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1. Introducción En 1962, Hass y Hartfelder observaron que el vera- pamilo, un derivado del espasmolítico papaverina, po- seía efectos vasodilatadores coronarios y efectos cro- notrópicos e inotrópicos negativos. La nitroglicerina, sin embargo, otro potente vasodilatador coronario, ca- recía de esos efectos cardíacos. En 1967, Fleckenstein sugirió que dichos efectos se debían a la inhibición del proceso de acoplamiento excitación-contracción, como consecuencia de la reducción de la entrada de Ca2+ desde el exterior hacia el interior del miocito cardíaco, a través de los canales de Ca2+ dependientes del voltaje. Hoy se conocen múltiples fármacos que, si bien gozan de un mecanismo de acción común, como es bloquear los canales de Ca2+ del subtipo L, a nivel cardíaco y en la fibra lisa vascular y no vascular, poseen estructuras químicas muy diversas (fig. 37-1). Estos fármacos son denominados bloqueantes de los canales de Ca2+ de- pendientes del voltaje del subtipo L, o simplemente an- tagonistas del calcio. Pertenecen a tres grupos funda- mentales: las 1,4-dihidropiridinas cuyo cabeza de serie es el nifedipino, las bencilalquilaminas cuyo prototipo es el verapamilo y las benzotiazepinas cuyo represen- tante es el diltiazem. Existen otras entidades químicas (p. ej., la piperazina y la flunarizina), que bloquean otros canales de Ca2+, además de los L, y que no se analiza- rán en este capítulo. No es correcto hablar hoy día de un antagonista del calcio sin matizar sus diferencias de otros. Ello es así por- que los antagonistas del calcio poseen perfiles farmaco- lógicos muy diversos. Además se está identificando un número creciente de subtipos de canales de Ca2+ en dis- tintas células excitables (tabla 37-1); esta heterogenei- dad es explicable si se tiene en cuenta la gran variedad de funciones fisiológicas reguladas por el calcio. Por ello, no es de extrañar que tanto de estudios básicos como clí- nicos se deriven nuevas e interesantes diferencias entre los distintos fármacos del grupo. En este capítulo se iden- tificarán estas diferencias y se resaltará su relevancia te- rapéutica. 37 Fármacos antagonistas del cal A. G. García, P. Michelena y L. Gandía 2. Mecanismo de acción 2.1. Calcio como mensajero en los procesos de comunicación celular Uno de los mensajeros intracelulares más ubicuos y con mayor protagonismo en los procesos de regulación celu- lar es el Ca2+, pues regula procesos tan variados como la fecundación del ovocito por el espermatozoide, el desa- rrollo embrionario, la coagulación de la sangre, la apop- tosis, la muerte celular por isquemia tisular, la excitabili- dad neuronal, el transporte axoplásmico, la liberación de hormonas y neurotransmisores, y la contracción de los músculos estriado, liso y cardíaco (v. cap. 3). Las indica- ciones terapéuticas de los actuales antagonistas del calcio se basan en sus efectos sobre la homeostasia celular del calcio en los músculos liso vascular y estriado cardíaco. A pesar de que las células se encuentran sumergidas en elevadas concentraciones de Ca2+, los niveles del ca- tión que se encuentran en el citosol de forma libre son ex- tremadamente bajos: hay 10.000 veces más calcio en el ex- terior (10–3 M) que en el interior celular (10–7 M). A este elevado gradiente químico se suma el hecho de que el Ca2+, cargado positivamente, es atraído hacia el interior celular por el ambiente eléctrico negativo que allí predomina. Las membranas celulares son barreras bilipí- dicas que no dejan pasar moléculas eléctricamente cargadas. Sólo cuando se excitan, permiten el paso del Ca2+ a su interior; para ello, el catión utiliza sus propios canales de calcio dependientes del voltaje, que son pro- teínas que atraviesan la membrana celular y que al abrirse durante pocos milisegundos ponen los espacios extra e in- tracelular en contacto, dejando pasar sólo Ca2+, y no otros iones mono o divalentes (v. cap. 3, I, A, 1.2). Aun cuando estos canales se abren de forma intermitente y durante cortos períodos de tiempo, el enorme gradiente eléctrico y químico empuja el catión hacia el interior celular, inva- diendo el citosol en forma de oleadas que alcanzan su cresta en zonas adyacentes a la membrana celular, y que se extinguen, según penetra en el interior de la célula, cuando las organelas y las proteínas que fijan Ca2+ en el citosol lo secuestran de manera eficiente y rápida. 637 cio 638 Farmacología humana 2.2. Multiplicidad de canales de calcio Es necesario conocer los múltiples tipos de canales de Ca2+ por los que el catión accede al interior celular para comprender cómo las células utilizan la entrada de Ca2+ para regular las distintas funciones biológicas en las que este mensajero intracelular está implicado. Ello debe ser- vir, además, para desarrollar nuevas moléculas con po- tencialidad terapéutica, cuyo mecanismo de acción im- plique la regulación de la entrada del Ca2+ por sus distintas vías de acceso, en situaciones patológicas en las que exista una sobrecarga celular del catión. Las técnicas utilizadas H NO2 N HH3C CH3OOC CH3 COOCH3 Nifedipino H N HH3C CH3OOC CH3 COOCH2CH3 Felodipino CI CI H N HH3C CH3OOC CH3 CH3 COOCHCH3 Isradipino N N O H3CO H3CO C (CH2)3 N(CH3)2 CH(CH3)2 CH3 CN Verapamilo Fig. 37-1. Estructura química de algunos antagonistas del calcio vos de los derivados de 1,4-dihidropiridinas (nifedipino, amlodipin laminas (verapamilo) y be para la identificación y el análisis de canales iónicos han sido muy diversas: radioligandos específicos, trasiegos de iones marcados, sondas fluorescentes, estudios funciona- les y biología molecular. Sin embargo, gracias a las téc- nicas electrofisiológicas de patch-clamp, el avance ex- perimentado en la última década en la catalogación y caracterización de decenas de canales iónicos en distin- tos sistemas celulares ha sido espectacular. Con el uso de estas técnicas se han llegado a identifi- car hasta seis subtipos de canales de Ca2+ que se deno- minan con las letras L, N, P, Q, T y R. La distinción en- tre estos canales se lleva a cabo sobre la base de sus H N HH3C CH3OOC CH2OCH2CH2NH2 COOCH2CH3 Amlodipino CI H N I H H3C CH2 N CH2CH2 OOC CH3 COOCH3 Nicardipino NO2 I CH3 H N I H H3C CH3 OCH2 CH2 OOC CH3 COOCH (CH3)2 Nimodipino NO2 OCH3 OCH3 S N I CH2 I CH2 –N(CH3)2 O OOC–CH3 OCH3 Diltiazem (bloqueantes de los canales de Ca2+ de subtipo L) representati- o, felodipino, nicardipino, isradipino y nimodipino), bencilalqui- nzotiazepinas (diltiazem). 