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37 EicosanoidEs ■ Biosíntesis ■ Inhibidores de la biosíntesis de los eicosanoides ■ Degradación de los eicosanoides ■ Propiedades farmacológicas ■ Acciones fisiológicas y efectos farmacológicos ■ Usos terapéuticos Factor activador dE plaquEtas ■ Química y biosíntesis ■ Sitios de síntesis del PAF ■ Mecanismo de acción del PAF ■ Funciones fisiológicas y patológicas del PAF ■ Receptores antagonistas del PAF Los lípidos de la membrana suministran el sustrato para la síntesis de ei- cosanoides y PAF. Los metabolitos del ácido araquidónico (AA, arachidonic acid), incluidos prostaglandina (PG), prostaciclina (PGI2), tromboxano A (TxA2), leucotrieno (LT) y productos de epoxigenasa de los citocromos P450 (CYP), los eicosanoides en su conjunto, no se almacenan sino que son producidos por la mayoría de las células cuando varios estímulos físicos, químicos y hormonales activan acilhidrolasas que hacen disponible el araquidonato. Los derivados de glicerofosfocolina de membrana pueden modificarse enzimáticamente para producir PAF. El PAF está formado por un número menor de tipos de células, principalmente leucocitos, pla- quetas y células endoteliales. Los lípidos de eicosanoides y el PAF funcio- nan como moléculas de señalización en muchos procesos biológicos, tales como la regulación del tono vascular, la función renal, la hemosta- sia, el parto, la integridad de la mucosa gastrointestinal y la función de la célula madre. También son importantes mediadores de la inmunidad e inflamación innatas. Varias clases de fármacos, especialmente los antiin- flamatorios no esteroideos (NSAID) (véase capítulo 38), incluido el ácido acetilsalicílico, deben sus principales efectos terapéuticos (alivio del do- lor inflamatorio y antipiresis) al bloqueo de la formación de prostaglan- dina PG. Eicosanoides Los eicosanoides, del griego eikosi (“veinte”) se forman a partir de precur- sor de ácidos grasos esenciales que contienen 20 carbonos y 3, 4 o 5 en- laces dobles: ácido 8,11,14-eicosatrienoico (ácido dihomo-γ-linolénico), ácido 5,8,11,14-eicosatetraenoico (AA; véase figura 37-1) y EPA. El AA es el precursor más abundante, derivado del ácido graso omega-6 dietético, ácido linoleico (ácido 9,12-octadecadienoico), o ingerido directamente como un componente dietético. El EPA es un componente principal de aceites de pescados grasos como el salmón. Biosíntesis La biosíntesis de eicosanoides está limitada por la disponibilidad de AA y depende principalmente de la liberación de AA esterificado de los fos- folípidos de membrana u otros lípidos complejos por acilhidrolasas, espe- cialmente PLA2. Una vez liberado, el AA se metaboliza rápidamente a productos oxigenados por COX, LOX y CYP (véase figura 37-1). Los estímulos químicos y físicos activan la translocación dependiente de Ca2+ del grupo IVA fosfolipasa citosólica A2 (cPLA2) a la membrana, donde hidroliza el enlace éster sn-2 de la fosfatidilcolina y la fosfatidileta- nolamina de la membrana, liberando AA. Se han caracterizado múltiples isoformas adicionales de PLA2 (forma secretora [s] e independientes de Ca2+ [i]). En condiciones basales, el AA liberado por iPLA2 se reincorpora a las membranas celulares. Durante la estimulación, la cPLA2 domina la liberación aguda de AA, mientras que una sPLA2 inducible contribuye a la liberación de AA en condiciones de estimulación sostenida o intensa. La sPLA2 contribuye a la generación de micropartículas de plaquetas de eicosanoides que luego dirigen la internalización de micropartículas por parte de los neutrófilos que impulsan la inflamación (Duchez et al., 2015). Productos de ciclooxigenasas (sintasas de prostaglandina G/H) La prostaglandina endoperóxido G/H sintasa se llama ciclooxigenasa o COX coloquialmente. Los productos de esta vía son PG, PGI2 y TxA2, de- nominados en su conjunto prostanoides. La vía se describe en la figura 37-1 y su leyenda. Los prostanoides se distinguen por sustituciones en sus anillos de ci- clopentano del número de dobles enlaces en sus cadenas laterales, como lo indican los subíndices numéricos (el ácido dihomo-γ-linolénico es el precursor de la serie1, el AA para la serie2 y el EPA para la serie3). Los pros- tanoides derivados de AA tienen el subíndice 2 y son las principales se- ries en mamíferos. Hay dos isoformas COX distintas, COX-1 y COX-2 (Rouzer y Marnett, 2009; Smith et al., 2011). La COX-1, expresada constitutivamente en la mayoría de las células, es la fuente dominante de prostanoides para las funciones de limpieza, como la citoprotección del epitelio gástrico (véase capítulo 49). La COX-2 en cambio, está regulada positivamente por cito- cinas, estrés por cizallamiento y factores de crecimiento, y es la principal fuente de formación de prostanoides en la inflamación y el cáncer. Sin embargo, esta distinción no es absoluta; ambas enzimas pueden contri- buir a la generación de prostanoides autorreguladores y homeostáticos durante los procesos fisiológicos y fisiopatológicos. Con 61% de identidad de aminoácidos, la COX-1 y la COX-2 tienen es- tructuras cristalinas notablemente similares. Ambas isoformas se expre- san como dímeros insertados homotípicamente en la membrana reticular endoplásmica. A través de la actividad secuencial de COX y POX, ambas COX convierten AA a dos intermedios inestables que luego se convierten Capítulo Autacoides derivados de los lípidos: eicosanoides y factor activador de plaquetas Historia En 1930, los ginecólogos estadounidenses Kurzrok y Lieb observaron que tiras de miometrio uterino se relajaban o contraían cuando se exponían a semen. Posteriormente, Goldblatt, en Inglaterra, y von Euler, en Suecia, informaron de forma independiente sobre la contracción del músculo liso y las actividades vasodepresoras en el líquido seminal y las glándulas reproductivas accesorias. En 1935, von Euler identificó el material activo como un ácido soluble en lípidos, que denominó prostaglandina. Samuels- son, Bergström y sus colegas elucidaron las estructuras de PGE1 y PGF1α en 1962. En 1964, Berg ström y colaboradores y Van Dorp y asociados lograron, independientemente, la biosíntesis de PGE2 de AA. Siguieron los descubrimientos de TxA2, PGI2 y los LT. Vane, Smith y Willis en 1971 informaron que el ácido acetilsalicílico y los AINE actúan inhibiendo la biosíntesis de PG. Este notable periodo de descubrimiento vinculó el Pre- mio Nobel de Von Euler en 1970 con el de Bergström, Samuelsson y Vane en 1982. https://booksmedicos.org https://booksmedicos.org 674 A utacoid es d erivad os d e los líp id os: eicosan oid es y factor activad or d e p laq uetas CA PÍTU LO 37 en prostanoides por sintasas, expresadas de una manera relativamente específica de la célula. Por ejemplo, TxA2 derivado de COX-1 es el pro- ducto dominante en plaquetas, mientras que PGE2 y TxA2 derivadas de COX-2 dominan en macrófagos activados. Los prostanoides se liberan de las células por difusión, aunque puede facilitarse la transferencia por me- dio del transportador de proteínas asociadas a la resistencia a múltiples fármacos (MRP, multidrug-resistance protein)(Schuster, 2002). Productos de las lipoxigenasas Los principales productos de las vías LOX son los derivados de ácidos grasos hidróxidos conocidos como HETE, LT, y LX (véase figura 37-2) (Haeggström y Funk, 2011; Powell y Rokach, 2015). Los LT juegan un papel fundamental en el desarrollo y persistencia de la respuesta infla- matoria. Las LOX son una familia de enzimas que contienen hierro no hemáti- co; las LOX catalizan la oxigenación de ácidos grasos poliénicos en los correspondientes lípidos hidroperóxidos. Las enzimas requieren un sus- trato ácido graso con dos cis de doble enlace separados por un grupo me- tileno. El AA, que contiene varios enlaces dobles en su configuración, se metaboliza en HPETE, los cuales varían en el sitio de inserción del grupo hidroperóxido. Los HPETE son convertidos en sus correspondientes HE- TE no enzimáticamente o por la POX.Existen cinco LOX activas en el ser humano —5(S)-LOX, 12(S)-LOX, 12(R)-LOX, 15(S)-LOX-1 y 15(S)-LOX-2— clasificadas de acuerdo con el lugar de inserción del grupo hidroperóxido. Su expresión es frecuente- mente específica de la célula; las plaquetas tienen sólo 12(S)-LOX, mien- tras que los leucocitos contienen 5(S) y 12(S)-LOX (véase figura 37–2). La 12(R)-LOX se restringe en su expresión sobre todo a la piel. Las LOX epi- dérmicas, que constituyen un subgrupo diferente de LOX, también inclu- yen 15-LOX-2 y eLOX-3, el miembro de la familia más recientemente identificado. Se ha reportado que la eLOX-3 metaboliza mucho más 12(R)-HETE, el producto de 12(R)-LOX, a un producto específico de epoxialcohol. El camino de LOX-5 lleva a la síntesis de los LT. Cuando los eosinofi- los, los mastocitos, los PMN o monocitos