ANTAGONISTAS DE LAS ENDOTELINAS (ET).

Las endotelinas, con sigla ET, son unos péptidos (proteínas) de 21 aminoácidos, de las cuales existen 3 isoformas: ET1, ET2 y ET3. Las secuencias de los aminoácidos de las tres isoformas, iniciando por el carbono N terminal es:

ET1: (N) Cys-Ser- Cys -Ser-Ser-Leu-Met-Asp-Lys-Glu-Cys-Val-Thy-Phe-Cys-His-Leu-Asp-Ile-Ile-Trp. (C)

ET2: (N) Cys-Ser- Cys -Ser-Ser- Trp - Leu -Asp-Lys-Glu-Cys-Val-Thy-Phe-Cys-His-Leu-Asp-Ile-Ile-Trp. (C)

ET3: (N) Cys- Thr - Cys - Phe - Thr - Tyr - Lys -Asp-Lys-Glu-Cys-Val-Thy-Phe-Cys-His-Leu-Asp-Ile-Ile-Trp. (C)

Como podemos observar la secuencia de aminoácidos de la ET1 varía en 2 residuos de aminoácidos (en rojo) con respecto a la ET2 y en 5 residuos de aminoácidos respecto de la ET3 (en azul).

 

Característicamente la secuencia de la familia de las ET posee 4 residuos de cisteína localizados en las posiciones 1, 3, 11 y 15 de la cadena polipeptídica. Estos residuos forman puentes intramoleculares de disulfuro entre los residuos 1 y 15 y entre los residuos 3 y 11, los cuales hacen que la cadena polipeptídica posea una configuración secundaria característica y son precisamente estos puentes intramoleculares los que le permiten que las ET interactúen con sus receptores.

 

Biosíntesis de las ET.

Las ET se sintetizan en múltiples células del organismo (ver adelante), por expresión genética de los cromosomas 6 (que codifica para la ET1), cromosoma 1 (que codifica para la ET2) y cromosoma 20 (que codifica para la ET3). La expresión genética que lleva a la síntesis de las ET (que es similar para todas la familia de ET), es activado (y también inhibido) por diferentes estímulos (descritos adelante), dando lugar a la proteogénesis de un péptido de 212 residuos de aminoácidos denominado preproendotelina. Luego este polipéptido sufre la acción proteolítica de una enzima de tipo endopeptidasas que lo escinde en un polipéptido de 39 residuos de aminoácidos denominado proendotelina o Big-endotelina (endotelina grande). Finalmente esta proendotelina sufre nuevamente la acción proteolítica de una enzima tipo metaloendoproteinasa denominada Enzima Convertidora de Endotelinas 1 (ECE-1), clivaje realizado a nivel de los residuos 21 (Trp) y 22 (Val) dando origen al péptido de 21 residuos de aminoácidos denominado endotelina (ET). Luego de sintetizadas las ET en la célula sintetizadora son liberadas en su gran mayoría en forma inmediata para que lleven a cabo su acción biológica, pero alguna cantidad puede ser almacenada en gránulos intracitoplasmáticos. La primera vía de liberación se denomina “vía constitutiva” y en el caso de la ET1 sintetizadas en el endotelio vascular cumple una importante función en el mantenimiento del tono vascular y la segunda vía se llama “vía regulada” la cual por ejemplo en la misma ET1 sintetizada en el endotelio es almacenada en los gránulos intracitoplasmáticos endoteliales de Weibel – Palade, los cuales liberan su contenido de ET1 cuando el endotelio vascular es injuriado causando una fuerte vasoconstricción. Recordemos que estos gránulos de Weibel Palade también almacenan el factor de Von Willebrand (fvW), que también es liberado al tiempo con la ET1, en casos de lesión del endotelio vascular con el fin de permitir la  adhesión plaquetaria en la hemostasia primaria; o sea que la ET1 participa activamente en la hemostasia primaria al llevar a cabo la vasoconstricción del vaso lesionado y de esta forma enlentecer el flujo sanguíneo para permitir que las plaquetas puedan entrar en contacto con el colágeno subendotelial expuesto por la lesión y además disminuir la posibilidad de arrastre de las plaquetas que se han adherido a la pared del vaso.

 

Los niveles de endotelinas a nivel plasmático son muy bajos, siendo del orden de 1,5 a 3,7 pg/ml.