37. Fármacos antagonistas del calcio 639 propiedades cinéticas de apertura y cierre pero, sobre todo, gracias a su distinta sensibilidad a fármacos y toxi- nas con selectividad por uno u otro canal (tabla 37-1). Por ejemplo, los N se bloquean por w-conotoxina GVIA, una toxina peptídica procedente del caracol marino Conus geographus, y los P por w-agatoxina IVA, una toxina pep- tídica extraída del veneno de la araña Agelenopsis aperta. Ambos tipos de canales se ubican sólo en neuronas. Los T y los L se encuentran en neuronas y en otras células como miocitos cardíacos, células musculares lisas vas- culares y no vasculares y células endocrinas. Los T se bloquean por amilorida y flunarizina, y los L por el hete- rogéneo grupo de los actualmente denominados anta- gonistas del calcio, que son los estudiados en este capí- tulo. Los canales de bajo umbral se activan a voltajes hiperpolarizados, más allá de los –50 mV; se abren en respuesta a pequeñas despolarizaciones desde potencia- les de membrana muy negativos. Por el contrario, los de alto umbral exigen para su apertura fuertes despolariza- ciones y comienzan a activarse entre –30 y –20 mV. La cinética de inactivación es también variable, oscilando entre t muy baja (5-10 mseg para canales T) y muy alta (> 200 mseg en canales L o aún más alta [canales P y R]). 2.3. Mecanismos de bloqueo de los canales de Ca2+ del subtipo L Los canales de Ca2+ del subtipo L son heterómeros for- mados por subunidades a1, a2,b, g y d (v. fig. 3-4). La sub- unidad a1 contiene el poro iónico y los sitios de unión para los antagonistas del calcio. Parece que las demás subuni- dades ejercen funciones moduladoras sobre las cinéticas de apertura y cierre del poro iónico. Los efectos hemo- Tabla 37-1. Clasificación y ubicación celular Tipo Umbral bajo (LVA) T Umbral alto (HVA) L (a1c, a1d y a1s) N(a1b) P(¿a1a?) Q(¿a1a?) R(?) En paréntesis se identifica la subunidad a1 clonada correspondiente al subtipo de Neuronas centrales y culares (+++), fibro cretoras (++) Músculo (+++), glia y c trales y sensoriales ( Neuronas simpáticas (++), neuronas cen (++) y células croma Neuronas centrales (+ células secretoras (+ Neuronas centrales (+ (++) Neuronas centrales (+ dinámicos de los antagonistas del calcio se deben al blo- queo de los canales de Ca2+ de tipo L de corazón y vasos. Es curioso que el bloqueo de los canales L de músculo es- quelético y de células neurosecretoras no se traduzca, aparentemente, en efectos farmacológicos relevantes. Durante la fase 2 de cada potencial de acción cardíaco (sístole), se abren los canales de calcio L, lo que ocasiona la entrada de Ca2+ extracelular al interior del miocito car- díaco, con la consiguiente movilización de Ca2+ del retícu- lo sarcoplásmico, el incremento de la concentración ci- tosólica de Ca2+ y la contracción muscular. Durante la diástole, el Ca2+ se secuestra de nuevo en el retículo sar- coplásmico y se expulsa hacia el espacio extracelular me- diante la bomba de Ca2+ y el intercambiador sodio/calcio del sarcolema (v. cap. 35 y fig. 37-2). Para bloquear los canales de Ca2+ del subtipo L, los an- tagonistas del calcio presentan uso-dependencia y voltaje- dependencia. La uso-dependencia significa que cuantas más veces se abra el canal, mayor va a ser el bloqueo. Así, particularmente para el caso del verapamilo y el diltiazem, el bloqueo de la entrada de Ca2+ aumenta marcadamente a frecuencias más rápidas. El bloqueo producido por las dihidropiridinas es mucho menos frecuencia-dependiente. El otro aspecto interesante es la voltaje-dependencia. El potencial de membrana de las células musculares auricu- lares y ventriculares, y el de las fibras de Purkinje, es de –90 mV en situaciones normales; el potencial de mem- brana está mucho más despolarizado (alrededor de –60 mV) en las células de los nodos sinoauricular y auri- culoventricular, así como en el miocardio isquémico y en el músculo liso vascular normal. El hecho de que los antagonistas del calcio bloquean mejor los canales del subtipo L a potenciales más despolarizados (voltaje-de- de canales de calcio dependientes del voltaje Ubicación Farmacología canal caracterizado funcional y farmacológicamente. sensoriales (+++), células mus- blastos (+++), glia y células se- élulas secretoras, neuronas cen- ++) y células cromafines (++) (+++), neuronas sensoriales trales (++), células secretoras fines (++) ++), neuronas sensoriales (+), +) y células cromafines (++) +) y células cromafines bovinas +) Ni2+, amilorida y Cd2+ (débil- mente) Dihidropiridinas, verapamilo, diltiazem y Cd2+ w-Conotoxina GVIA, w-co- notoxina MVIIA, w-cono- toxina MVIIC y Cd2+ w-Agatoxina IVA, w-conoto- xina MVIIC y Cd2+ w-Conotoxina MVIIC, w-aga- toxina IVA (débilmente) y Cd2+ Cd2+ y Ni2+ (débilmente) 640 Farmacología humana pendencia) explica su mayor afinidad por las células musculares vasculares y por las células nodales. De ahí que estos fármacos puedan producir vasodilatación a concen- traciones que apenas modifican la contractilidad miocár- dica, la frecuencia sinusal o la conducción auriculoventri- cular. Además, el bloqueo dependiente de la frecuencia y del voltaje explica que en pacientes con ritmo sinusal, el verapamilo y el diltiazem apenas depriman la conducción auriculoventricular, mientras que en pacientes con taqui- cardias de origen supraventricular o por reentrada intra- nodal la depriman marcadamente (v. cap. 38). 