se activan, las LOX-5 se trasla- dan a la membrana nuclear y se asocian con la FLAP, una proteína integral de la membrana que facilita la interacción del AA a la 5-LOX (Evans et al., 2008). Los fármacos que inhiben la FLAP bloquean la pro- ducción de LT. La 5-LOX cataliza una reacción de dos pasos: la oxigena- ción de AA para formar 5-HPETE seguida por la deshidratación de un epóxido inestable, el LTA4. El LTA4 se transforma por enzimas diferentes en LTB4 o LTC4. El metabolismo extracelular del componente péptido de LTC4 genera LTD4 y LTE4 (Peters-Golden y Henderson, 2007). Colectiva- mente los LTC4, LTD4 y LTE4 son CysLT. Los LTB4 y LTC4 son transporta- dos activamente fuera de la célula. El LTA4, el producto primario de la vía de 5-LOX se metaboliza por 12-LOX para formar LXA4 y LXB4. Estos me- diadores también pueden surgir a través del metabolismo de 5-LOX de 15-HETE. Productos de CYP Las epoxigenasas CYP, principalmente CYP2C y CYP2J metabolizan el AA en EET (Fleming, 2014). En las células endoteliales los EET funcionan como EDHF, particularmente en la circulación coronaria. La biosíntesis se altera por factores genéticos, nutricionales y farmacológicos, que afec- tan la expresión de CYP. Otras vías Los eicosanoides, una familia de los isómeros eicosanoides, se generan por la oxidación catalizada radical libre no enzimática de AA. Estos com- puestos, diferente de la PG, se forman inicialmente esterificados en fos- folípidos y liberados por las PL; los eicosanoides entonces circulan y se metabolizan y se excretan por la orina. Su producción no está inhibida in vivo por inhibidores de COX-1 o COX-2, sino que su formación se supri- me por los antioxidantes. Los isoprostanos guardan correlación con los factores de riesgo cardiovasculares, y en un gran número de condiciones clínicas se encuentran niveles elevados (Milne et al., 2015). Su importan- cia como mediadores activos biológicamente no está clara. Cuando se sintetiza una serie de componentes, como las LX, las maresinas, las resol- vinas, y se administran a ciertos modelos de inflamación, aceleran su re- solución. Todavía queda por establecer si los componentes endógenos se forman en cantidades suficientes para ejercer su efecto in vivo (Skarke et al., 2015). Inhibidores de la biosíntesis de los eicosanoides La inhibición de PLA2 disminuye la liberación del ácido graso precursor y la síntesis de todos sus metabolitos. Las PLA2 pueden ser inhibidas por fármacos que reduzcan la accesibilidad de Ca²+. Los glucocorticoides inhi- ben la PLA2 indirectamente al inducir la síntesis de un grupo de proteínas llamadas anexinas que modulan la actividad de PLA2. Los glucocorticoides también regulan la disminución de la expresión inducida de COX-2 pero no de COX-1 (véase capítulo 46). El ácido acetilsalicílico y los NSAID in- hiben la COX, pero no la POX, mitad de ambas enzimas COX y, por tan- to, la formación de prostanoides. Estos fármacos no inhiben las LOX y pueden causar la formación aumentada de LT por la desviación del sus- trato a la vía de la LOX. Los inhibidores duales de COX y 5-COX han de- mostrado ser efectivos en algunos modelos de inflamación y de heridas en los tejidos (Minutoli et al., 2015; Oak et al., 2014). Los LT pueden con- tribuir a los efectos GI colaterales asociados con NSAID (Janusz et al., 1998; Xu et al., 2009). Las diferencias en la sensibilidad de la COX-1 y la COX-2 a la inhibi- ción de ciertos fármacos antiinflamatorios llevó al desarrollo de inhibido- res selectivos de COX-2, incluyendo los coxib (Grosser et al., 2010) (véase capítulo 38). Estos fármacos fueron planteados como una hipótesis para ofrecer ventajas terapéuticas sobre NSAID más antiguos (muchos de los cuales no son inhibidores selectivos de COX) porque se pensó que COX-2 era la fuente principal de las PG en la inflamación, mientras que COX-1 es la fuente principal de las PG citoprotectoras en el tracto GI. Pruebas aleatorias de inhibidores selectivos de COX indicaron su superioridad en la seguridad GI sobre los comparadores NSAID no selectivos. Abreviaturas AA: (arachidonic acid) Ácido araquidónico ACTH: (corticotropin, [formerly adrenocorticotrophic hormone]) Corticotropina (antiguamente hormona adrenocorticotrópica) BLT1/2: (LTB4 receptors) Receptores LTB4 cAMP: (cyclic adenosine monophosphate) Monofosfato de adenosina cíclica COX: (cyclooxygenase) Ciclooxigenasa CYP: (cytochrome P450) Citocromo P450 CysLT: (cysteinyl leukotriene) Leucotrieno cisteinil CysLT1/2: (CysLT receptors) Receptores CysLT DP2: (a member of the fMLP-receptor superfamily, CRTH2) Un miembro de la superfamilia receptora-fMLP, CRTH2 DP: (PGD2 receptor) Receptor PGD2 EDHF: (endothelium-derived hyperpolarizing fator) Factor hiperpolarizante derivado del endotelio EET: (epoxyeicosatrienoic acid) Ácido epoxieicosatrienoico EP: (PGE2 receptor) Receptor PGE2 EPA: (5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid) Ácido 5,8,11,14,17-eicosapentaenoico FLAP: (5-LOX–activating protein) Proteína activadora de 5-LOX FP: (receptor PGF2α) Receptor PGF2α fMLP: (formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine) Formil-metionil-lencil-fenilalanina GPCR: (G protein–coupled receptor) Receptor de proteína G acoplada HETE: (hydroxyeicosatetraenoic acid) Ácido hidroxieicosatetraenoico HPETE: (hydroxyperoxyeicosatetraenoic acid) Ácido hidroxiperoxieicosatetraenoico IL: (interleukin) Interleucina IP3: (inositol 1,4,5-trisphosphate) 1,4,5-trifosfato de inositol IP: (PGI2 receptor) Receptor PGI2 iPLA2: (independent PLA2) PLA2 independiente IsoP: (isoprostane) Isoprostano LOX: (lipoxygenase) Lipoxigenasa LT: (leukotriene) Leucotrieno LX*: (lipoxin*, e.g., LXA, LXB) Lipoxina*, p. ej., LXA, LXB NSAID: (nonsteroidal anti-inflammatory drug) AINE (Antiinflamatorios no esteroideos) PAF: (platelet activating factor) Factor activador de plaquetas PAF-AH: (PAF acetylhydrolyase) Acetilhidroliasa PAF PG: (prostaglandin) Prostaglandina PGDH: (PG 15-OH dehydrogenase) 15-OH PG deshidrogenasa PGI2: (prostacyclin) Prostaciclina PL*: (phospholipase*, e.g., PLA, PLC) Fosfolipasa*, p. ej., PLA; PLC PMN: (polymorphonuclear leococyte) Leucocito polimorfonuclear POX: (peroxydase) Peroxidasa TNF: (tumor necrosis factor) Factor de necrosis tumoral TP: (TXA2 receptor) Receptor TXA2 TxA: (thromboxane A) Tromboxano A https://booksmedicos.org 675 In flam ación , in m un om od ulación y h em atop oyesis SECCIÓ N IV PGG2 PGH2 TxA2 PGE2 PGE2α FPA, B DP1EP4EP1TPα, β EP2 EP3I-IV, e, f IPDP2/CRTH2 PGD2 Ataque radical libre CYP EET HETE Lipoxinas Leucotrienos (véase figura 37-2) Isoprostanos Ciclooxigenasa Ácido acetilsalicílico y otros NSAID, p. ej., ibuprofeno Inhibidores 5-LOX, p. ej., zileutón Inhibidores selectivos COX-2, p. ej., coxibs peroxidasa Ácido araquidónico LOX TxA mPGE cPGE PGF L-PGD H-PGD PGI COX-1 COX-2 COOH OH O O O COOH OHHO HO COOH OHHO COOH OH O O COOH OOH O O HO COOH OH O PGI2 COOH OHOH O COOH Cerebro, riñón, músculo liso vascular, plaquetas Útero, vías respiratorias, músculo liso vascular, ojo Mastocitos, cerebro, vía respiratoria Endotelio, riñón, plaquetas, cerebro Plaquetas, músculo liso vascular, macrófagos,riñón Figura 37-1 Metabolismo de AA. Los endoperóxidos cíclicos (PGG2 y PGH2) surgen de las acciones secuenciales de COX e hidroperoxidasa de COX-1 o COX-2 sobre los AA liberados de los fosfolípidos de membrana. Los productos subsiguientes se generan por sintasas específicas de los tejidos y transducen sus efectos a través de receptores unidos a membranas (cuadros azules). Los EET e isoprostanos se generan por medio de la actividad de CYP y el ataque de radicales libres no enzimáticos, respectivamente. El ácido acetilsalicílico y los NSAID no selectivos son inhibidores no selectivos de COX-1 y COX-2 pero no afectan la actividad de LOX. Véase texto y lista de abreviaturas para más definiciones. Sin embargo, hay evidencias convincentes de que los inhibidores COX-2 confieren un espectro de riesgos cardiovasculares (infarto de mio- cardio, embolia, hipertensión pulmonar y sistémica, fallo cardiaco por congestión y muerte súbita del corazón) (Grosser et al., 2010). Los riesgos pueden explicarse suficientemente por la supresión de las PG derivadas de la COX-2 que son cardioprotectores, y los efectos incontrolados de es- tímulos endógenos, tales como las plaquetas TxA2 derivadas de la COX-1, sobre la activación de las plaquetas, la proliferación vascular y la restruc- turación, la hipertensión y la aterogénesis. Puesto que los LT son mediadores de la inflamación, los esfuerzos se han concentrado en el desarrollo de antagonistas del receptor LT e inhi- bidores selectivos de LOX. El zileutón, un inhibidor de 5-LOX, y antago- nistas selectivos del receptor CysLt1 (zafirlukast, pranlukast y montelukast) han establecido la eficacia en el tratamiento del asma