Inhibidores de la anhidrasa carbónica

Los diuréticos son fármacos que actúan sobre los riñones para aumentar la producción de orina y eliminar agua, ciertos desechos metabólicos y electrólitos del organismo.

Existen cinco tipos principales de diuréticos: los inhibidores de la anhidrasa carbónica, los diuréticos osmóticos, los diuréticos tiazídicos y similares a los tiazídicos, los diuréticos de asa y los diuréticos ahorradores de potasio, que son la única clase de diuréticos que retienen el potasio, en lugar de desperdiciarlo.

La unidad básica del riñón se llama nefrona, y cada nefrona está formada por un glomérulo, que filtra la sangre.

El contenido filtrado pasa por el túbulo renal, donde el exceso de residuos, y moléculas como los iones y el agua, se eliminan o filtran mediante un intercambio entre el túbulo y los capilares peritubulares.

Así pues, el túbulo renal desempeña una enorme función en la secreción y reabsorción de líquidos e iones (como el sodio, el potasio y el cloro) para mantener la homeostasis (o el equilibrio de líquidos e iones en el organismo).

El túbulo renal tiene algunos segmentos propios: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle en forma de U, con una rama descendente fina, una rama ascendente fina y una rama ascendente gruesa y, por último, el túbulo contorneado distal, que desemboca en el conducto colector, que recoge la orina.

El lado luminal del túbulo contorneado proximal está revestido por células tubulares, que también se conocen como células del borde en cepillo.

La superficie apical de estas células, que se encuentra frente al lumen tubular, está revestida de microvellosidades.

Las microvellosidades son pequeñas proyecciones que aumentan la superficie de la célula para ayudarla a reabsorber más solutos o agua.

En el otro lado está la superficie basolateral, que se encuentra frente al intersticio, o espacio entre el túbulo y los capilares peritubulares.

Cuando una molécula de bicarbonato se acerca a la superficie apical de la célula del borde en cepillo se une al hidrógeno para formar ácido carbónico.

En ese momento, una enzima llamada anhidrasa carbónica de tipo 4, que se encuentra en el túbulo entre las microvellosidades, se dirige al ácido carbónico y lo divide en agua y dióxido de carbono.

La ecuación general es la siguiente: H+ + HCO3- <-> H2CO3 <-> H2O + CO2 El agua y el dióxido de carbono se difunden fácilmente a través de la membrana hacia el interior de las células, donde la anhidrasa carbónica de tipo 2 facilita la reacción inversa: los combina para formar ácido carbónico, que se disuelve en bicarbonato e hidrógeno.

Un cotransportador de bicarbonato de sodio en la superficie basolateral capta el bicarbonato y un sodio cercano, y transporta ambos a la sangre.

Este intercambiador de sodio-hidrógeno de la superficie apical atrae el sodio hacia la célula y empuja el hidrógeno de vuelta al túbulo.

Por lo tanto, hay un movimiento de bicarbonato y sodio desde el túbulo a la sangre.

La anhidrasa carbónica también puede encontrarse en los ojos, concretamente en la túnica vascular central del ojo.

Aquí está el cuerpo ciliar, que también está revestido por células epiteliales que secretan humor acuoso en la cámara posterior del ojo, y la anhidrasa carbónica ayuda a mover el bicarbonato de la sangre al humor acuoso.

También hay anhidrasa carbónica en los ventrículos del encéfalo.

En este caso, se puede encontrar en el plexo coroideo, que produce el líquido cefalorraquídeo, o LCR.

El plexo coroideo también está revestido de células epiteliales, que tienen anhidrasa carbónica que ayuda a que el bicarbonato pase de la sangre al líquido cefalorraquídeo.

Los inhibidores de la anhidrasa carbónica se unen a la enzima y la inhiben.

Estos fármacos suelen terminar en -zolamida, y algunos pueden administrarse por vía oral, como la acetazolamida, mientras que otros, como la brinzolamida y la dorzolamida, pueden administrarse en forma de colirio para el tratamiento del glaucoma.

Vamos a centrarnos primero en los usos relacionados con los riñones.

La administración de acetazolamida provoca una disminución de la reabsorción de bicarbonato en los túbulos proximales, por lo que se excreta más bicarbonato y sodio en la orina.

Por lo tanto, como el agua fluye hacia donde va el sodio, esto conduce a un leve aumento de la producción de orina.

Es útil para tratar estados edematosos como el edema pulmonar o la ascitis, en los que se acumula líquido en el espacio extracelular.

Como diurético, la acetazolamida es mucho más débil que otras clases de diuréticos como los de asa y los tiazidas.

Así que sólo se utiliza para tratar estados edematosos cuando también hay alcalosis, o un pH sanguíneo alto.

También provoca la alcalinización de la orina, o un aumento del pH de la orina.

Si el pH de la orina es demasiado bajo, algunos compuestos como la cistina o el ácido úrico pueden precipitarse y formar cálculos renales.

Para prevenir la formación de cálculos renales, la acetazolamida se administra a los pacientes que padecen cistinuria (es decir, que tienen demasiada cistina en la orina) o gota (es decir, tienen demasiado ácido úrico en la sangre y, por lo tanto, en la orina).

Los inhibidores de la anhidrasa carbónica son muy útiles en el tratamiento del glaucoma, que se produce cuando hay una presión elevada en el interior del ojo, normalmente porque se produce demasiado humor acuoso.

Aunque el mecanismo no se conoce bien, la secreción de humor acuoso depende de la producción de bicarbonato.

Así pues, al inhibir la anhidrasa carbónica en las células epiteliales del cuerpo ciliar, disminuye la producción de humor acuoso, con lo que se reduce la presión intraocular.

Por lo general, se utilizan inhibidores tópicos de la anhidrasa carbónica, como la brinzolamida y la dorzolamida, para obtener los beneficios a nivel local, sin ninguno de los efectos secundarios sistémicos.

Otros usos de los inhibidores de la anhidrasa carbónica tienen que ver con su función en la formación y composición del líquido cefalorraquídeo.

En primer lugar, la disminución de la producción de LCR es útil en situaciones como la fuga de LCR, generalmente secundaria a un traumatismo o a un tumor.

Con la acetazolamida, se produce menos LCR, por lo que se pierde menos.

La acetazolamida también puede utilizarse para el mal de montaña, que puede afectar a las personas que suben muy deprisa a alturas superiores a los 3.000 metros sobre el nivel del mar, donde el aire tiene mucho menos oxígeno.

La hipoxia provoca síntomas como debilidad, mareos, cefalea, náuseas e insomnio.

Fuentes

"Katzung & Trevor's Pharmacology Examination and Board Review,12th Edition" McGraw-Hill Education / Medical (2018)

"Rang and Dale's Pharmacology" Elsevier (2019)

"Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 13th Edition" McGraw-Hill Education / Medical (2017)

"Hypertension" Nature Reviews Disease Primers (2018)

"Non-Classical Inhibition of Carbonic Anhydrase" International Journal of Molecular Sciences (2016)

"Carbonic anhydrase inhibitors in patients with respiratory failure and metabolic alkalosis: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials" Critical Care (2018)

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