3. Perfil farmacológico 3.1. Vasodilatación arterial selectiva Como se ha señalado anteriormente, la contracción de los pequeños vasos de resistencia es una función de las oscilaciones de la concentración citosólica del Ca2+ libre en las células musculares lisas de la pared arteriolar. La señal vasoconstrictora consiste en una elevación del Ca2+ citosólico, a expensas de la entrada de Ca2+ en la célula a través de canales de Ca2+ dependientes del voltaje del sub- tipo L. Precisamente, estos canales son la diana especí- fica del verapamilo, diltiazem y nifedipino que, uniéndose Agonista b ATP AMPc + Diástole: 1 Sístole: 1 Salida de Ca2+ Metabolismo mitocondrial Bomba de Ca2+ (8) Na+ (7) (4) (1) AC b ATP Gas Fig. 37-2. Homeostasia celular del Ca2+ en el miocito cardíaco. D muy bajos (10–7 M). Durante la sístole se elevan 10-100 (veces) de lular por los canales de Ca2+ dependientes del voltaje del subtipo L acción, y liberación por este Ca2+ que penetra en la célula de más vación de los b-adrenoceptores por las catecolaminas (4) aumenta canales de Ca2+ y la entrada del catión al citosol. Esta elevación tra tituye la señal que pone en marcha la contracción muscular durant ciende como resultado del cierre de los canales de calcio L y del se sión al espacio extracelular por la bomba de Ca2+ (7) y el int a receptores acoplados a dichos canales, precipitan su cie- rre, la caída de los niveles citosólicos de Ca2+ y la vasodi- latación. Si bien el mecanismo de acción es común, la po- tencia vasodilatadora del nifedipino es mucho mayor que la del verapamilo, siendo la de éste ligeramente mayor que la del diltiazem. La vasodilatación es selectiva para los lechos arteria- les, afectándose poco los venosos y, por consiguiente, el retorno venoso y la precarga. Este hecho se demuestra experimentalmente con la administración intravenosa de nifedipino, que incrementa el flujo sanguíneo en el ante- brazo, con escasos efectos sobre el retorno venoso. Ello sugiere una acción vasodilatadora selectiva sobre las pe- queñas arterias de resistencia. Algo parecido ocurre con la administración oral de nifedipino, que incrementa el flujo sanguíneo periférico por vasodilatación arterial sin que se afecte el tono venoso. En consecuencia, se pro- duce una disminución de las resistencias arteriolares periféricas y una caída de la presión arterial. Cualitativa- mente, las bencilalquilaminas y las benzotiazepinas pro- ducen efectos vasculares similares; cuantitativamente, el verapamilo y el diltiazem son entre 100 y 1.000 veces me- nos potentes vasodilatadores que las dihidropiridinas (ta- bla 37-2). Sin embargo, todos producen efectos antihi- pertensores similares en la clínica y todos incrementan el Ca2+ Vía canales de Ca 10–3 M + + Intracelular Extracelular Ca2+ libre (2) (3) 0–7 M 0–6 M Contracción Relajación (5) (6) RS urante la diástole, los niveles de Ca2+ libre en el citosol (1) son bido a dos mecanismos: entrada de Ca2+ desde el medio extrace- (2), que permanecen abiertos en la meseta de cada potencial de Ca2+ almacenado en el retículo sarcoplásmico (RS) (3). La acti- el AMPc, que incrementa aún más el tiempo de apertura de los nsitoria del Ca2+ citosólico, junto con el ATP mitocondrial, cons- e la sístole (5). El corazón se relaja cuando el Ca2+ citosólico des- cuestro del calcio en el retículo sarcoplásmico (6), o de su expul- ercambiador Na+-Ca2+ (8). (Adaptado de Opie et al, 1995.) 37. Fármacos antagonistas del calcio 641 flujo coronario. Sus efectos antihipertensores parecen in- cluso más marcados en ancianos. Además, un leve efecto natriurético evita la típica retención de fluido asociada al uso de medicaciones vasodilatadoras. 3.2. Problema de la taquicardia refleja El arco reflejo vasorregulador constituye una impor- tante encrucijada que se modifica de manera distinta por los diferentes antagonistas del calcio. La caída brusca de las resistencias periféricas y de la presión arterial, provo- cada por las dihidropiridinas de acción rápida, no pasa inadvertida para el cerebro,cuyo centro vasomotor tron- coencefálico activa la eferencia simpática y pone en mar- cha un doble mecanismo compensador: la vasoconstric- ción periférica y el incremento de la frecuencia y gasto cardíacos. De ambos es responsable la noradrenalina que se libera desde las terminaciones nerviosas simpáticas que inervan corazón y vasos, ayudada en casos extremos por la noradrenalina y la adrenalina procedentes de las célu- las cromafines de la médula suprarrenal. Entran en juego así las catecolaminas circulantes, tan eficientes para con- trolar la homeostasia cardiovascular, pero tan agresivas para corazón y vasos cuando sus niveles circulantes se in- crementan con demasiada frecuencia o durante dema- siado tiempo. Puesto que son vasodilatadores más potentes y poseen menos acciones cardíacas, las dihidropiridinas activan más el reflejo vasorregulador que las benzotiazepinas y ben- cilalquilaminas. Por ello, el nifedipino produce una dis- creta taquicardia y un modesto incremento de la contrac- tilidad miocárdica; si a ello se une la disminución de la poscarga, se comprende el incremento del gasto cardíaco y de la demanda de oxígeno que se produce. Esta activa- ción simpática refleja será tanto más acusada cuanto más Tabla 37-2. Efecto de los antagonistas del calcio sobre la con- tractilidad y frecuencia cardíacas: selectividad vascular frente a cardíaca Frecuencia Selectividad Fármaco Contractilidad cardíaca vasos/corazón Verapamilo ¯¯ ¯¯ 1 Diltiazem ¯¯ ¯ 1 Nifedipinoa ¯ 10 Amlodipino --- --- 10 Nitrendipino ¯ 100 Nicardipino --- 100 Isradipino --- --- 100 Felodipino --- --- 100 Nisoldipino --- --- 1.000 Modificado de Messerli y McLoughlin, 1993 y de Opie et al, 1995. a Nifedipino de liberación inmediata; con el nifedipino OROS no parece que se observe incremento de la frecuencia cardíaca. , aumento; ¯, disminución; ---, sin cambios. La selectividad vascular frente a la cardíaca está basada en experimentos