leve a moderada (véase capítulo 40). Sin embargo estos tratamientos continúan siendo menos efectivos que los corticosteroides que se inhalan. Un polimorfis- mo común en el gen para la sintasa LTC4 que se correlaciona con la gene- ración aumentada del LTC4 puede estar asociado con un riesgo mayor de asma en algunas poblaciones y con la eficacia de la terapia antiLT. Es muy interesante que aunque los polimorfismos en los genes que codifican la 5-LOX o la FLAP todavía deben ser vinculados con el asma, los estudios han demostrado una asociación de estos genes con el infarto de miocar- dio, la trombosis y la ateroesclerosis (Peters-Golden y Henderson, 2007); por tanto, la inhibición de la biosíntesis de LT pudiera probar eventual- mente su utilidad en la prevención de la enfermedad cardiovascular. Degradación de los eicosanoides La mayoría de los eicosanoides son inactivados rápida y eficientemente (figura 37-3). Las reacciones catabólicas enzimáticas son de dos tipos: • Un paso inicial rápido, catalizado por enzimas PG específicas amplia- mente distribuidas, en el que las PG pierden la mayoría de su actividad biológica. • Un segundo paso en el que estos metabolitos se oxidan, probablemen- te por enzimas idénticas a aquellas responsables de la oxidación β y ω de los ácidos grasos. El pulmón, el riñón y el hígado juegan papeles destacados en las reac- ciones catalizadas enzimáticamente. La eliminación metabólica requiere un transportador de PG de respuesta celular dependiente de la energía y posiblemente otros transportadores (Schuster et al., 2002). El paso ini- cial es la oxidación del grupo 15-OH a la correspondiente cetona por PGDH. Sin embargo, PGI2 y TxA2 sufren una hidrólisis espontánea co- mo un primer paso degradante. La degradación de LTC4 también ocurre en los pulmones, el riñón y el hígado, pero también pudiera ocurrir en LTC4 vía enzimas CYP4F. La inactivación de la 15-hidroxiprostaglandina deshidrogenasa, que aumenta la capacidad de los tejidos para formar PGE2, mejora la regeneración tisular después del trasplante de la célula madre hematopoyética y después de la hemihepatectomía (Zhang et al., 2015). https://booksmedicos.org 676 A utacoid es d erivad os d e los líp id os: eicosan oid es y factor activad or d e p laq uetas CA PÍTU LO 37 inhibidores 5-LOX, p. ej., zileutón Ácido araquidónico Hidrolasas epóxidas 5-LOX (neutrofilos) COX-1 COX-2 FLAP 5-LOX 5-LOX Sintasa LTC4 Hidrolasa LTA4 12-LOX (plaquetas) Dipeptidasa Transpeptidasa γ-glutamil Leucotrienasa γ-glutamil 12-LOX 15-LOX-2 CysLT1 CysLT2 BLT1 BLT2 AnxA1-FPR2/ALX COOH COOH OOH Prostanoides (véase figura 37-1) 12 (S)-HETE 12 (R)-HETE 15 (S)-epoxitetrano 12 (S)-HETE 12 (R)-HETE 5 (S)-HPETE Leucotrienos cistenil (CysLT) LTA4 LTB4 LXB4 LXA4 Antagonistas de CysLT p. ej., zafirlukast, montelukast COOH OH OH OH COOH HO OH HO COOH OH OHCysS Gly Glu LTC4 COOH OH C5H11 COOH O LTD4CysS Gly COOH OH C5H11 LTE4CysS COOH OH C5H11 TxA2 COOH OH O O PGI2 COOH OHOH O PGE-M* PGF-M* PGD-M* PGE2 O COOH OHHO PGE2α HO COOH OHHO 9α11β-PGF2 HO COOH OHHO 6-ceto PGF1αTxB2 Hidrólisis no enzimática 11-hidro-TXB2 deshidrogenasa Prostaglandina deshidrogenasa 11-ceto reductasa Reducción ∆13, β-oxidación, ω-oxidación β-oxidación 11-dihidro-TxB2 2,3-dinor-TxB2* 3-dinor-6-ceto PGF1α* PGD2 HO COOH OH O Figura 37-2 Vías lipoxigenasas del metabolismo de AA. Las FLAP presentan AA a 5-LOX, lo que lleva a la generación de LT y CysLt. Las LX (en el cuadro) se deben a la interacción celular por medio de una vía de 5-LOX-12LOX o por medio de una vía 15-LOX-5-LOX. Los efectos biológicos se transducen por medio de los receptores vinculados a las membranas (cuadros azules). Si bien su importancia biológica todavía es controvertida, la LXA4 puede activar un GPCR también activado por anexina A1 y por el péptido formilo. Este GPCR es llamado péptido receptor AnxA1-Formil receptor 2/Alx (AnxA1-FPR2/ALX) para reflejar el rango de sus supuestos ligandos. El zileutón inhibe el 5-LOX pero no las vías COX (ampliadas en la figura 37-1). Los antagonistas de CysLT evitan la activación del receptor CysLT1. Véase texto y lista de abreviaturas para más definiciones. Figura 37-3 Principales vías de la degradación de la prostaglandina. Los metabolitos activos están dentro de los cuadros. *Principales metabolitos urinarios (M). Véase texto y lista de abreviaturas para más definiciones. https://booksmedicos.org 677 In flam ación , in m un om od ulación y h em atop oyesis SECCIÓ N IV TABLA 37-1 ■ Receptores eicosanoides humanos RECEPTOR LIGANDOS 1° (2°) ACOPLAMIENTO PRIMARIO FENOTIPO PRINCIPAL EN RATONES CON BLOQUEO GÉNICO DP1 PGD2 Gs ↓ asma alérgica DP2/CHRT2 PGD2 (15d-PGJ2) Gi ↑ o ↓ inflamación de las vías respiratorias EP1 PGE2 (PGI2) Gq ↓ respuesta del colon a carcinógenos EP2 PGE2 Gs Ovulación y fertilización defectuosas Hipertensión por sensibilidad a la sal EP3 I–VI, e, f PGE2 Gi; Gs; Gq Resistencia a los pirógenos ↓ inflamación cutánea aguda EP4 PGE2 Gs Ductos arteriosos persistentes ↓ masa/densidad ósea en ratones adultos ↑ respuesta inflamatoria de los intestinos ↓ carcinogénesis del colon FPA,B PGF2α(IsoPs) Gq Falla del trabajo de parto IP PGI2 (PGE2) Gs ↑ respuesta trombótica ↓ respuesta a daño vascular ↑ ateroesclerosis ↑ fibrosis cardiaca Hipertensión por sensibilidad a la sal ↓ inflamación de las articulaciones TPαβ TxA2 (IsoPs) Gq, Gi, G12/13, G16 ↑ hemorragia ↓ respuesta a herida vascular ↓ ateroesclerosis ↑ sobrevivencia después de aloinjerto cardiaco BLT1 LTB4 G16, Gi Alguna supresión de la respuesta inflamatoria BLT2 LTB4 [12(S)-HETE, 12(R)-HETE] Gq-like, Gi-like, Gz-like ¿? (Informes de procesos inflamatorios) CysLT1 LTD4 (LTC4/LTE4) Gq ↓ respuesta de permeabilidad vascular inmune adaptiva e innata ↑ respuesta pulmonar inflamatoria y fibrótica CysLT2 LTC4/LTD4 (LTE4) Gq ↓ respuesta pulmonar inflamatoria y fibrótica Esta tabla es la lista de casos principales de receptores eicosanoides y sus signos característicos. Se indican las variantes combinadas para EP3, TP y FP. Propiedades farmacológicas Los eicosanoides funcionan a través de GPCR específicos (véase tabla 37-1) que se acoplan a los sistemas de segundo mensajero intracelulares para modular la actividadcelular (véase figura 37-4). Receptores de prostaglandina Las PG activan receptores de membrana localmente cerca de sus lugares de formación. Los receptores de eicosanol interactúan con Gs, Gi y Gq para modular las actividades de adenilil ciclasa y PLC (véase capítulo 3). Los productos de un solo gen han sido identificados por los receptores de PGI2 (el IP), PGF2α (el FP) y TxA2 (el TP). Cuatro diferentes receptores PGE2 (EP1-4) y dos receptores PGD2 (DP1 y DP2 —también conocidos co- mo CRTH2)— han sido clonados. Las formas adicionales de TP (α y β), FP (A y B), y receptores EP3 (I-VI, e, f) pueden surgir a través de la unión de mensajeros diferenciales RNA (Smyth et al., 2009; Woodward et al., 2011). Los receptores prostanoides parecen derivar de un receptor EP ancestral y comparten una alta homología. La comparación filogenética de la familia de este receptor revela tres subgrupos (véase figura 37-4): • Los receptores relajantes EP2, EP4, IP y DP1, que aumentan la genera- ción cíclica celular de AMP. • Los receptores contráctiles EP1, FP y TP, que aumentan los niveles cis- tosólicos de Ca2+. • EP3, que se puede acoplar tanto a la elevación de niveles citosólicos [Ca2+] como a la inhibición de la adenilil ciclasa. El receptor DP2 es una excepción y no está relacionado a los otros re- ceptores prostanoides; más bien, es un miembro de la superfamilia re- ceptora fMLP. Receptores leucotrienos Existen dos receptores para LTB4 (BLT1 y BLT2) y CysLT1 y CysLT2 (Bäck et al., 2011, 2014). El receptor fMLP-2 también se une a LXA4, pero la im- portancia funcional de este ligando in vivo todavía es controvertida. To- dos son GPCR y combinan con Gq y otras proteínas G, en dependencia del contexto celular. La BLT1 se expresa predominantemente en los leu- cocitos, el timo y el bazo, mientras que BLT2, el receptor de baja afinidad para LBT4, se encuentra en el bazo, los leucocitos, el ovario, el hígado y el intestino. CysLT1 se une a LTD4 con mayor afinidad que LTC4, mientras que CysLT2 muestra igual afinidad para ambos LT. Los dos receptores combi- nan con LTE4 con baja afinidad. La activación de Gq, que lleva a la movi- lización de la Ca2+ intracelular, es la vía de señalización primaria reportada. Los estudios también han colocado Gi más abajo de CysLT2. El CysLr1 se expresa en el pulmón y la musculatura lisa intestinal, el ba- zo, y los leucocitos periféricos de la sangre, mientras que CysLT2 se en- cuentra en el corazón, el bazo, los leucocitos periféricos de la sangre, la médula suprarrenal y el cerebro. Otros agentes Otros productos derivados de AA (p. ej., isoprostanos, EET) tienen