10. MECANISMOS DE CALCIF. 1/1/04 00:54 Página 40 NEFROLOGÍA. Vol. XXIV. Número Extraordinario (IV). 2004 Mecanismos de calcificación vascular en la uremia M. Rodríguez y A. Bas Unidad de Investigación. Servicio de Nefrología. Hospital Universitario Reina Sofía. Córdoba. Los pacientes urémicos sobre todo aquellos en diálisis crónica padecen diferentes tipos de calcificaciones: calcificaciones tumorales que son el resultado de la acumulación de calcio en tejidos que rodean articulaciones; calcificaciones de pequeños vasos que producen lesiones necróticas cuya evolución clínica es desfavorable en una gran proporción de casos; calcificaciones en tejidos blandos como pulmón que pueden no ser detectadas por estudios radiológicos; finalmente puede observarse calcificaciones que afectan a la capa media en todo el árbol arterial y en válvulas cardíacas. La prevalencia de calcificaciones vasculares es alta, diferentes autores presentan distintos valores de prevalencia (30-80%) y ello está relacionado con la sensibilidad del método que se usa para detectar calcificaciones y el tiempo en diálisis 1, 2. En esta revisión se describen aspectos de la calcificación de la capa media de los vasos que sugieren que esta calcificación es un proceso ordenado donde están involucrados células responsables de la producción de proteínas que sirven de base histológica a la calcificación. Además se expondrán factores patogénicos de la calcificación vascular que son particularmente relevantes en los pacientes urémicos. Además de en enfermos urémicos, las calcificaciones vasculares se observan con frecuencia en ancianos y en diabéticos, estas calcificaciones han sido referidas como esclerosis de Mönckeberg. En un estudio realizado por Shananhan y cols.3 se cuantificaron las proteínas que regulan mineralización en las arterias de extremidades de pacientes ancianos y diabéticos que habían sido amputadas por razones médicas. En aquellas arterias donde se observaba calcificación existía un aumento de expresión de proteínas que favorecen la mineralización: Fosfatasa Alcalina (FA), sialoproteína ósea (BSP), osteocalcina (BGP) y proteína morfogenética del hueso (BMP) y una disminución de las proteínas que antagonizan la mineralización: osteopontina (OPN), proteína GLA de matriz (MGP) y osteonectina (SPARC). Este estudio sugiere que en la pared vascular calificada se ha roto el equilibrio a favor de las proteínas que promue40 ven mineralización que prevalecen sobre las proteínas que protegen la pared vascular de calcificaciones. En los pacientes urémicos las arterias calcificadas muestran un incremento de expresión de proteínas que favorecen mineralización 4 y además los zonas de calcificación están rodeadas de células positivas para el factor de transcripción Cbfa-1 que se expresa en células de estirpe osteo b l á s t i c a 5. Los estudios histológicos de la pared vascular calcificada muestran una deposición ordenada de calcio en forma de láminas, esto unido a la presencia de células de estirpe osteoblástica y la expresión de «proteínas mineralizantes» sugiere que la calcificación de la media es en realidad un proceso organizado de mineralización que requiere células (osteoblastos) y mediadores moleculares (proteínas osteogénica). Es probable que las células responsables de la mineralización de la pared vascular llamadas «células musculares calcificantes» sean células diferenciadas de estirpe osteoblástica a partir de células mesenquimales pluripotenciales que potencialmente son origen no solo de osteoblastos, condrocitos, célula muscular lisa, adipocitos y fibroblastos 6. Es decir osteoblastos y células de músculo liso son relativamente cercanas desde el punto de vista de estado de diferenciación génica. En el hueso las células madre mesenquimales se diferencian a osteoblastos bajo la acción de factores de diferenciación entre los que cabe destacar el BMP que también se expresa en la pared de la arteria calcificada. La tabla I expone las proteínas que actúan induciendo o inhibiendo mineralización de la pared arterial. La proteína GLA de matriz tiene un papel importante en la prevención de las calcificaciones de la pared vascular. La proteína GLA es dependiente de vitamina K y dispone de radicales carboxílicos El ratón deficiente para esta proteína desarrolla calcificaciones en todo el árbol vascular 7. Una de las funciones principales de la proteína GLA es desactivar la BMP-2 y evitar que actúe en la pared del vaso como factor diferenciador de células de estirpe os- 10. MECANISMOS DE CALCIF. 