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REVISTA MEDICA DE COSTA RICA Y CENTROAMERICA ,- > 11 : . NEFROLOGIA HOMOCI5TEINA y RIÑON (Revisión bibliográfica) (*) Sergio A. Herro Sónchez 1* *) ;1999 1*) Palabras claves: Homocisteíno, Homocisteinemia, Daño vascular, insuficiencia renal crónica, ócido fálico, vitamina B. 1* *1 Médico Asistente, Servicio de Nefrologío. Hospitol Son Juan de Dios There is an increasing relation- ship between hyperthomC'cys- teinemia and cardiovascular risk in young people. In this paper, we make a bibliographic review about homocysteine metabolism, his alteration congenitous and acquired, and the renal phys- iopathology, his consequences in the increased level oC homocys- teine and vascular patbology in patients in chronic renal Cailure and eventual treatment. La homocisteína es un aminoáci- do que contiene sulfuro, cuya principal fuente de la metionina, y su excreción es fundamentalmente renal. Su exceso tiene efectos po- tencialmente dañinos fundamen- talmente para el tejido vascular y una de sus causas de elevación es la disminución de su excreción por riñón, de ahí el interés en rea- lizar una revisión bibliográfica so- bre la fisiología de la homocisteí- na y su fisiopatología en fallo re- nal. (28) Debido a la creciente importancia de la homocisteína en la génesis del daño vascular y la aterogénesis considerándose co- mo un factor de riesgo indepen- diente, tal y como lo revelan estu- dios epidemiológicos y dentro de los mismos, la correlación con los niveles altos de la homocisteína en la insuficiencia renal crónica, así corno a la enfermedad vascular asociada, se revisa el trastorno re- nal asociado a la hiperhomocistei- nemía (7, 8, 12, 19,20,29,31,37, 43,46). Bioquímica - metabolismo de la Homocisteína: La homocisteína es un aminoáci- do sulfúrico cuya metabolismo tiene dos vías: 1. La remetilación: en donde la homocisteína adquiere un grupo metilo del N-S metiltetrahidrofo- lato (MTHF) como un cofactor o de la betaína para formar metioni- na. La reacción con MTHF ocu- rre en todos los tejidos y es vita- mina B-12 dependiente, la propor- ción considerable de la metionina es activada por el trifosfato de

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REVISTA MEDICA DE COSTA RICA Y CENTROAMERICA ,- > 11 : .

NEFROLOGIA

HOMOCI5TEINAy

RIÑON

(Revisión bibliográfica) (*)

Sergio A. Herro Sónchez 1* *)

;1999

1*) Palabras claves: Homocisteíno, Homocisteinemia, Daño vascular, insuficiencia renalcrónica, ócido fálico, vitamina B.

1* *1 Médico Asistente, Servicio de Nefrologío. Hospitol Son Juan de Dios

There is an increasing relation­

ship between hyperthomC'cys­teinemia and cardiovascular riskin young people. In this paper, we

make a bibliographic reviewabout homocysteine metabolism,

his alteration congenitous andacquired, and the renal phys­

iopathology, his consequences inthe increased level oC homocys­teine and vascular patbology in

patients in chronic renal Cailureand eventual treatment.

La homocisteína es un aminoáci­do que contiene sulfuro, cuyaprincipal fuente de la metionina, ysu excreción es fundamentalmente

renal. Su exceso tiene efectos po-

tencialmente dañinos fundamen­

talmente para el tejido vascular yuna de sus causas de elevación es

la disminución de su excreciónpor riñón, de ahí el interés en rea­

lizar una revisión bibliográfica so­bre la fisiología de la homocisteí­

na y su fisiopatología en fallo re­nal. (28) Debido a la crecienteimportancia de la homocisteína en

la génesis del daño vascular y laaterogénesis considerándose co­

mo un factor de riesgo indepen­diente, tal y como lo revelan estu­

dios epidemiológicos y dentro delos mismos, la correlación con losniveles altos de la homocisteínaen la insuficiencia renal crónica,

así corno a la enfermedad vascularasociada, se revisa el trastorno re-

nal asociado a la hiperhomocistei­nemía (7, 8, 12, 19,20,29,31,37,43,46).