in vitro, realizados en tejidos animales y humanos, midiendo la potencia inotrópica negativa y vasodilatadora de los dis- tintos compuestos. bruscas sean las oscilaciones de la presión arterial que, ló- gicamente, dependerán de la velocidad de instauración y recuperación del bloqueo de los canales de Ca2+. En este sentido, existen profundas diferencias incluso entre anta- gonistas del calcio del mismo grupo químico. Consideremos dos ejemplos extremos, el nifedipino de liberación inmediata y el amlodipino. Ambos son derivados de 1,4-dihidropiridi- nas, pero mientras el nifedipino de liberación inmediata posee una se- mivida plasmática de 2,5 horas tras su administración oral, la de amlo- dipino es de 35 a 50 horas (v. 4). Por ello, sus niveles plasmáticos y sus efectos hemodinámicos se incrementan a lo largo de los primeros 7- 10 días de terapia. Al igual que el nifedipino, el amlodipino produce vasodilatación arterial periférica y coronaria, pero ocasiona menos ta- quicardia refleja, posiblemente porque su lenta absorción oral y su pro- longada semivida evitan grandes picos y valles en los niveles plasmáti- cos del fármaco a lo largo de las 24 horas del día. Se ha sugerido que algunos antagonistas del calcio bloquearían el ionóforo del receptor ni- cotínico, limitando así la liberación adrenomedular de catecolaminas en situaciones de estrés. Esta idea se ha reforzado recientemente con estudios preclínicos que demuestran una disminución de la liberación de catecolaminas por bloqueo del canal receptor nicotínico por el dil- tiazem, así como por estudios clínicos que demuestran una caída de los niveles circulantes de catecolaminas en pacientes tratados con diltia- zem y amlodipino. 3.3. Efectos directos sobre el corazón El ciclo cardíaco está controlado por oscilaciones de la concentración citosólica del Ca2+ libre, que se incrementa durante la sístole y disminuye durante la diástole. El in- cremento de Ca2+ citosólico se debe a la apertura de un canal de calcio del subtipo L. El Ca2+ extracelular, que penetra en el miocito por este canal, produce la rápida li- beración de más Ca2+, almacenado en el retículo sarco- plásmico, generando así una señal que pone en marcha la maquinaria contráctil (fig. 37-2). Además, el Ca2+ que entra por canales L es fundamental también para la gé- nesis del potencial de acción en el nodo sinusal y para regular la velocidad de conducción en el nodo auriculo- ventricular. Como en los vasos, todos los antagonistas del calcio reconocen los canales L del corazón y, en conse- cuencia, los bloquean, pero no todos lo hacen con la misma afinidad y de la misma manera, y existen notables diferencias entre ellos. Los antagonistas del calcio poseen efectos cronotró- pico, dromotrópico e inotrópico negativos. Estos efectos se ejercen de modo directo sobre el corazón y se contra- rrestan, en parte, por la activación simpática refleja, vía catecolaminas. Sin embargo, los efectos cardíacos son dis- tintos para cada fármaco. A dosis clínicas, el nifedipino no afecta la conducción auriculoventricular ni el nodo si- nusal. Sin embargo, el verapamilo y el diltiazem amino- ran la velocidad de disparo del marcapasos y enlentecen la conducción auriculoventricular, dos propiedades que constituyen la base de su indicación en el tratamiento de arritmias supraventriculares. Las diferencias entre dihi- dropiridinas, bencilalquilaminas y benzotiazepinas se de- ben, probablemente, al distinto grado de dependencia de uso de cada uno de estos subgrupos de antagonistas del 642 Farmacología humana calcio, explicado anteriormente (v. 2.3). El nifedipino no muestra esta dependencia de uso pero el verapamilo, y en menor proporción también el diltiazem, incrementan su capacidad de bloqueo del canal L conforme aumenta la frecuencia cardíaca. El hecho de que los antagonistas del calcio de los tres subgrupos blo- queen ambos canales de Ca2+ de tipo L, los cardíacos y los vasculares, merece una última consideración. Si bien es verdad que afectan cora- zón y vasos, también es cierto que las dihidropiridinas son más vasodi- latadoras y las bencilalquilaminas y las benzotiazepinas más cardiode- presoras. Por ejemplo, la administración intravenosa de verapamilo disminuye la presión arterial sin que se produzca taquicardia refleja, que se neutraliza por el efecto cronotrópico negativo directo que el fár- maco posee sobre el corazón. Es decir, el verapamilo afecta por igual vasos y corazón. Su efecto inotrópico negativo se contrarresta parcial- mente por la disminución de la poscarga (debida a la caída de las resis- tencias vasculares periféricas) y por el incremento del tono adrenérgico. Por ello, en pacientes sin insuficiencia cardíaca congestiva, el trabajo cardíaco no se afecta y el rendimiento del corazón incluso puede in- crementarse, sobre todo si existe una situación isquémica que lo dete- riore. Sin embargo, el verapamilo intravenoso puede disminuir marca- damente la contractilidad y función ventricular izquierda. Como en el caso de la vía intravenosa, la administración oral de verapamilo reduce las resistencias vasculares periféricas; pero al contrario de la vía intra- venosa, el verapamilo oral no modifica la frecuencia cardíaca. Su efecto antianginoso se explica por la reducción de la demanda de oxígeno por el corazón. Por vía intravenosa, el diltiazem produce una marcada reducción de las resistencias vasculares periféricas y de la presión arterial, que oca- siona un incremento reflejo de la frecuencia y gasto cardíacos. Segui- damente, la frecuencia cardíaca disminuye por debajo de los niveles ini- ciales debido a los efectos directos cronotrópico-negativos del fármaco. Asimismo, la administración oral del diltiazem produce una caída pro- longada de ambas, la frecuencia cardíaca y la presión arterial media. El efecto inotrópico negativo del diltiazem es más modesto que el del ve- rapamilo. 