acti- vidades biológicas potentes, y existe evidencia para distintos receptores para algunas de estas sustancias. Un receptor huérfano, GPR31, ha sido identificado como receptor para 12(S)-HETE (Powell y Rokach, 2015). Han sido propuestos receptores específicos para los HETE y EET, y se ha suministrado evidencia de que el receptor huérfano GPR75 funciona co- mo receptor para 30-HETE (García et al., 2017). Acciones fisiológicas y efectos farmacológicos La amplia biosíntesis y múltiples acciones farmacológicas de los eicosa- noides se reflejan en su compleja fisiología y fisiopatología. El conoci- miento de la distribución de los principales receptores eicosanoides ayuda a poner en perspectiva esta complejidad (véase figura 37-1). El de- sarrollo de los ratones con trastornos dirigidos de genes que regulan la biosíntesis de los eicosanoides y de los receptores de eicosanoides ha re- velado roles inesperados para estos autacoides y ha aclarado las hipótesis https://booksmedicos.org 678 A utacoid es d erivad os d e los líp id os: eicosan oid es y factor activad or d e p laq uetas CA PÍTU LO 37 + + + + – “Relajante” “Contráctil” “Inhibidor” ** Familia receptora fMLP Efectos biológicos β αs γ β α12/13 γ β α16 γ β αq γ β αi γ IPIP EP2EP2 EP4EP4 EP1EP1 EP3EP3 DP2DP2DP1DP1 TPTP FPFP Adenilil ciclasa RhoGEF Activación Rho PLCβ cAMP Ca2+ Figura 37-4 Receptores de prostanoides y sus vías de señalización primarias. Los receptores prostanoides son heptaextensores GPCR. Los términos relajante, contráctil e inhibidor se refieren a la caracterización filogenética de otros efectos primarios. Todas las isoformas EP3 se combinan a través de Gi; algunas pueden activar también las vías Gs o G12/13. RhoGEF (Rho Guanine nucleotide Exchange Factor): factor de intercambio nucleótido Rho guanina. sobre su función (véase tabla 37-1). Los tópicos aquí resumidos fueron revisados en su totalidad por Smyth et al. (2011). Sistema cardiovascular Debido a su corta t1/2, los prostanoides actúan localmente y por lo gene- ral se considera que no afectan el tono sistémico vascular en forma direc- ta. Pueden modular el tono vascular localmente en sus sitios de biosíntesis o a través de efectos renales u otros efectos indirectos. La PGI2, el metabolito araquidonato más importante liberado del endotelio vascular se deriva en primera instancia de COX-2 en seres humanos. La generación y liberación de PGI2 se regula por tensión de cizallamiento y por autacoides vasoconstrictores y vasodilatadores. En la mayoría de los lechos vasculares, PGE2, PGI2 y PGD2 provocan vasodilatación y una caí- da de presión sanguínea; fisiológicamente, estas respuestas son muy lo- cales porque los prostanoides endógenos son mediadores paracrinos que no circulan (Smyth et al., 2009). Las respuestas a PGF2α son un potente constrictor de las venas y arterias pulmonares. El TxA2 es un potente va- soconstrictor y un mitógeno en las células del músculo liso. La prostaglandina E2 también puede causar vasoconstricción a través de la activación de EP1 y EP3. La infusión de PGD2 en seres humanos re- sulta en rubor, congestión nasal e hipotensión. La liberación local subcu- tánea de PGD2 contribuye a la dilatación de la vascularización de la piel, lo que causa el enrojecimiento facial asociado con el tratamiento con nia- cina en seres humanos. La subsiguiente formación de metabolitos de ani- llo F de PGD2 puede provocar hipertensión. La PGI2, el principal prostanoide del endotelio vascular, relaja la musculatura lisa vascular, lo que causa hipotensión y taquicardia reflejo cuando se administra por vía intravenosa. La PGI2 limita la hipertensión pulmonar inducida por hi- poxia y la tensión sistémica inducida por AngII y reduce la resistencia pulmonar en pacientes con hipertensión pulmonar. La PGE2 derivada de la ciclooxigensa -2, actuando vía EP4 mantiene el conducto arterioso permeable hasta el nacimiento, cuando los niveles re- ducidos de PGE2 (una consecuencia del aumento del metabolismo de PGD2) permiten el cierre. Los NSAID tradicionales inducen el cierre del conducto permeable en recién nacidos (véase capítulo 38). Contrario a lo esperado, los animales que no tienen EP4 mueren con un conducto per- meable durante el periodo perinatal (véase tabla 37-1) porque el mecanis- mo de control de los conductos en el útero, y su remodelación en el nacimiento, está ausente. La infusión de PG de las series E y F generalmente incrementa el ren- dimiento cardiaco. Se han notado los efectos inotrópicos débiles y direc- tos en varias preparaciones aisladas. Sin embargo, el incremento en la fuerza de contracción y del ritmo cardiaco en el animal sano, son en gran medida la consecuencia reflejo de una caída en la resistencia periférica total. La PGI2 y la PGE2, actuando en el IP o el EP3, respectivamente, pro- tegen contra la herida oxidativa en el tejido cardiaco. Los estudios sugieren el papel para COX-2 en la función cardiaca. La eliminación del IP aumenta el daño por reperfusión o isquemia de mio- cardio, y tanto la supresión de la sintasa-1 mPGE (mPGES-1) como la supresión cardiomiocito específica del EP4 exacerban el declive en la fun- ción cardiaca después del infarto de miocardio experimental. El TxA2 derivado de COX-2 contribuyó a la tensión oxidante, la generación de isoprostano y a la activacióndel TP, y también posiblemente el FP, a in- crementar la apoptosis miocárdica y la fibrosis en un modelo de fallo car- diaco. La supresión selectiva del COX-2 en cardiomiocitos tiene como consecuencia la insuficiencia cardiaca ligera y una predisposición a la arritmogénesis (Wang et al., 2009). El leucotrieno C4 y LTD4 pueden restringir o relajar las preparaciones de la musculatura lisa vascular aislada, en dependencia de las concentra- ciones utilizadas y el lecho vascular (Bäck et al., 2011). Aunque LTC4 y LTD4 tienen un efecto menor en la mayoría de las arterias o venas de grueso calibre, las concentraciones nanomolares de estos agentes con- traen las arterias coronarias y los segmentos próximos de la arteria pul- monar. La vasculatura renal es resistente a esta acción constrictora, pero https://booksmedicos.org 679 In flam ación , in m un om od ulación y h em atop oyesis SECCIÓ N IV no así la vasculatura mesentérica. Los LTC4 y LTD4 actúan en la microvas- culatura para incrementar la permeabilidad de pequeñas venas poscapi- lares; son aproximadamente 1 000 veces más potentes que la histamina en este sentido. En concentraciones mayores los LTC4 y LTD4 pueden ocasionar constricción de las arteriolas y reducir la exudación de plasma. Existe evidencia del papel de los LT en las enfermedades cardiovascula- res (Peters-Golden y Henderson, 2007). Los estudios genéticos en seres humanos han demostrado un vínculo entre la enfermedad cardiovascular y los polimorfismos en las enzimas biosintéticas LT y FLAP. Los EET causan vasodilatación en diversos lechos vasculares por acti- vación de los conductos de K+ activados por Ca2+ de gran conductancia en las células de músculo liso y que causa relajación. Los EET probable- mente también funcionan como EDHF, particularmente en la circulación coronaria. La biosíntesis endógena de los EET se incrementa en los sín- dromes humanos de la hipertensión. Plaquetas El agregado de plaquetas conduce a la activación de la fosfolipasa de membrana, con la liberación de AA y la consecuente biosíntesis eicosa- noide. En las plaquetas humanas, TxA2 y 12-HETE son los dos principa- les eicosanoides formados, aunque los eicosanoides de otras fuentes (p. ej., la PGI2 derivada del endotelio vascular) también afecta la función de las plaquetas. Las plaquetas maduras expresan sólo COX-1. El producto principal de COX-1 en las plaquetas, la TxA2, induce la agrupación de plaquetas y amplifica la señal para otros agonistas de plaquetas más po- tentes, como trombina y ADP. La importancia de la vía TxA2 es evidente por la eficacia de la inhibición de la plaqueta COX-1 con dosis bajas de ácido acetilsalicílico en la prevención secundaria de infarto de miocardio y la embolia isquémica. La biosíntesis total de TxA2, según se determina por la excreción de sus metabolitos urinarios, se aumenta en los síndro- mes clínicos de la activación de plaquetas, incluyendo la angina inesta- ble, el infarto de miocardio y la embolia. La eliminación del TP en el ratón prolonga el tiempo de sangrado, resulta en plaquetas que no responden a los agonistas de TP, y mitiga la respuesta a los vasotensores y la respues- ta proliferativa al daño vascular (Smyth et al., 2009). La TxA2 induce un cambio de forma plaquetario, regulación de la fosforilación de la cadena ligera de miosina dependiente de Rho/Rho cinasa mediada por G12/G13 y agregación a través de PKC dependiente de Gq. Las acciones de TxA2 sobre las plaquetas están contenidas por su t1/2 