 

La ET1 se sintetiza principalmente en las células endoteliales de los lechos vasculares, pero también se sintetiza entre otras en las siguientes células:

• Miocitos de las paredes de los vasos sanguíneos.
• Células de la serie blanca sanguínea o Leucocitos, particularmente en los neutrófilos y los monocitos (los que más tarde se convierten en macrófagos).
• Células epiteliales: bronquiales, de los túbulos renales, endometriales y del tejido mamario.
• Miocardiocitos.
• Hepatocitos.
• Células de la glía del SNC.
• Células mesangiales renales.
• Células de Sertoli.

Por ser sintetizado principalmente en el endotelio y por tener como actividad biológica más importante la vasoconstricción – como se describirá más adelante – a la ET1 se le denominó inicialmente como vasoconstrictor intrínseco del endotelio vascular o también factor contráctil derivado del endotelio. Posteriormente al saberse que son varias las isoformas de las ET y que tenían otras actividades diferentes a la vasoconstricción, pero aún con la creencia que solo se sintetizaban en el endotelio se les denominó endotelinas.

 

La ET2 se sintetiza principalmente en las células epiteliales renales, pero también en las siguientes:

• Miocardiocitos.
• Miocitos de la pared del TGI.
• Ovario.
• Útero
• Placenta

La ET3 se sintetiza principalmente en las células de la glía en el SNC, en las neuronas y el intestino, pero también se sintetiza entre otras en las siguientes células:

• Miocardiocitos.
• Células epiteliales renales y bronquiales.
• Células adrenales.

 

La expresión genética para la síntesis de las ET es inducida por estímulos como:

• A nivel endotelial tenemos: hipoxia, isquemia, la tensión y la lesión.
• Catecolaminas.
• Angiotensina.
• Calcio.
• Trombina.
• Lipoproteínas de baja densidad (LDL).
• Factor de crecimiento transformante -β (TGF-β)

 

La expresión genética para la síntesis de las ET es inhibida por estímulos como:

• Óxido nítrico.
• Péptido Natriurético.
• PGI2 (prostaciclina).
• PGE2.

 

Receptores para las ET.

Las ET tienen actividad autocrina y paracrina, pero no endocrina. La actividad paracrina de mayor relevancia se da sobre el músculo liso de las paredes vasculares por parte de las ET sintetizadas en el endotelio vascular adyacente. Para que lleve a cabo su actividad biológica autocrina y paracrina las ET hacen parte de un proceso de señalización celular donde las ET una vez sintetizadas actúan como primeros mensajeros sobre receptores localizados en las células diana. Recordemos que las células diana puede ser la misma célula que los sintetiza (endotelio, epitelios, células renales, hepáticas, pancreáticas, pulmonares, del SNC etcétera) cuando tienen actividad autocrina o pueden ser células adyacentes a la sintetizadora como es el caso del músculo liso vascular, musculo liso bronquial, miometrio uterino, etcétera, cuando tiene actividad paracrina.

 

Los receptores de las ET están localizados en las membranas celulares de las células diana, como ya se dijo, y hacen parte de la superfamilia de receptores acoplados o ligados a proteínas G o sea son receptores trasmembrana de 7 dominios (7TM) denominados también receptores trasmembrana serpentina. Estos receptores son de tres tipos denominados ET_A, los ET_B y últimamente se han descrito los ET_c.  De los receptores tipo ET_B  existen dos subtipos los ET_B1 y los ET_B2.

 

Receptores ET_A: son receptores que tienen acoplada la proteína Gq, la cual cuando es activada su fracción Gqα activa la Fosfolipasa C, desencadenándose toda la cascada de señalización y liberación de segundos mensajeros clásicos de esta vía de señalización celular. Por esta razón cuando las ET actúan como ligandos de este tipo de receptor su actividad biológica es mediada por:

• Altas concentraciones de calcio citoplasmático, dependientes de IP₃,
• Activación de PKC, por acción del 1,2 DAG.
• Vía del ácido araquidónico, resultado de la hidrólisis del 1,2 Diacilglicerol (DAG) por acción de la fosfolipasa A2.

 

Por lo anterior las funciones biológicas de la ET cuando actúan como ligando de los receptores ET_A, depende de la célula diana así:

.- Miocitos, ocasionando la interacción de los filamentos de miosina y actina causando:

• CMLV: vasoconstricción,
• Miocardiocitos: inotropismo positivo,
• Miometrio: contracciones uterinas,
• Músculo bronquiolos: broncoconstricción.