1/1/04 00:54 Página 41 ÓXIDO NÍTRICO Y DEGRADACIÓN DE LA MATRIZ EXTRACELULAR Tabla I. Mediadores calcificación arterial Inducen Calcificación ­ BMP-2: Proteina morfogenética ósea ­ BGP: Osteocalcina or proteina GLA ósea ­ Collagen type II ­ BSP: Sialoprotein ósea ­ Fosfatasa Alcalina Inhiben Calcificación ­ MGP: Proteina GLA de matriz ­ OPG: Osteoprotegerina ­ OPN: Osteopontina ­ SPARC: Osteonectina ­ PTHrP Tabla II. Factores patogénicos que son particularmente relevante en la calcificación vasclar del paciente urémico ­ ­ ­ ­ ­ ­ Hiperfosfatemia Uremic toxins Exceso de Vitamin D Niveles descendidos de Fetuina Inflamación Edad, Diabetes toblástica 2. El uso de anticoagulantes que interfieran con vitamina K podría contribuir a las calcificaciones vasculares. El comienzo de la calcificación vascular puede estar relacionado con la aparición de vesículas matriz que son pequeñas vesículas con contenido citoplásmico y membrana celular intacta; estas vesículas se forman a partir de células donde se origina mineralización o son el resultado del proceso de apoptosis celular. La pared del paciente urémico está lesionada por procesos de inflamación y estrés oxidativo, por lo tanto es razonable pensar que exista apoptosis celular. Proudfoot y cols.8 muestra que la apoptosis regula la calcificacion de vascular in vitro. De acuerdo a estos autores, las vesículas matriz son capaces de concentrar calcio en su interior y son el origen de los cristales de bioapatita. Existen una serie de factores patogénicos de la calcificación vascular que son particularmente relevantes en los pacientes urémicos (tabla II): hiperfosfatemia, toxinas urémica, vitamina D, Fetuina y el proceso inflamatorio crónico del paciente urémico en terapia sustitutiva. Estudios in vitro 9 usando cultivos primaries de células musculares lisas de pared vascular demuestran que el aumento de la concentración de fósforo extracelular induce a células musculares lisas de pared vascular a producir calcificaciones. Este efecto se observó con niveles de fósoro de 1,6-2 mM, similares a los de pacientes en diálisis. En este trabajo también se demostró que para inducir calcificaciones, el fósforo tenía que transportarse dentro de la célula mediante el cotransportador Na ­P. En presencia de un fósforo elevado también se evidenció un aumento de la expresión del Cbfa-1, que identifica a células de estirpe osteoblástica, y de fosfatasa alcalina, mediador de calcificación. En trabajos posteriores se ha analizado si el suero urémico, independientemente del fósforo elevado, puede contribuir in vitro a la calcificación de la pared vascular. Efectivamente Moe S y cols. 10 demuestra que la adición de suero urémico a cultivo de células musculares lisas de pared vascular induce calcificación por un mecanismo distinto del que se observó con el fósforo alto ya que el efecto es independiente de trasporte de celular de fósforo. La calcificación vascular inducida por suero urémico se acompañó de un aumento de expresión de factor Cbfa-1. Los pacientes urémicos tienen niveles bajos de 1,25(OH)2D3. En ocasiones estos enfermos reciben dosis altas de 1,25(OH)2D3 para tratar un hiperparatiroidismo secundario severo; uno de los inconvenientes de la administración de altas dosis de 1,25(OH)2D3 es el aumento de calcio y de fósforo que a su vez se asocia a calcificaciones vasculares. Independientemente de la hipercalcemia e hiperfosfatemia, Jono y cols.11 encuentra que el 1,25(OH)2D3 puede aumentar la calcificación vascular in vitro usando cultivos primarios de células de musculo liso de pared vascular. La deposición de calcio inducidad por 1,25(OH)2D3 se asoció a un disminución de la producción de PTHr P que es una de las proteinas que protegen la pared vascular de calcificación; el suplemento in vitro de PTHr P evitó la calcificación inducida por el 1,25(OH)2D3. En un trabajo reciente 12 se describió la importancia de una deficiencia de fetuina como mecanismo de calcificación vascular en pacientes urémicos. La fetuina inhibe la formación de hidroxiapatita, se sintetiza en el hígado y constituye la mayor parte de la banda -2 del proteinograma (0,5-1,0 g/l). Los pacientes urémicos tienen niveles bajos de fetuina y la capacidad de inhibir la precipitación de calcio in vitro está disminuida. La calcificación vascular en el enfermo urémico puede ser también atribuida a la existencia de mediadores inflamatorios. La presencia de TNF, TGF, LDL oxidada, ROS, y la adhesión de monocitos/macrófagos a la célula del músculo liso de la pared vascular pueden inducir calcificación in vitro e inducir diferenciación de células de la pared vascular 41 10. MECANISMOS DE CALCIF. 1/1/04 00:54 Página 42 E. LÓPEZ y cols. a células de estirpe osteoblastica. Uno de las citocinas más ampliamente estudiadas como mediador de inflamación es el TNF. In vitro, el TNF induce calcificación in vitro por un mecanismo dependiente de AMP cíclico 13. Los monocitos puede inducir calcificación a través de la producción de citocinas y por contacto directo con las células musculares lisa de la pared vascular de la adhesión a TNF 14. En resumen, las calcificaciones vasculares en el paciente urémico son frecuentes y ello puede ocurrir por distintos mecanismos: hiperfosfatemia, toxinas urémicas, abuso de calcitriol, deficiencia de fetuina y estado de inflamación crónica. Actuar en contra de estos mecanismos parece la forma más razonable de prevenir y combatir las calcificaciones vasculares en el paciente urémico. La probabilidades de padecer calcificaciones aumentan si además los pacientes son diabéticos y de avanzada edad. BIBLIOGRAFÍA 1. Soft tissue calcification in chronic renal failure p. 346-367 in The spectrum of renal osteodysthrophy, Oxford Edited by T Drüeke and I Salusky 2000. 2. Wallin R, Wajih N, Greenwood T, Sane DC: Arterial calcification: A rewiew of mechanisms, animal models and the prospects for therapy. 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