corta (∼30 seg), por la rá- pida desensibilización de TP y por inhibidores endógenos de la función de plaquetaria, que incluyen NO y PGI2. Las bajas concentraciones de PGE2, vía del EP3, amplían la concentra- ción de plaquetas. Por el contrario, las mayores concentraciones de PGE2, que actúan por vía del IP o posiblemente de EP2 o EP4 inhiben la concen- tración de plaquetas. Tanto la PGI2 como la PGD2 inhiben la concentra- ción de plaquetas. La PGI2 limita la activación de plaquetas por TxA2 y desagrega los aglutinados de plaquetas preformados. La incidencia au- mentada de infarto de miocardio y embolia en pacientes que reciben in- hibidores selectivos de COX-1, explicado por la inhibición de formación de PGI2 COX-2-dependiente, apoya este concepto (Grosser et al., 2010). Inflamación e inmunidad Los eicosanoides tienen un papel importante en las respuestas inflamato- rias e inmunes. Por lo general los LT son proinflamatorios e interactúan con las PG para promover y mantener la inflamación (Ricciotti y FitzGe- rald, 2011), aunque hay algunas excepciones, como las acciones inhibito- rias de PGE2 en la mayoría de la activación de los mastocitos. Los PG y LX y los compuestos relacionados pueden contribuir a la resolución de la inflamación (Buckley et al., 2014). La COX es la fuente principal de pros- tanoides formados durante y después de la respuesta inflamatoria. La prostaglandina E2 y la PGI2 son prostanoides proinflamatorios pre- dominantes como resultado del aumento de la permeabilidad vascular y el flujo sanguíneo en la región inflamada. Las TxA2 pueden incrementar la interacción entre plaquetas y leucocitos. La PGD2 es una ayuda para la resolución de la inflamación. Los linfocitos tienen una capacidad mínima de formas PG, pero son el blanco primario de su acción. La PG por lo ge- neral inhibe la función de los linfocitos y su proliferación, suprimiendo la respuesta inmune. La PGE2 deprime la respuesta humoral de anticuer- pos al inhibir la diferenciación de los linfocitos B en las células del plasma secretoras de anticuerpos. La PGE2 actúa en los linfocitos T para inhibir la proliferación de estimulación mitogénica y la liberación de linfocina por las células sensibilizadas. Las PGE2 y TxA2 también podrían tener un papel en el desarrollo de linfocitos T por la regulación de apoptosis de los timocitos inmaduros. Se ha mostrado que la PGE2, actuando por vía EP2 y EP4, interactúa con el ligando de muerte celular programada para res- tringir la función de la célula T citotóxica y la supervivencia durante la infección crónica en ratones (Chen et al., 2015). La vía COX-2/mPGES-1/ PGE2 puede regular la expresión de PD-L1 en células mieloides que infil- tran el tumor (Prima et al., 2017). Dada la eficacia del bloqueo de la vía en un rango de cánceres, se ha sugerido la posibilidad de que el bloqueo de la síntesis o la acción de PGE2 podrían aumentar este efecto. La PGD2 es un potente quimioatrayente leucocitario, principalmente a través de DP2. Los LT son mediadores potentes de la inflamación. La eliminación de 5-LOX o FLAP reduce las respuestas inflamatorias en sistemas modelo. LTB4 es un agente quimiotáctico potente para neutrófilos, linfocitos T, eo- sinófilos, monocitos, células dendríticas y posiblemente también masto- citos (Bäck et al., 2011). El LTB4 estimula la concentración de eosinófilos y promueve la desgranulación y la generación de superóxido. El LTB4 promueve la adhesión de neutrófilos a las células endoteliales vasculares y su emigración transendotelial y estimula la síntesis de los citocinas pro- inflamatorias de macrófagos y linfocitos. Los CysLT son quimiotaxinas para los eosinófilos y monocitos. Tam- bién inducen la generación de citocina en eosinofilófilos, los mastocitos y las células dendríticas. A concentraciones más altas, estos LT también promueven la adherencia de eosinófilos, desgranulación, liberación de citocinas o quimiocinas y formación de radicales de oxígeno. Además, los CysLt contribuyen a la inflamación por el incremento de la permeabili- dad endotelial, con lo que promueven la migración de las células inflama- torias hacia lugar de la inflamación. El músculo bronquial y traqueal Una mezcla compleja de autacoides se libera cuando el tejido del pulmón sensibilizado es afrontado por el antígeno apropiado, incluyendo el broncodilatador derivado de COX y sustancias constrictoras de los bron- quios. Entre estas, la TxA2, la PGF2α y la PGD2 contraen, y la PGE2y la PGI2 relajan el músculo bronquial y traqueal. La PGI2 causa broncodila- tación en la mayoría de las especies; el tejido bronquial humano es parti- cularmente sensible. La PGI2 antagoniza la broncoconstricción inducida por otros agentes. La PGD2 parece ser el prostanoide broncoconstrictor de principal relevancia en seres humanos. Los polimorfismos en los ge- nes para la sintasa de PGD2 y el TP han sido asociados con el asma en humanos. Aproximadamente 10% de las personas a las que se administra ácido acetilsalicílico o NSAID desarrolla broncoespasmos. Esto parece atribuir- se a un cambio en el metabolismo de AA para la formación de LT. Esta desviación parece involucrar a COX-1, pero no a COX-2. Los CysLT son broncoconstrictores que actúan principalmente en el músculo liso en las vías respiratorias y son mil veces más potentes que la histamina. También estimulan la secreción del moco bronquial y causan edema mucoso. Los CysLt probablemente dominen durante la constricción alérgica de las vías respiratorias. La deficiencia de 5-LOX lleva al influjo reducido de eosinófilos en las vías respiratorias y atenúa la broncoconstricción. Ade- más, a diferencia de los inhibidores de COX y antagonistas histaminérgi- cos, los antagonistas de receptor CysLT y los inhibidores 5-LOX son efectivos en el tratamiento del asma en humanos (véase Inhibidores de la biosíntesis eicosanoide). El metabolismo de LT relativamente lento en el pulmón contribuye a la broncoconstricción duradera que sigue al desafío con el antígeno y puede ser un factor en el tono bronquial alto que se ob- serva en pacientes asmáticos en periodos entre ataques agudos (véase capítulo 40). Músculo liso GI Las prostaglandinas E2 y PGF2 estimulan la contracción del músculo lon- gitudinal principal del estómago y el colon. Los endoperóxidos PG, TxA2, PGI2 también producen contracción pero son menos activos. El músculo circular generalmente se relaja en respuesta a la PGE2 y se contrae en res- puesta a PGF2α. Los LT tienen potentes efectos contráctiles. Los PG redu- cen el tiempo de tránsito en el intestino delgado y el colon. Se han observado diarreas, calambres y reflujo de la bilis en respuesta al PGE oral. Los PGE y PGF estimulan el movimiento del agua y los electrolitos en la cavidad intestinal. Tales efectos pueden subyacer en la diarrea líqui- da que sigue a su administración oral o parenteral. La PGE2 parece con- tribuir a la pérdida de agua y electrolitos en el cólera, una enfermedad que responde en cierta medida a la terapia con NSAID. Secreción GI La PGE2 y la PGI2 contribuyen, en el estómago, al incremento de la secre- ción de mucus (citoprotección), a la secreción reducida de ácido y del con- tenido de pepsina. La PGE2 y sus análogos también inhiben el daño gástrico causado por una variedad de agentes ulcerogénicos y promue- ven la cura de las úlceras gástricas y duodenales (véase capítulo 49). Aun- que la COX-1 llega a ser la fuente dominante de tales PG citoprotectivos bajo condiciones fisiológicas, la COX-2 predomina durante la cura de la úlcera. Los inhibidores selectivos de COX-2 y la eliminación de la enzima retardan la cura de úlceras en roedores, pero el impacto de inhibidores de COX-2 en humanos no está claro. Al restringir los vasos sanguíneos gás- https://booksmedicos.org 680 A utacoid es d erivad os d e los líp id os: eicosan oid es y factor activad or d e p laq uetas CA PÍTU LO 37 tricos y ampliar la producción de citocinas proinflamatorias, los CysLT pueden contribuir al daño gástrico. Útero Los fragmentos del útero humano no grávido se contraen por PGF2α y TxA2 pero se relajan por las PGE. La sensibilidad a la respuesta contráctil es más prominente antes de la menstruación, mientras que la relajación es mayor a mitad del ciclo. La PGE2, junto a la oxitocina, es esencial para el comienzo del parto. La PGI2 y las altas concentraciones de PGE2 pro- ducen relajación. La infusión intravenosa de bajas concentraciones de PGE2 o PGF2α a mujeres embarazadas produce un incremento depen- diente de las dosis en el tono uterino y en la frecuencia e intensidad de las contracciones rítmicas uterinas. Las PGE y PGF se utilizan para termi- nar el embarazo. La respuesta uterina a las PG aumenta mientras el em- barazo progresa, pero permanece más bajo que la respuesta a la oxitocina. Riñón Las PGE2 y PGI2 derivadas