.- CMLV y miocardiocitos: median también el remodelamiento vascular y cardiaco, a expensa de la hiperplasia e hipertrofia de los miocitos, mecanismo de acción desarrollado por la actividad mitógena inducida por la PKC al activar proteínas G pequeñas (Rho, Ras, Raf), el fosfatidilinositol 3 kinasa (PI3K) y al inhibir la cofilina (mecanismos de acción similares a los desencadenados por la Angiotensina II) VER GRAFICO 223 CUADERNO NEGRO).

.- Plaquetas, inducen la activación plaquetaria mediada por el tromboxano A (TxA2), el cual es sintetizado gracias al ácido araquidónico que es liberado también por el 1,2 DAG (recordemos que el TxA2 es un activador plaquetario al activar  receptores de membrana plaquetarias para proteínas plasmáticas necesarias para la activación plaquetaria como el fibrinógeno y el factor de Von Willebrand), pero la activación de las plaquetas también se ve inducida por la ET porque los altos niveles de calcio citoplasmático plaquetario (dependiente de IP₃) se lleva a cabo la exocitosis de los gránulos plaquetarios, gracias a la activación del citoesqueleto dependiente de calcio.

 

Estos receptores ET_A tienen mayor afinidad por la ET1 y ET2 que por la ET3 (ésta última tiene una afinidad 10 veces menor que las dos primeras, para estos receptores)

 

Receptores ET_B: tienen una actividad biológica opuesta a los ET_A, pero no se sabe con exactitud cómo estos receptores median actividades opuestas a los receptores ET_A, al parecer es mediado por el óxido nítrico (al menos a nivel del endotelio) y la prostaciclina (PGI2), localizándose principalmente en las células endoteliales, en los hepatocitos, a nivel renal, en los miocitos de bronquios y útero y a nivel del SNC y entre sus funciones tenemos:

.- Miocitos: causan relajación del músculo liso

.- Plaquetas: inhiben la activación plaquetaria.

Estos receptores poseen igual afinidad por cualquiera de las tres tipos de ET isomorfas.

 

En cuanto a los receptores ETc, cuya actividad no ha sido del todo entendida, sabiéndose solo que las ET3 tienen 3 veces más afinidad por estos receptores que las ET1 y ET2.

 

Actividad biológica de las endotelinas:

Acción a nivel vascular periférico. Cuando la ET1 actúa como ligando de los receptores ET_B1 localizados en el endotelio vascular su efecto es vasodilatador, lo cual sucede en el inicio de la presencia de este péptido. Pero cuando actúa como ligando de los receptores ET_A y ET_B2 localizados en el sarcolema de los miocitos de las paredes vasculares su efecto es vasoconstrictor, por esta razón inicialmente se le conoció a esta ET1 como vasoconstrictor intrínseco del endotelio vascular o factor contráctil derivado del endotelio; siendo las ET los vasoconstrictores endógenos más potentes, siendo incluso 10 veces más potente que la Angiotensina II. Al actuar como ligando de sus receptores ET_A de los miocitos vasculares y de esta forma activar la proteína Gq acoplada a éstos y ésta activar la fosfolipasa C se libera 1,2 diacilglicerol (1,2 DAG), producto de la hidrólisis del fosfatidilinositol 4,5 difosfato (PIP₂), el cual éste 1,2 DAG activa la PKC la cual (por igual mecanismo de acción que el desencadenado por la Angiotensina II) causa un remodelamiento de la vasculatura de los vasos sanguíneos secundario a hiperplasia e hipertrofia de los miocitos de las paredes vasculares mediado por proteínas G pequeñas, activadas por la PKC. Este remodelamiento vascular está muy asociado con procesos arterioescleróticos y trombóticos plaquetarios (ver más adelante).

 

Acción a nivel cardiaco. La ET1 cuando interactúa con los receptores localizados en los miocitos de la pared vascular coronaria causa vasoconstricción coronaria, estando implicados en la etiología del vasoespasmo coronario. Cuando actúa como ligando sobre receptores de los miocardiocitos causa igualmente contracción de estas fibras musculares con un efecto inotrópico positivo. Igualmente en los miocitos de las arterias coronarias y en los miocardiocitos se produce un remodelamiento cardiaco por idéntico mecanismo que a nivel de los miocitos de la vasculatura periférica.