3.4. Selectividad tisular Al contrario de las bencilalquilaminas y de las benzo- tiazepinas, las dihidropiridinas poseen una marcada se- lectividad por los vasos, en comparación con el corazón.El menos vasoselectivo nifedipino produce marcada va- sodilatación a dosis que apenas afectan el corazón; de ahí Tabla 37-3. Parámetros farmacocinéticos más Volumen Biodisponibilidad Unión a proteínas de distribució oral (%) plasmáticas (%) (l/kg) Nifedipino 50 96 0,78 Verapamilo oral: 22 90 5 sublingual: 35 Diltiazem 44 78 3,1 Amlodipino 74 93 16 Felodipino 15 99,6 10b Nicardipino 18 98-99,5 1,1 Nimodipino 10 98 1,7 Nitrendipino 11 98 3,8 a Se modifica con la edad (niños y ancianos). b Se modifica en hepatopatías. Adaptado de INTERCON 96. la taquicardia refleja secundaria a la administración de nifedipino de liberación inmediata. Disponemos hoy en la clínica de otras dihidropiridinas de segunda y tercera generación con pocos (nitrendipino, nicardipino y amlo- dipino) o nulos (isradipino, nisoldipino y felodipino) efec- tos directos sobre el corazón. La selectividad por los va- sos de algunas de estas dihidropiridinas es hasta mil veces mayor que por el corazón (tabla 37-2) y, curiosamente, producen menor taquicardia refleja secundaria a la va- sodilatación. Los efectos vasodilatadores de los antagonistas del cal- cio difieren notablemente según el lecho vascular que se considere. La vasodilatación es especialmente acusada en las arterias coronarias, en músculo esquelético y menos a nivel de vasos renales, gastrointestinales y cerebrales. Dilatan tanto las grandes ramas como los pequeños va- sos de resistencia coronaria. Estos efectos están muy bien documentados tanto en pacientes como en animales y son muy relevantes para el tratamiento de la angina. En lo que concierne a la circulación cerebral se ha demostrado que el nimodipino, a pesar de la existencia de potentes sistemas autorreguladores, incrementa el flujo cerebral al tiempo que disminuye la presión arterial sistémica. Aunque esta selectividad cerebral de nimodipino ha sido puesta en duda por algunos autores, que sugieren efec- tos hemodinámicos similares para todos los derivados de dihidropiridinas, el hecho es que el nimodipino puede dis- minuir las secuelas neurológicas secundarias a un ictus hemorrágico. Este efecto se atribuye a una disminución del espasmo de los vasos cerebrales, responsable de di- cho episodio (v. cap. 34). 4. Características farmacocinéticas La tabla 37-3 resume las constantes cinéticas de los dis- tintos antagonistas del calcio. Dadas las implicaciones de estas constantes en sus efectos clínicos, se hace preciso ponderar la influencia de la cinética sobre los cambios he- modinámicos que estos fármacos producen. importantes de algunos antagonistas del calcio Excreción Intervalo n Semivida de Aclaramiento urinaria sin normal de eliminación (h) (ml/min/kg) metabolizar (%) dosificación (h) 1,8 7,0 0 8 4,0 15a, b < 3 8 3,7 12 < 4 6-8 39 5,9 10 24 14a 12 < 1 24 1,3 10,4 < 1 8 1,1 19 < 1 4-8 4 21 < 1 12-24 37. Fármacos antagonistas del calcio 643 El fármaco dihidropiridínico nifedipino se absorbe por vía oral con gran rapidez, alcanza su Cmáx en 20-45 min y presenta una semivida de eliminación de 3 horas. Por vía sublingual, la absorción es aún más rápida. Sufre un ex- tenso efecto de primer paso hepático. El efecto hipoten- sor comienza a los 20 min (5 min por vía sublingual) y per- dura 4-6 horas, lo que obliga a administrarlo 3-4 veces al día. La caída excesivamente brusca de la presión que puede reducir la perfusión coronaria, las rápidas y fre- cuentes oscilaciones que desencadenan efectos reflejos contraproducentes, especialmente en hipertensos con is- quemia coronaria, y la frecuencia de tomas al día que ha- cen difícil el cumplimiento terapéutico promovieron el desarrollo de formas galénicas de nifedipino más favora- bles y la síntesis de nuevas dihidropiridinas con cinética más controlable. El nifedipino de liberación prolongada provoca picos plasmáticos posdosis menos pronunciados, pero las oscilaciones son demasiado grandes y, aunque la semivida de eliminación es más prolongada, hay que ad- ministrarlo 2-3 veces al día. El preparado galénico OROS (oral release osmotic system) es una cápsula oral de nife- dipino que proporciona niveles plasmáticos constantes durante 24 horas; así, 20 mg de nifedipino de liberación prolongada produce picos de hasta 200 mg/l y valles de 25 mg/l, mientras que 60 mg de la fórmula OROS produ- cen niveles mantenidos de 30-40 mg/l durante las 24 ho- ras (fig. 37-3). Se dispone ya en España de esta fórmula. Las nuevas dihidropiridinas de segunda generación (is- radipino, felodipino, amlodipino, nisoldipino y nitrendi- pino) muestran mejor perfil farmacocinético. El amlodi- pino se absorbe lentamente por vía oral, alcanzando picos plasmáticos a las 6-12 horas. Su semivida es, con diferen- cia, la más prolongada de las dihidropiridinas: 35-48 ho- ras. La disminución de su aclaramiento en el anciano re- quiere una reducción de la dosis. Se une al mismo sitio que el nifedipino en el canal de Ca2+ de tipo L, pero su ci- nética de asociación y disociación son mucho más lentas. Todo ello contribuye a que sus efectos hipotensores se instauren más lentamente y se prolonguen durante más tiempo. La idea original que motivó el desarrollo del felodipino fue incrementar su selectividad vascular con respecto al nimodipino. Tanto él como el isradipino, el nisoldipino y el nitrendipino poseen semividas de eliminación interme- dias, mientras que el nicardipino y el nimodipino presen- tan una acción más breve. El verapamilo por vía oral se absorbe casi por com- pleto, pero sufre un extenso primer paso en hígado, con lo que su biodisponibilidad es del 10-20 %. Su metabo- lito activo, el norverapamilo, se forma en el hígado con rapidez y, al igual que el verapamilo, se elimina por riñón en el 75 %. La semivida del verapamilo es de 3-7 horas, pero aumenta significativamente durante su administra- ción crónica. Su amplia variabilidad