de la ciclooxigenasa-2 incrementan el flujo sanguíneo medular, lo que resulta en diuresis por presión, e inhibe la re- absorción del sodio tubular (Hao y Breyer, 2007). La expresión del COX-2 medular se incrementa durante la ingestión alta de sal. Los productos derivados de la COX promueven la excreción de la sal en los conductos recolectores. Las PGE2 y PGI2 derivadas del COX-2 cortical aumentan el flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular a través de sus efectos va- sodilatadores locales y como parte del mecanismo de retroalimentación tubuloglomerular que controla la liberación de renina. La expresión del COX-2 en células de la mácula densa incrementa en condiciones de bajo flujo tubular proximal durante una dieta baja en sal o disminución del volumen. La PGE2 derivada de la COX-2, y también posiblemente la PGI2, provoca el aumento de liberación de renina, lo que conduce a la re- tención de sodio y a un incremento de la presión sanguínea. Generada a bajos niveles en el riñón normal, la TxA2 tiene efectos va- soconstrictores potentes que reducen el flujo sanguíneo renal y el ritmo de la filtración glomerular. La infusión de PGF2α causa natriuresis y diu- resis. Por el contrario, PGF2α puede activar el sistema renina-angiotensi- na, lo que contribuye a la presión arterial elevada. Los productos de CYP epoxigenasa pueden regular la función renal. Tanto 20-HETE como los EET son generados en el tejido renal; el 20-HETE restringe las arterias renales, mientras que los EET median la vasodilatación y la natriuresis. El síndrome de Bartter es un rasgo recesivo autosómico que se mani- fiesta como alcalosis metabólica hipocaliémica. La variante prenatal del síndrome de Bartter se debe a la ROMK2 disfuncional (Kir1.1), el canal K+ que recicla K+ en el fluido tubular. Este síndrome también se conoce como síndrome hiperPGE. La relación entre el ROMK2 disfuncional y la síntesis elevada de PGE2 no está claro; sin embargo, en los pacientes con síndrome de Bartter prenatal, la inhibición del COX-2 alivia muchos de los síntomas clínicos. Ojo La prostaglandina F2α provoca la constricción del músculo del esfínter del iris, pero su efecto global en el ojo es disminuir la presión intraocular al incrementar la salida de humor acuoso. Una variedad de agonistas de FP han demostrado ser efectivos en el tratamiento del glaucoma de ángulo abierto, una condición asociada con la pérdida de la expresión de COX-2 en el epitelio pigmentado del cuerpo ciliar (véase capítulo 69). Sistema nervioso central La prostaglandina E2 produce fiebre. El hipotálamo regula el nivel nor- mal de la temperatura corporal, que se eleva por pirógenos endógenos como el IL-1β, IL-6, TNF-α e interferones (Morrison y Nakamura, 2011). La respuesta está mediada por la inducción coordinada de COX-2 y mPGES-1 en el endotelio de los vasos sanguíneos en el área hipotalámica preóptica para formar PGE2. Esta última puede cruzar la barrera hema- toencefálica y actuar sobre EP3 (y quizás sobre EP1) en las neuronas ter- mosensibles, lo cual dispara al hipotálamo para elevar la temperatura corporal. Los exógenos PGF2α y PGI2 inducen fiebre pero no contribuyen a la respuesta pirética endógena. La PGD2 parece actuar en las células trabeculares aracnoides en la región basal del prosencéfalo, para mediar un incremento en la adenosina extracelular que, a su vez, facilita la in- ducción del sueño. Los prostanoides derivados de COX-2 también han estado implicados en la patogénesis de varios trastornos degenerativos del sistema nervioso central (CNS, central nervous system) (p. ej., enfer- medad deAlzheimer, enfermedad de Parkinson; véase capítulo 18). Dolor Los mediadores inflamatorios, que incluyen LT y PG, aumentan la sensi- bilidad a los nociceptores y potencian la percepción del dolor. Central- mente, COX-1 y COX-2 están expresados en la columna vertebral bajo condiciones basales y liberan PG en respuesta a estímulos dolorosos pe- riféricos. Tanto la PGE2, a través de los EP1 y EP4, como la PGI2, vía los IP, reducen el umbral de la estimulación de nociceptores, lo que causa “sen- sibilidad periférica”. La PGE2, y quizás PGD2, PGI2 y PGF2α, pueden in- crementar la excitabilidad en la transmisión neuronal del dolor a través de vías en la médula espinal, lo que causa hiperalgesia y alodinia. El LTB4 también produce hiperalgesia. La liberación de estos eicosanoides duran- te el proceso inflamatorio sirve de esta forma como un sistema amplifica- dor para el mecanismo del dolor. El papel de PGE2 y PGI2 en el dolor inflamatorio se discute con más detalle en el capítulo 38. Sistema endocrino La administración sistémica de PGE2 aumenta las concentraciones de cir- culación de ACTH, la hormona del crecimiento, la prolactina y las gona- dotropinas. Otros efectos incluyen la estimulación de la producción de esteroides en las glándulas suprarrenales, la estimulación de la liberación de insulina, y efectos similares a la tirotropina en la tiroides. La PGE2 tra- baja como parte de un lazo de retroalimentación positiva para inducir la maduración del oocitos requerida para la fertilización durante y después de la ovulación. El papel fundamental de la PGF2α en el parto descansa en su capacidad para inducir una disminución dependiente de la oxitoci- na en los niveles de la progesterona. El 12-HETE estimula la liberación de aldosterona de la corteza suprarrenal y media en parte la liberación de aldosterona estimulada por AngII, pero no aquella que ocurre en res- puesta a la ACTH. Hueso Las prostaglandinas son moduladores potentes del metabolismo óseo. COX-1 se expresa en el hueso sano, mientras que COX-2 es regulada en escenarios como la inflamación y durante la tensión mecánica. La PGE2 estimula la formación de hueso al incrementar la osteoblastogénesis y la resorción ósea vía activación de osteoclastos. Cáncer La inhibición farmacológica o eliminación genética de COX-2 refrena la formación de tumores en modelos de colon, mama, pulmón y otros cán- ceres. Amplios estudios epidemiológicos en seres humanos informaron que el uso incidental de NSAID se asocia a reducciones significativas en el riesgo relativo de desarrollar estos y otros cánceres. La PGE2 ha sido implicada como el prostanoide prooncogénico primario en múltiples es- tudios. Usos terapéuticos Inhibidores y antagonistas Los NSAID son muy usados como fármacos antiinflamatorios, mientras que el ácido acetilsalicílico en dosis bajas se emplea frecuentemente para la cardioprotección (véase capítulo 38). Los antagonistas de LT son clíni- camente útiles en el tratamiento del asma, y los de FP se usan para tratar el glaucoma de ángulo abierto (véase capítulo 69). Los agonistas de EP son útiles para inducir el trabajo de parto y para aliviar la irritación gás- trica debido a los NSAID. Los antagonistas de DP1 podrían ser útiles para suprimir el rubor facial asociado con la niacina. Los antagonistas oral- mente activos de LTC4 y D4, que bloquean el CysLT1 se usan en el trata- miento del asma leve a moderadamente grave (véase capítulo 40). También se ha demostrado su efectividad en pacientes con asma induci- da por el ácido acetilsalicílico. Prostanoides y sus análogos Los prostanoides tienen una corta t1/2 en la circulación, y su administra- ción sistemática produce efectos adversos significativos. Sin embargo, va- rios prostanoides son de utilidad clínica en las siguientes situaciones. Trabajo de parto y aborto terapéutico. Las prostaglandinas E2, PGF2α y sus análogos se utilizan para inducir el trabajo de parto a término y poner fin al embarazo en cualquier etapa al promover las contracciones uteri- nas. Sus agentes facilitan la labor de parto al promover la maduración y dilatación de la cérvix. Se utilizan dinoprostona o misoprosol, análogos sintéticos de PGE2 y PGE1, para la maduración e inducción del trabajo de parto y como abortivos en el segundo trimestre del embarazo. El miso- prostol, en combinación con la antiprogesterona mifepristona (RU486), es altamente efectivo en la terminación del embarazo. Un análogo de PGF2α, el carboprost trometamina, se utiliza para inducir los abortos en el segun- do trimestre y para controlar la hemorragia postparto que no responde a métodos convencionales. Mantenimiento del conducto arterioso persistente. El conducto arterioso en recién nacidos es altamente sensible a la vasodilatación por PGE1. https://booksmedicos.org 681 In flam ación , in m un om od ulación y h em atop oyesis SECCIÓ N IV FACTOR ACTIVADOR DE PLAQUETAS (n = 11 a 17) R C O O CH 2H C 2H C O R´ O P O– Colina O HO O R´ O P O– Colina O CoA O CH 2H C 2H C 2H C CH 2H C HO 2H C CH 2H C O R´ O P O– Colina OH3C C O H3C C O H3C C O– O O R´ O P O– Colina O R C O O– CoA 1-O-alquil-2-acil-glicerofosfocolina ESTÍMULO PLA 2 Liso-PAFLiso-PAF Lis o- P AF ac et ilt ra ns fe