Bioquímica - metabolismo de la

Homocisteína:La homocisteína es un aminoáci­

do sulfúrico cuya metabolismotiene dos vías:

1. La remetilación: en donde lahomocisteína adquiere un grupo

metilo del N-S metiltetrahidrofo­lato (MTHF) como un cofactor ode la betaína para formar metioni­

na. La reacción con MTHF ocu­rre en todos los tejidos y es vita­mina B-12 dependiente, la propor­

ción considerable de la metioninaes activada por el tri fosfato de

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DI! COSTA RICA Y CENTROAMERICA

adenosina (ATP) para formar s­adenosilmetionina (SAM) que sir­va primariamente como un dona­dor universal para metionina y unavariedad de aceptores tales comoguanidinoacetato, ácidos nucleí­cos, neurotransmisores, fosfolípi­dos y hormonas. La S guanidinoa­cetato, ácidos nucleícos, neuro­transmisores, fosfolípidos y hor­monas. La S adenosithomocisteí­na (SAH), biproducto de esta reac­ción de metilación es posterior­mente hidrolizado, regenerado ho­mocisteína que empieza un nuevociclo. La reacción con la betaínaestá confinada fundamentalmenteal hígado y es vitamina B- 12 in­dependiente (9, 28)

2. Transulfuración: En esta reac­ción, la homicisteína se condensacon la serina para formar cistatio­nina en una reacción irreversible,catalizado por fosfato de piridoxal5 (PLP), a través de dos enzimasdependientes de la vitamina B6,que contiene la cistationina y la Bsintetasa (CBS), hidroxilando lacistationina por una segunda enzi­ma conteniendo PLP para formarcisteína y cistationina y la FAVORHACER SIMBOLO ALFA ceto­butirato. El exceso de las cisteínaes oxidado a taurina y sulfatosinorgánicos o excretado en la ori­na. En adición a la síntesis de cis­teína, la vía de transulturación ca­

taboliza efectivamente el excesode homocisteína que no es reque­rido para metiltransferar y brindael sulfato para la síntesis de hepa-

rina, heparan sulfato, dematan sul­fato y sulfato de condroitína. Esimportante porque la homocisteí­na no es un constituyente normalde la dieta sino que la fuente dehomocisteína es la metionina (9,28). Debido a la existencia de unmecanismo celular exportador dehomocisteína, el plasma contienepequeñas cantidades de ella, enpromedio 20 p umol/L. Este me­canismo exportador complementael catabolismo de la homocisteínaa través de la transulfuración.Juntos estos mecanismos ayudan amantener niveles intracelularesbajos de homocisteína, potencial­mente citotóxica (9,28). Debido ala existencia de un mecanismo ce­lular exportador de homocisteína,el plasma contiene pequeñas can­tidades de ella, en promedio 10umol/L. Este mecanismo exporta­dor complementa el catabolismode la homocisteína a través de latransulfuración. Juntos estos me­canismos ayudan a mantener nive­les intracelulares bajos de homo­cisteína, potencialmente citotóxi­ca. (9). Aproximadamente el 70%de la homocisteína plasmática cir­cula unida a las proteínas median­te puentes disulfuro. Los nivelesbasales de homocisteína oscilanentre 5 y 15 umol/L, siendo máselevados en el hombre que en lamujer, y en esta son mayores losniveles en la postmenopáusica,debido probablemente a su efectohormonal y estar relacionados conuna mayor masa muscular. Tam­bién aumentan con la edad (7, 32).