farmacocinética obliga a un ajuste de dosis de manera individualizada en cada paciente hipertenso. Los ancianos y los pacientes con insuficiencia renal o hepática requieren dosis meno- res. Existen fórmulas galénicas de liberación lenta que permiten administrar 240-360 mg una sola vez al día. El diltiazem se absorbe por vía oral en más del 90 %, pero su primer paso hepático reduce la biodisponibilidad al 45 %. La acción hipotensora comienza a los 15-30 min y alcanza su acmé a las 1-2 horas. Su semivida de elimi- nación es de 4-7 horas, debiendo ser administrado cada 6-8 horas para obtener un efecto hipotensor estable. Se excreta por el riñón en una proporción sustancialmente más baja que el nifedipino y verapamilo (35 %); el resto se elimina por vía digestiva. La preparación galénica de liberación lenta permite una dosificación de 2 veces al día. 5. Reacciones adversas La tabla 37-4 resume la incidencia de efectos adversos de los antagonistas del calcio, que varía considerable- mente según el tipo de fármaco. Así, el nifedipino de li- beración rápida produce efectos típicos de una vasodila- tación pronunciada en el 10 % de los pacientes (cefalea, rubor facial, mareos o edema periférico). Estos efectos son considerablemente menores con las formulaciones de nifedipino de liberación lenta y con las dihidropiridinas de segunda generación, con una vida media más prolon- gada y niveles plasmáticos más estables. Al inhibir el esfínter esofágico, los antagonistas del cal- cio, sin distinción de clase, pueden ocasionar reflujo gas- troesofágico. Por inhibir la fibra lisa intestinal (cuya mo- tilidad está asociada a la activación de canales L), los antagonistas del calcio producen estreñimiento, particu- larmente el verapamilo (30 % de los pacientes tratados). El nifedipino de liberación rápida puede ocasionar ta- quicardia refleja, con el consiguiente incremento del gasto cardíaco y de la demanda de oxígeno, lo que puede precipitar un cuadro de angina en pacientes con riesgo coronario. El verapamilo y el diltiazem pueden producir 250 200 150 100 50 0 0 2 4 6 8 10 12 1624 Nifedipino OROS Nifedipino en cápsula Tiempo después de administración (h) C on ce nt ra ci ón p la sm át ic a d e ni fe d ip in o (m g/ l) Fig. 37-3. Evolución de los niveles plasmáticos de nifedipino tras su administración en forma de una tableta de liberación lenta o de una cápsula de tipo OROS (oral release osmotic sys- tem). (Adaptado de Brogden y McTavish, 1995.) 644 Farmacología humana bradicardia (acción directa sobre el nodo sinusal); su aso- ciación con b-bloqueantes puede provocar hasta un paro del nodo sinusal. 6. Interacciones farmacológicas El verapamilo incrementa el 35-70 % los niveles de di- goxina; en consecuencia, la dosis del digitálico debe re- ducirse al 50 % en ancianos y en pacientes con insufi- ciencia renal que toman verapamilo, o bien sustituirlo por otros antagonistas del calcio. El verapamilo reduce el efecto de primer paso hepático de propranolol y meto- prolol, y compite con ellos por su unión a proteínas plas- máticas, aumentando sus niveles plasmáticos. Algo pare- cido ocurre con el diltiazem y el propranolol. Asimismo, el nifedipino incrementa los niveles circulantes de quini- dina y fenitoína, y el verapamilo los de teofilina y car- mabazepina. Los antagonistas del calcio más cardiodepresores (ve- rapamilo y diltiazem) potencian el efecto inotrópico negativo de b-bloqueantes, disopiramida y quinidina, así como la depresión de la conducción AV producida por b-bloqueantes y digitálicos. La asociación de b-blo- queantes cardiodepresores con antagonistas del calcio no es aconsejable, pues se incrementa el riesgo de dis- minución de la contractilidad miocárdica, de bradicar- dia, de bloqueos AV, de hipotensión, de disnea y de in- suficiencia cardíaca. Esto es especialmente cierto en pacientes con una fracción de eyección inferior al 40 %. Las dihidropiridinas más vasoselectivas de tipo nisoldi- pino no presentarían, en principio, estos inconvenientes. 7. Aplicaciones terapéuticas Tomando como base su acción hipotensora, la dosifi- cación de los antagonistas del calcio ha de ser ajustada a la respuesta de cada paciente. Respecto al nifedipino de liberación inmediata se emplea la dosis de 20 mg cada 6 horas; en liberación retardada, 20 mg cada 8 horas; en fórmula OROS, 60 mg una vez al día. El amlodipino, el Tabla 37-4. Incidencia de los efectos adversos más Enrojecimiento facial Cefaleas Taq Nifedipino 6-25 7-34 Ba (liberación rápida) Nifedipino 0 16a (liberación lenta) Verapamilo 6-7 6 Diltiazem 0-3 4-9 Amlodipino 2 < Placebo Felodipino 4-8 11-19b (liberación lenta) a 10 % con placebo. b 12 % con placebo. Adaptado de Opie et al, 1995. nisoldipino y el nitrendipino se administran para la hi- pertensión leve moderada en monoterapia inicial a la dosis de 2,5-5 mg una vez al día (eficacia del 56 %); 5- 10 mg/día incrementan su eficacia al 73 %, consiguién- dose el control adecuado a lo largo de las 24 horas. El felodipino y el isradipino se administran a la dosis de 2,5- 5 mg 2 veces al día. El verapamilo de liberación rápida se administra a la dosis de 80-120 mg 3 veces al día; la fór- mula galénica de liberación retardada se emplea a la do- sis de 240-360 mg 1 vez al día. Dada la ubicuidad del calcio como mensajero intrace- lular, los antagonistas del calcio gozan de indicaciones te- rapéuticas crecientes: a) Angina de pecho. Sus efectos antianginosos se de- ben a la vasodilatación coronaria y prevención de la va- soconstricción coronaria secundaria al ejercicio y a la reducción de la poscarga por disminución de la presión arterial. Además, en el caso del verapamilo y el diltiazem, pero no en el de las dihidropiridinas, se produce un en- lentecimiento de la frecuencia sinusal, una disminución de la frecuencia cardíaca durante el ejercicio y un efecto inotrópico negativo, con la consiguiente disminución de la demanda miocárdica de oxígeno. El espasmo corona- rio es