 

Acción a nivel pulmonar. Los receptores ET_A para ET1 son los receptores para ET más común a nivel de la musculatura de las arterias pulmonares, desarrollando una actividad vasoconstrictora (vía activación fosfolipasa C), estando relacionados con la génesis de la hipertensión arterial pulmonar (HAP) o sea con una presión arterial media de la arteria pulmonar superior a 25 mmHg en reposo y de 30 mmHg durante el ejercicio.  En cambio a nivel del musculo liso de las vías de conducción aérea, del músculo liso de pared de las arteriolas y a nivel de tejido de la pared alveolar se localizan predominantemente receptores ET_B que cumple funciones de relajación del tejido muscular llevando a broncodilatación.

 

Acción a nivel renal. La vasoconstricción de las arterias a nivel renal por parte de la ET1, mediada por los receptores ET_A, lleva a disminución del flujo sanguíneo renal, disminución de la perfusión glomerular renal y por tanto a una disminución de la tasa de filtración glomerular, o sea que posee acción de antinatriuresis y antidiuresis, participando en la etiología de la falla renal aguda.

 

Acción a nivel de la hemostasia primaria. La ET1 cuando actúa como ligando en los receptores localizados en las plaquetas se relaciona directamente con la activación plaquetaria, ya que al activar la fosfolipasa C libera 1,2 diacilglicerol (1,2 DAG), producto de la hidrólisis del fosfatidilinositol 4,5 difosfato (PIP₂) y éste 1,2 DAG por acción de la enzima diacilglicerol cinasa y luego de la fosfolipasa A2 se transforma en ácido fosfatídico y luego en ácido lisofosfatídico con la consecuente liberación de ácido araquidónico (ARA), el cual vía de la ciclooxigenasas y luego de la tromboxano sintetasa se convierte en tromboxano A2 (TxA2) el cual cumple un importante papel en la activación plaquetaria VER GRAFICO 211 CUADERNO NEGRO.  De otra parte la ET1 también participa en la hemostasia primaria al llevar a cabo la vasoconstricción del vaso lesionado; recordemos que una parte de la ET1 sintetizada en el endotelio es almacenada en los gránulos intracitoplasmáticos endoteliales denominados de Weibel – Palade, y que cuando el endotelio es lesionado se produce la secreción de estos gránulos con la correspondiente liberación de la ET1 (vía regulada de la liberación de ET1), lo cual lleva como ya se dijo a una intensa vasoconstricción del vaso lesionado y esta vasoconstricción enlentece el flujo sanguíneo permitiendo que las plaqueta lleven a cabo la adhesión plaquetaria. Recordemos que estos gránulos de Weibel – Palade también poseen en su interior el factor de Von Willebrand (fvW) que igualmente se libera cuando el endotelio es lesionado en estos gránulos de Weibel – Palade con el fin de intervenir igualmente en la adhesión plaquetaria.

 

Metabolismo de las ET.

Las ET una vez liberadas por las células sintetizadoras actúan como primeros mensajeros en una actividad autocrina o paracrina uniéndose a receptores. Pero también puede liberarse a la circulación general donde tienen una vida media de 4 a 7 minutos y son metabolizadas en su primer paso a nivel pulmonar y renal en un 80 a 90%. El metabolismo de las ET  a nivel pulmonar y renal se da por dos vías, la primera por acción de enzimas lisosomiales (lo cual implica la internalización de las ET en el citoplasma celular y luego en los lisosomas) y por la vía de degradación por una vasopeptidasa denominada endopeptidasa neutra (EPN). Recordemos que esta EPN es una vasopeptidasa que también degrada péptidos vasoactivos como los péptidos natriuréticos y las cininas; o sea que esta EPN degrada tanto vasoconstrictores (ET) como vasodilatadores (péptidos natriuréticos y cininas).

 

Los fármacos que inhiben la actividad presora de las endotelinas son de dos clases: 1).- Los que inhiben la Enzima Convertidora de Endotelinas-1 (ECE-1) y 2).- Los que bloquean los receptores, los cuales pueden ser selectivos para los receptores ET_A o los no selectivos o sea que bloquean tanto a los ET_A como a los ET_B.

 

Los antagonistas de los receptores tanto específico de los ET_A como los inespecíficos tienen gran utilidad en la HAP.

 

1)- Antagonista de los receptores ET_A: Ambrisentán, Sitaxentán.

Son fármacos cuya indicación son la hipertensión arterial pulmonar (HAP)

 

2)- Antagonista de los receptores ETA y ETB: Bosentán.

La indicación de este fármaco es la hipertensión arterial pulmonar (HAP)