ra sa PAF PAF acetilhidrolasa Ac yl Ac ilt ra ns fe ra sa Figura 37-5 Síntesis y degradación de PAF. RCOO– es una mezcla de ácidos gra- sos pero está enriquecida con AA que puede metabolizarse en eicosanoides. Mantener un conducto persistente puede ser termodinámicamente im- portante en algunos recién nacidos con enfermedad cardiaca congénita. El PGE1 (alprostadil) es altamente efectivo para terapia paliativa para mantener la evidencia temporal hasta que se pueda realizar la cirugía. Se observa apnea en alrededor de 10% de los recién nacidos tratados, parti- cularmente aquellos que pesan menos de 2 kg al nacer. Citoprotección gástrica. Varios análogos de PG se utilizan para suprimir la ulceración gástrica. El misoprostol, un análogo de PGE1, está aprobado para la prevención de úlceras gástricas inducidas por NSAID y es casi tan efectivo como el inhibidor de bomba de protones omeprazol (véase capí- tulo 49). Impotencia. La prostaglandina E1 (alprostadil), suministrada como in- yección intracavernosa o supositorio uretral, es un tratamiento de segun- da línea para la disfunción eréctil. Los inhibidores fosfodiesterasa 5 (p. ej., sildenafil, tadalafil, vardenafil y avanafil; véase capítulo 45) han susti- tuido al PGE1 como el tratamiento preferido para esta condición. Hipertensión pulmonar. La terapia a largo plazo con PGI2 (epoprostenol), vía infusión intravenosa, mejora los síntomas y puede retardar o prevenir la necesidad de trasplante pulmonar o de corazón y pulmón en muchos pacientes. Se han utilizado clínicamente varios análogos de PGI2 oral- mente disponibles con una t1/2 más larga. El iloprost puede ser inhalado o administrado por vía intravenosa (la forma inyectable no está disponi- ble en Estados Unidos). El treprostinil (t1/2 ∼4 h) puede administrarse por infusión intravenosa o subcutánea continua. El capítulo 31 presenta un cuadro que abarca el tratamiento de la hipertensión arterial pulmonar. Glaucoma. El latanoprost, un derivado de PGF2α estable y de acción pro- longada, fue el primer prostanoide utilizado para el glaucoma. El bimato- prost, el tafluprost y el travoprost son prostanoides similares con efectos hipotensivos oculares. Estos fármacos actúan como agonistas de FP y se administran como gotas oftálmicas (véase capítulo 69). Factor activador de plaquetas En 1971, Henson demostró que un factor soluble liberado por los leuco- citos causaba agregación plaquetaria. Benveniste y colaboradores carac- terizaron el factor como un lípido polar y lo demoninaron factor activador de plaquetas. Durante este periodo, Muirhead describió un lípido renal polar antihipertensivo (APRL, antihypertensive polar renal lipid) producido por células intersticiales dela médula renal que resultó ser idéntico a PAF. Hanahan y colaboradores sintetizaron acetil gliceril éter fosforilcoli- na (AGEPC, acetyl glyceryl ether phosphorylcholine) y determinaron que este fosfolípido tenía propiedades químicas y biológicas idénticas al fac- tor de activación de las plaquetas (PAF). La determinación independiente de las estructuras de PAF y APRL mostró que en cuanto a su estructura son idénticos a AGEPC. El nombre comúnmente aceptado para esta sus- tancia es PAF; sin embargo, sus acciones se extienden mucho más allá de las plaquetas. Química y biosíntesis El factor activador de plaquetas (1-O-alquil-2-acetil-sn-glicerol-3-fosfocoli- na) representa una familia de fosfolípidos porque el grupo alquilo en po- sición 1 puede variar en longitud de 12 a 18 átomos de carbono (Prescott et al., 2000). En los neutrófilos humanos, el PAF consiste principalmente en una mezcla de éteres de 16 y 18 carbonos, pero su composición puede cambiar cuando las células se estimulan. sustrato en dos pasos (véase figura 37-5). El paso limitante es el segundo, acetil-coenzima-A-liso-PAF acetil transferasa. La síntesis de PAF puede estimularse durante las reacciones antígeno-anticuerpo o por una varie- dad de agentes, que incluyen péptidos quimiotácticos, trombina, coláge- no y otros autacoides; el PAF también puede estimular su propia formación. Tanto el PL como la cetiltransferasa son enzimas dependien- tes de Ca2+; por tanto, la síntesis de PAF está regulada por la disponibili- dad de Ca2+. La inactivación de PAF está catalizada por PAF-AHs. El PAF se inactiva por hidrólisis catalizada por PAF-AH del grupo acetilo, que genera Liso-PAF, que luego se convierte en una 1-O-alquil-2-acil-glicero- fosfocolina por una aciltransferasa (McIntyre et al., 2009; Stafforini et al., 2003). La síntesis de PAF también puede ocurrir de novo mediante la transfe- rencia de un sustituyente de fosfocolina a alquil acetil glicerol por una acetil-coenzima A transferasa de lisoglicerofosfato. Esta vía puede contri- buir a los niveles fisiológicos de PAF para las funciones celulares norma- les. Las moléculas similares a PAF pueden formarse a partir de fosfolípidos oxidados (oxPLs) (Stafforini et al., 2003). Estos compuestos se incremen- tan en entornos de estrés oxidativo, como el tabaquismo, y difieren es- tructuralmente del PAF en que contienen un ácido graso en la posición sn-1 del glicerol unido a través de un enlace éster y varios grupos acilo de cadena corta en la posición sn-2. Los oxPL imitan la estructura del PAF, se unen a su receptor y provocan las mismas respuestas. A diferencia de la síntesis de PAF, que está altamente controlada, la producción de oxPL no está regulada. De este modo, la degradación de oxPL por PAF-AH es necesaria para suprimir la toxicidad. Se han reportado niveles elevados de PAF-AH plasmático en cáncer de colon, enfermedad cardiovascular y embolia. Sitios de síntesis del PAF El factor activador de plaquetas no se almacena en las células sino que se sintetiza en respuesta a la estimulación. El PAF se sintetiza mediante pla- quetas, neutrófilos, monocitos, mastocitos, eosinófilos, células mesangia- les renales, células medulares renales y células endoteliales vasculares. En dependencia del tipo de célula, el PAF permanecerá asociado a la cé- lula o se secretará. Por ejemplo, el PAF se libera de los monocitos pero se conserva en leucocitos y células endoteliales. En estas últimas, el PAF se expresa en la superficie para la señalización yuxtacrina y estimula los leu- cocitos adherentes. La síntesis de eicosanoides y de PAF depende de la actividad de PLA2. La mayor ruta biosintética para el PAF, la vía de remodelación, implica el precursor 1-O-alquil-2-acil-glicerofosfocolina, un lípido de membrana; los sustituyentes 2-acilo incluyen AA. El PAF se sintetiza a partir de este https://booksmedicos.org 682 A utacoid es d erivad os d e los líp id os: eicosan oid es y factor activad or d e p laq uetas CA PÍTU LO 37 Mecanismo de acción del PAF El PAF extracelular ejerce su acción al estimular un GPCR específico (Honda et al., 2002). El receptor de PAF se acopla a Gq (para activar la vía de PLC-IP3-Ca2+) y a Gi (para inhibir la adenilil ciclasa). La activación con- secuente de los PLA2, C y D dan lugar a segundos mensajeros, que inclu- yen PGs, TxA2 o LT derivados de AA, que pueden funcionar como mediadores de los efectos de PAF. Además, la proteína cinasa activada por mitógeno p38 se activa des- pués de la interacción de receptor de PAF y Gq, mientras que la activación de cinasa regulada por señal extracelular puede ocurrir a través de la in- teracción del receptor de PAF activado con Gq, Go o sus subunidades βγ, o mediante transactivación del receptor de EGF, lo que lleva a la activa- ción del factor nuclear kappa B. El PAF ejerce muchas de sus importantes acciones proinflamatorias sin abandonar su célula de origen. Por ejem- plo, el PAF se sintetiza de forma regulada por células endoteliales estimu- ladas por mediadores inflamatorios. Este PAF se presenta en la superficie del endotelio, donde activa el receptor de PAF en las células yuxtapues- tas, incluidas las plaquetas, los PMN y los monocitos, y actúa de manera cooperativa con selectina P para promover la adhesión. Esta función del PAF es importante para organizar la interacción de plaquetas y células inflamatorias circulantes con el endotelio inflamado. Funciones fisiológicas y patológicas del PAF El factor activador de plaquetas suele considerarse como un mediador de eventos patológicos y se le ha implicado en el asma alérgica, choque en- dotóxico, pancreatitis aguda, ciertos cánceres, inflamación dérmica y en- fermedades cardiovasculares inflamatorias tales como aterosclerosis. Respuestas inflamatorias y alérgicas La administración experimental de PAF reproduce muchos de los signos y síntomas en el choque anafiláctico. Sin embargo, los efectos de los an- tagonistas de PAF en el tratamiento de trastornos inflamatorios y alérgi- cos han sido decepcionantes. En pacientes con asma, los antagonistas de PAF inhiben parcialmente la broncoconstricción