una importante causa de la angina en respuesta al frío o a la hiperventilación, así como en la angina variante de Prinzmetal. Los antagonistas del calcio previenen di- cho espasmo en estas situaciones (v. cap. 40). b) Hipertensión arterial. Se debe a su efecto vasodi- latador y a un ligero diurético y natriurético, más marcado en el caso del isradipino. El verapamilo y el diltiazem son menos vasodilatadores que las dihidropiridinas, pero son antihipertensores igualmente eficaces (v. cap. 39). Un hecho adicional que reviste interés es la reducción de la masa ventricular izquierda cuando se administran a hipertensos durante un tiempo prolongado; este efecto es mayor para el verapamilo que para el diltiazem y las dihidropiridinas. En ancianos, cuya hipertensión es más sensible a los antagonistas del calcio, también se ha demostrado que el verapamilo reduce la hipertrofia ventricular izquierda, con la con- siguiente mejoría del llenado diastólico del ventrículo izquierdo. La re- destacados de algunos antagonistas del calcio (%) Malestar Edema Provocación uicardia y mareos Estreñimiento maleolar de angina jo-25 3-12 0 1-8 Bajo-14 0 4 3 10-30 0 0 7 34 6 0 0 6-7 4 6-10 0 0 5 0 10 0 1-2 6 0 14-36 0 37. Fármacos antagonistas del calcio 645 ducción de la masa ventricular izquierda es un signo pronóstico favo- rable, pues disminuye el riesgo de arritmias y accidentes isquémicos. c) Otra enfermedad vascular. La acción vasodilata- dora resulta útil para prevenir el espasmo en ciertas vas- culopatías periféricas (p. ej., enfermedad de Raynaud y tromboangitis obliterante, v. cap. 41) y en el espasmo re- flejo tras hemorragia subaracnoidea (particularmente el nimodipino, v. cap. 34). La hiporreactividad vascular que producen es también utilizable en el tratamiento de las migrañas, con carácter preventivo (v. cap. 19). d) Cardioprotección. La cardioprotección que ofrecen los antagonistas del calcio abarca los siguientes efectos: a) mejora del flujo coronario; b) reducción de la poscarga; c) supresión de arritmias ventriculares; d) disminución de la muerte celular, por prevenir la sobrecarga de calcio que acontece durante episodios de isquemia miocárdica; e) dis- minución de la agregación plaquetaria; f) efectos antiate- romatosos, y g) reducción de la hipertrofia ventricular iz- quierda e incremento del llenado ventricular. Los estudios de laboratorio han demostrado que todos los antago- nistas del calcio protegen por igual el miocardio isquémico. Sin em- bargo, existen importantes diferencias a la hora de valorar su potencial clínico para la prevención secundaria del infarto de miocardio, según se desprende de estudios de metaanálisis. El tratamiento con nifedipino no produjo efecto o incrementó la mortalidad (riesgo relativo mayor de 1). El diltiazem no fue eficaz cuando los pacientes se analizaron glo- balmente; sólo en el subgrupo de pacientes con infartos no Q se mos- tró eficaz. El verapamilo disminuye la incidencia de reinfartos; este efecto fue particularmente relevante en pacientes con buena función ventricular izquierda. Resulta interesante la comparación de los efec- tos de b-bloqueantes y verapamilo sobre la supervivencia postinfarto, ya que hasta ahora sólo se habían aceptado los b-bloqueantes para la prevención secundaria del infarto de miocardio. La figura 37-4 mues- tra que el riesgo relativo en 23 ensayos con b-bloqueantes (0,8) fue muy similar al de verapamilo (disminución del 20 % del riesgo relativo de 0 0,2 0,4 0,6 0 Resumen de 10 ensayos con menos de 50 muertes Diez ensayos individuales con más de 50 muertes Mortalidad tardía en 3 ensayos Media de todos los ensayos DAVIT II DAVIT I (mortalidad tardía) DAVIT I y II E ns ay os c on ve ra p am ilo Tr at am ie nt o a la rg o p la zo co n b- b lo q ue an te s Riesgo relativo (odd Fig. 37-4. Datos de mortalidad postinfarto de miocardio extraído tos se expresan como riesgo relativo (od mortalidad). Recientemente, algunos estudios de casos y controles, de cohortes y de metaanálisis han reavivado la polémica en torno a si los antagonistas del calcioson cardioprotectores o no, y si aumentan la su- pervivencia en pacientes hipertensos tratados con antagonistas del cal- cio o no. Las dudas se centran en el nifedipino de liberación rápida y corta duración de acción, seguramente debido a la brusca vasodilata- ción y a la respuesta neurohumoral refleja que provoca. Como ya se ha comentado, los antagonistas del calcio son muy diferentes unos de otros. Con amlodipino, e incluso con nifedipino OROS, esta reacción humo- ral no tiene lugar, ni tampoco acontece con verapamilo y diltiazem. Cuando se conozcan los resultados de varios ensayos clínicos en curso, quizá podamos resolver las dudas sobre los efectos de las nuevas dihi- dropiridinas y de otros antihipertensores sobre la supervivencia en la enfermedad coronaria, la insuficiencia cardíaca y la hipertensión arte- rial a largo plazo. En cualquier caso, esta controversia está cambiando los hábitos de prescripción en la profilaxis secundaria del infarto de mio- cardio; en los últimos años se aprecia una disminución gradual de la prescripción de antagonistas del calcio en favor de los b-bloqueantes (v. también caps. 36 y 40). e) Arritmias cardíacas. Los efectos antiarrítmicos de verapamilo y diltiazem en la taquicardia supraventricu- lar se explican por la inhibición del nodo AV. El nife- dipino y las otras dihidropiridinas no son eficaces (v. cap. 38). Otras indicaciones cardiovasculares son la mio- cardiopatía hipertrófica, ciertos casos de hipertensión pulmonar primaria, enfermedad de Raynaud, vasos- pasmo cerebral secundario a una hemorragia subarac- noidea, ictus agudo isquémico, profilaxis y tratamiento de la migraña, y nefroprotección. La insuficiencia cardíaca con fondo hipertensivo e isquémico coronario podría ser otra indicación de los antagonistas del calcio. Natural- mente, los más cardiodepresores (nifedipino, verapamilo y diltiazem) están contraindicados. Los más vasodilata- dores selectivos (nisoldipino, isradipino y felodipino) po- drían ser más seguros. Se están realizando ensayos clíni- cos para confirmar o descartar esta interesante indicación. ,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2.0 s ratio) s de estudios realizados con b-bloqueantes y verapamilo. Los da- ds ratio). (Adaptado de Hansen, 1992.) 