al Na+. Anomalías compensadoras Anondíbs de translocación: V (+) Bomba (+): aumento de la velocidad máxima de la ATPasa Na'K'. Co (+): aumento de la velocidad máxima del cotransporte Na+-Ki. Cl. Anomalías adquiridas Anomalías cie translocación: C-1 B o m b a (-): di sminución de la velocidad máxima de la ATPasa v Na+-K+. b) Criterio cinético Dependiendo del comportamiento y respuesta de los diferentes sistemas de transporte frente a los incrementos del contenido intraeritrocitario de Na+, estos defectos pueden ser clasificados en: l Anomalías de regulación (R): se caracterizan desde el punto de vista cinético por prEsentar una disminución de la afinidad aparente de la proteína transportadora para el Na+ intracelular. Garay 164 sugiere el calificativo de anomalías R (-) para expresar el descenso de afinidad por el sustrato (Na+ intracelular) y, por tanto, de la capacidad reguladora de la proteína. l Anomalías de translocación (V): se caracterizan por cambios en la velocidad de translocación de los iones transportados a ambos lados de la membrana. Esta modificación de la velocidad de intercambio se analiza determinando la velocidad máxima (Vmáx) del sistema. Para ello se estudian los flujos transmembranarios a concentraciones intracelulares del catión capaces de saturar los loci de fijación de la proteína transportadora. Los aumentos de la velocidad máxima (anomalías V (+)) o los descensos de la misma (anomalías V(-)) pueden obedecer a modificaciones de la velocidad de translocación de cada unidad de transporte o a cambios cuantitativos en el Co (-): disminución de la velocidad máxima del cotransporte Na+K+-Cl . ,r número de unidades de proteína transportadora por superficie de membrana. En la tabla I se exponen diferentes anomalías del transporte de sodio y su clasificación en base a criterios fisiopatológicos y cinéticos. De este modo, de las 6 anomalías estables, dos son de regulación (anomalías estables R (-)) y las cuatro restantes de translocación con aumento de su velocidad (anomalías estables V (+)). Las dos anomalías compensadoras son también de translocación con aumento de la velocidad de intercambio (anomalías compensadoras V (+)). Finalmente, las dos anomalías adquiridas son de translocación, aunque, a diferencia de las anteriores, suponen una disminución de Ia velocidad de intercambio (anomalías adquiridas V (-)). Estas últimas han sido detectadas en hipertensos esenciales y animales de experimentación tras ser sometidos a sobrecargas salinas 165 166 y reflejan la actuación de 0 sustancias plasmáticas «ouabaína-like» y << bumetanida-like» capaces de inhibir la velocidad máxima de la bomba de sodio y del cotransporte Na+-K+-CI- respectivamente. 445
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