inducida por la exposi- ción al antígeno, pero no por la exposición a metacolina, ejercicio o inha- lación de aire frío. Tales resultados pueden reflejar la complejidad de dichas condiciones patológicas y la probabilidad de que otros mediadores contribuyan a la inflamación asociada con estos trastornos. Sistema cardiovascular El factor activador de plaquetas es un vasodilatador potente en la mayoría de los lechos vasculares; cuando se administra por vía intravenosa, causa hipotensión. La vasodilatación inducida por PAF es independiente de los efectos sobre la inervación simpática, el sistema renina-angiotensina o el metabolismo de AA, y probablemente sea el resultado de una combina- ción de acciones directas e indirectas. De forma alternativa, el PAF puede inducir vasoconstricción en dependencia de la concentración, el lecho vascular y la participación de plaquetas o leucocitos. Por ejemplo, la ad- ministración intracoronaria de concentraciones muy bajas de PAF au- menta el flujo sanguíneo coronario por un mecanismo que implica la liberación de un vasodilatador derivado de plaquetas. El flujo sanguíneo coronario disminuye con dosis más altas por la formación de agregados intravasculares de plaquetas o la formación de TxA2. La vasculatura pul- monar también se contrae por PAF, y al parecer está involucrado un me- canismo similar. La inyección intradérmica de PAF causa una vasoconstricción inicial seguida de ronchas y erupciones típicas. El FAP aumenta la permeabili- dad vascular y el edema de la misma manera que la histamina y la bradi- cinina. El aumento en la permeabilidad se debe a la contracción de las células endoteliales venulares, pero el PAF es más potente que la histami- na o la bradicinina en tres órdenes de magnitud. Plaquetas El receptor de PAF se expresa de manera constitutiva en la superficie de las plaquetas.El PAF estimula con potencia la agregación de plaquetas. La inyección intravenosa de PAF causa la formación de agregados plaque- tarios intravasculares y trombocitopenia. Aunque esto se acompaña de la liberación de TxA2 y el contenido granular de la plaqueta, el PAF no re- quiere la presencia de TxA2 u otros agentes agregantes para producir este efecto. Los antagonistas de PAF no bloquean la agregación inducida por trombina, a pesar de que prolongan el tiempo de sangrado y previenen la formación de trombos en algunos modelos experimentales. Así, el PAF puede contribuir a la formación de trombos, pero no funciona como un mediador independiente de la agregación de plaquetas. Leucocitos El factor activador de plaquetas es un potente y común activador de célu- las inflamatorias. El PAF estimula una variedad de respuestas en PMN (eosinófilos, neutrófilos y basófilos). Estimula los PMN para agregar, des- granular y generar radicales libres y LT. Es un quimiotáctico potente para los eosinófilos, neutrófilos y monocitos y promueve la adhesión del endo- telio a los PMN y contribuye, junto con otros sistemas moleculares de adhesión, al enrollamiento de los leucocitos, a la adhesión firme y a la migración a través de la monocapa endotelial. El PAF también estimula los basófilos para liberar histamina, activa los mastocitos e induce la libe- ración de citocinas de los monocitos. Además, promueve la agregación de monocitos y la desgranulación de eosinófilos. Músculo liso El factor activador de plaquetas contrae el músculo liso GI, uterino y pul- monar. El PAF aumenta la amplitud de las contracciones uterinas espon- táneas; estas contracciones son inhibidas por inhibidores de la síntesis de PG. El PAF no afecta el músculo liso traqueal, pero produce contracción del músculo liso de las vías respiratorias. Cuando se administra en aero- sol, el PAF aumenta la resistencia de las vías respiratorias y la capacidad de respuesta a otros broncoconstrictores. El PAF también aumenta la se- creción de moco y la permeabilidad de los microvasos pulmonares. Estómago Además de contraer el fondo del estómago, el PAF es el más potente ul- cerógeno conocido. Cuando se administra por vía intravenosa, causa ero- siones hemorrágicas de la mucosa gástrica que se extienden hacia la submucosa. Riñón El factor activador de plaquetas disminuye el flujo sanguíneo renal, la ta- sa de filtración glomerular, el volumen urinario y la excreción de Na+ sin cambios en la hemodinámica sistémica. El PAF ejerce un efecto bifásico mediado por el receptor sobre las arteriolas aferentes, las dilata en con- centraciones bajas y las contrae en concentraciones más altas. El efecto vasoconstrictor parece estar mediado, al menos en parte, por productos de COX, mientras que la vasodilatación es una consecuencia de la esti- mulación de la producción de NO por el endotelio. Otros El factor activador de las plaquetas, un potente mediador de la angiogé- nesis, ha sido implicado en el cáncer de mama y de próstata. La deficien- cia de PAF-AH se ha asociado con pequeños incrementos en una variedad de enfermedades cardiovasculares y trombóticas en algunas poblaciones humanas. Receptores antagonistas del PAF Existen varios antagonistas del receptor de PAF experimentales que inhi- ben selectivamente las acciones de PAF in vivo e in vitro. Ninguno ha de- mostrado ser clínicamente útil. Por tanto, el PAF sintético, cuando se administra en cantidades suficientes, ejerce un amplio espectro de efec- tos. Sin embargo, la evidencia de su importancia como mediador endóge- no aún no se ha establecido. Curiosamente, se buscó la inhibición de PAF-AH, que se esperaría que elevara los niveles endógenos de PAF, ya que la proteína también funciona como una PLA2 asociada a lipoproteí- nas. Los ensayos de un inhibidor, darapladib, no lograron establecer la eficacia clínica atribuible a la supresión de eicosanoides, ni un perfil de efectos adversos potencialmente atribuible al aumento de los niveles de PAF (O’Donoghue et al., 2014). Reconocimientos: Jason D. Morrow, L. Jackson Roberts II y Anne Burke con- tribuyeron a este capítulo en ediciones anteriores de este libro. Hemos conser- vado parte de su texto en la edición actual. https://booksmedicos.org 683 In flam ación , in m un om od ulación y h em atop oyesis SECCIÓ N IV Datos farmacológicos para su formulario personal: eicosanoides Medicamento Usos terapéuticos Farmacología clínica y sugerencias Prostanoides y análogos prostanoides: PGE1 Alprostadil (PGE1) • Disfunción eréctil • Mantenimiento temporal del conducto arterioso persistente en neonatos • Metabolizado rápidamente • Erección prolongada (4-6 h) en 4% de los pacientes • Apnea en 10-12% de recién nacidos con defectos cardiacos congénitos; la asistencia del ventilador debe estar disponible durante el tratamiento Misoprostol (análogo de PGE1) • Protección contra la toxicidad gástrica inducida por NSAID • Contraindicado para uso en mujeres embarazadas; las mujeres que pueden quedar embarazadas deben usar un método anticonceptivo cuando tomen misoprostol • Combinado con mifepristona para interrumpir el embarazo temprano Dinoprostona (PGE2) • Inducción del parto • Metabolizado rápidamente Prostanoides y análogos prostanoides: PGI2 (prostaciclina) Epoprostenol (PGI2) • Hipertensión arterial pulmonar • Metabolizado rápidamente • Administrado por infusión intravenosa • Los efectos adversos más comunes que limitan la dosis son náuseas, vómitos, dolor de cabeza, hipotensión y rubor Iloprost (análogo de PGI2) • Hipertensión arterial pulmonar • Administrado por inhalación • Análogo sintético de PGI2 con t1/2 más prolongada • Puede aumentar el riesgo de hemorragia cuando se usa con anticoagulantes o inhibidores plaquetarios Treprostinil (análogo de PGI2) • Hipertensión arterial pulmonar • Puede administrarse por vía subcutánea • Eventos adversos similares a iloprost Prostanoides y análogos prostanoides: PGF2α Carboprost trometamina • Abortivo (segundo trimestre) • Hemorragia posparto • Los efectos adversos comunes son vómitos, diarrea, náuseas, fiebre, rubor Bimatoprost • Hipertensión ocular • Glaucoma de ángulo abierto • Hipotricosis de las pestañas • Infecciones del tracto respiratorio superior en aproximadamente 10% de los pacientes • Puede causar cambios en la pigmentación y el crecimiento del cabello Latanoprost • Hipertensión ocular • Glaucoma de ángulo abierto • Aumento de la pigmentación del iris con el tiempo Tafluprost • Hipertensión ocular • Glaucoma de ángulo abierto • Se metaboliza el medicamento en el ojo • Aumento de la pigmentación del iris con el tiempo Travoprost • Hipertensión ocular • Glaucoma de ángulo abierto • Aumento de la pigmentación del iris con el tiempo Fármacos antiinflamatorios no esteroideos Enumerados en el capítulo 38 Antagonistas del receptor de leucotrieno cisteinil Enumerados en el capítulo 40 Bibliografía Bäck M, et al. 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