646 Farmacología humana f) Protección renal. Poseen un efecto protector de la función renal, por lo que están encontrando indicaciones en nefropatías y en la insuficiencia renal secundaria al uso de radiocontrastes, ciclosporina y aminoglucósidos, así como en la del trasplante renal. g) Otras indicaciones. Puesto que el Ca2+ es respon- sable del acoplamiento excitación-contracción en todos los músculos del organismo y los antagonistas del calcio bloquean también los canales de tipo L y la entrada de calcio en el músculo liso de otros órganos, pueden ser úti- les, aunque sus resultados son muy variables y a veces es- casos, en espasmos de los tractos digestivo, biliar, uterino, bronquial y uretral. Se pueden utilizar en la acalasia y en espasmos esofágicos (v. cap. 44), que cursan con disfagia y dolor retrosternal; en la incontinencia urinaria y enu- resis nocturna; en la vejiga irritable y adenoma de prós- tata, que cursan con hiperreactividad del detrusor. Tam- bién pueden ser útiles para prevenir el parto prematuro o tratar la dismenorrea. 8. Promotores del calcio Existe un derivado del nifedipino, conocido con las siglas BayK8644, que retrasa el cierre de los canales de Ca2+ del subtipo L, en vez de ace- lerarlo, como hacían todas las dihidropiridinas conocidas hasta enton- ces. En consecuencia, el BayK8644 abrió la puerta a un nuevo grupo de fármacos que, por incrementar la entrada de Ca2+ en células excitables (promotores del calcio), producían un potente efecto inotrópico posi- tivo y una poderosa vasoconstricción. Se ha demostrado que el BayK8644 posee también efectos en células no cardiovasculares dota- das de canales L y favorece el acoplamiento excitación-secreción, pro- moviendo la liberación de catecolaminas. A priori, un promotor del cal- cio podría tener indicaciones en la insuficiencia cardíaca (efecto inotrópico positivo) y en cuadros graves de hipotensión, shock o mi- graña (efecto vasoconstrictor). Sin embargo, el riesgo de precipitar un cuadro de isquemia miocárdica por producir vasoconstricción corona- ria frenó el desarrollo clínico del BayK8644. Más recientemente, han surgido otros promotores del calcio con escasos efectos vasoconstric- tores coronarios, que producen, sin embargo, vasoconstricción perifé- rica y un efecto inotrópico positivo más moderado; uno de ellos, el PCA50941, está en estudio preclínico en cuadros experimentales de shock y otro, el BayK5959, se encuentra en fase II de ensayos clínicos en la insuficiencia cardíaca. 9. Canales de calcio de tipo no L Como ya se ha indicado (v. 1), los canales de Ca2+ que expresan di- versas células excitables son de varios subtipos, siendo los L la diana de los antagonistas del calcio clínicamente útiles analizados en este capí- tulo. Pero los canales N, P y Q controlan la entrada de Ca2+ en diversas neuronas centrales y periféricas, modulando, entre otras funciones, la liberación de diversos neurotransmisores excitadores e inhibidores. En la tabla 37-1 se indican algunas sustancias bloqueantes de dichos cana- les, pero todas ellas son de carácter peptídico. Está siendo ensayado el SNX111, análogo semisintético de w-CTx-MVIIA. Pero existe gran in- terés por encontrar moléculas no peptídicas por su más fácil manejo. Si estas moléculas son capaces de limitar o favorecer la liberación de uno u otro neurotransmisor (p. ej., glutamato, noradrenalina, serotonina, sustancia P, opioides endógenos, acetilcolina y GABA) en determina- das áreas cerebrales o de la médula espinal, podrían mejorar una de- terminada función o ejercer un efecto neuroprotector. Algunas de las enfermedades diana de estos fármacos potenciales serían el ictus, Par- kinson, Alzheimer, epilepsias, demencias, depresión o ansiedad y do- lor crónico. Además, tampoco poseen ninguna farmacología definida los cana- les T, que regulan la frecuencia de descarga de potenciales de acción en neuronas, corazón y quizá también en los pequeños vasos. Los fárma- cos bloqueantes T podrían tener funciones de normalización de ritmos neuronales o cardíacos alterados. 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Madrid: EDIMSA, 1996. Leenen FHH, Furney A. Comparison of the effects of amlodipine and diltiazem on 24-hour blood pressure, plasma catecholamines, and left ventricular mass. Am J Cardiol 1996; 78: 203-207. Levy D, Garrison RJ, Savage DD, Kannel WB, Castelli WP. Prognos- tic implications of echocardiographically determined left ventricu- lar mass in the Framingham Heart study. N Engl J Med 1990; 322: 1561-1566. Messerli FH. «Cardioprotection». Not all calcium antagonists are cre- ated equal. Am J Cardiol 1990; 66: 855-856. Messerli FH, McLoughlin M. Calcium channel antagonists: What do they offer? Drug Ther Bull 1993; April: 19-26. Muiesan G, Agabiti-Rosei E, Romanelli G, Muiesan ML, Castellano M, Beschi M. Adrenergic activity and left ventricular function du- ring treatment of essential hypertension with calcium antagonists. Am J Cardiol 1986; 57: 44-49. Neher E. Ion channels for communication between and within cells. Science 1991; 256: 498-502. 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Mecanismos de bloqueo de los canales de Ca2+ del subtipo L 3. Perfil farmacológico 3.1. Vasodilatación arterial selectiva 3.2. Problema de la taquicardia refleja 3.3. Efectos directos sobre el corazón 3.4. Selectividad tisular 4. Características farmacocinéticas 5. Reacciones adversas 6. Interacciones farmacológicas 7. Aplicaciones terapéuticas 8. Promotores del calcio 9. Canales de calcio de tipo no L
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