Fisiopatología:Un incremento en la concentra­ción plasmática de homocisteínase refleja en perturbaciones en elmetabolismo celular de este aminoácido, llevando a incremento de latasa de exportación celular, condisminución en la captación celu­lar y metabolismo o una combina­ción de estos factores (9,19), sien­do aclarada por el riñón. (20) Lahomocistinuria debido a deficien­cia de la cistationina beta - sinte­tasa (CS) es el más común en loserrores congénitos en el metabo­lismo de la metionina (44). Lospacientes con deficiencia de la CStienen riesgo extremadamente ele­vado de enfermedad vascular(37,44). Se ha determinado que ladeficiencia de las vitaminas B 6 yB 12, disminuyen los niveles desíntesis y remetilación de S adeno­silmetionina (SAMe), disminu­yendo las funciones cognoscitivas(44). Se ha establecido hiperho­mocisteinemia, como congénita oadquirida y origen multifactorial.Su incidencia congénita homoci­gota es de 11200 000 recién naci­dos vivos, siendo la causa más co­mún la alteración de las vías demetilación o transulfuración, debi­do a la carencia de folatos, vitami­na B6 y /0 B 12 (7, 28, 38). Exis­ten dos formas de la enfermedad,distinguibles por la posibilidad derespuesta a altas dosis de vi taminaB 6, otros errores incluyen muta­ciones severas en la cistationina Bsintetasa. También se ha reporta­do defectos homozigotos de otros

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genes incluyendo alteraciones enla metilenetetrahidrofolato reduc­tasa (MTHFR) o cualquiera de lasenzimas que participan en la sínte­sis de vitamina B 12 metilada (9),igualmente defectos en el trans­porte y metabolismo de la vitami­na B 12 han sido reportadas (9,44). Las causas más comunes dehiperhomocisteinemia son congé­nitas menos graves tales como al­teraciones en las enzima y vitami­nas envueltas en el metabolismode la homocisteína incluyendo lasalteraciones heterozigotas de ladeficiencia de es (9). Los sujetoshomocigotos para el defecto de laenzima cistationina B sintetasa secaracterizan por presentar altera­ciones esqueléticas, ectopia lentis,retardo mental aterosclerosis pre­coz y fenómenos tromboembóli­cos (7, 44). Los defectos adquiri­dos pueden encontrarse en la insu­ficiencia renal crónica, por dismi­nución de la homocisteína a nivelrenal, así como menor excreción(20, 28). Se ha asociado las altasconcentraciones de homocisteína(Hiperhomocisteínemia) a ateros­clerosis, considerándose como unfactor de riesgo independiente, es­pecialmente en pacientes con in­suficiencia renal crónica (7, 8, 13,20, 26, 27, 29, 31,39), además seha relacionado con trombosis delas fístulas arteriovenosas, lo queestá determinado por niveles dehornocisteína plasmática, vitami­na B 12 plasmática (25).

Fisiopatología de la Hipermocis­teinemia en Insuficiencia RenalCrónica:En pacientes con insuficiencia re­nal crónica se ha encontrado au­mento en las concentracionesplasmáticas de homocisteína, lipo­proteína (a), colesterol, glucosa yfibrinógeno (3, 7, 8), así como unaumento en la elasticidad de la ar­teria carótida común y las arteriasradiales, independientemente de lapresión arterial y la presencia dealteraciones ateroscleróticas;planteándose la influencia del au­mento de la endotelina plasmáticay la homocisteína como factor es­pecífico en el daño vascular, in­cluyendo la mayor causa de muer­te por accidentes vasculares en pa­cientes urémicos (8, 13, 20, 23,26, 29, 34, 42), asimismo se hanestablecido niveles persistente­mente reducidos en metilación dela hemodiálisis, con retardo en lareparación de dicha membrana(17). En los pacientes con diálisisse ha reportado niveles de 15.5 ±

6.6. micromol/I, mientras que elgrupo prediálisis de 15.7 ± 4.2 mi­cromol/I, con niveles en el grupocontrol de 6.2 ± 1.5 micromol/L (p< 0.001) (36). El riñón tiene unasustancial reserva para metaboli­zar elevaciones agudas en plasmade homocisteína durante la hiper­homocisteinemia aguda, lo que re­calca el papel del riñón en el me­tabolismo de la homocisteína y supapel como un órgano importanteen el depósito metabólicos de lahomocisteína plasmática (19, 29).

Se han relacionado defectos deltubo neural, con enfermedad vas­cular, a través de niveles elevadosde homocisteína plasmática, en­contrándose que el riñón desem­peña un papel importante en con­servar el folato, los hallazgos su­gieren con las células del túbuloproximal renal toman el 5-ch3-H4 Pte GI con un receptor de fo­latos y reducción en el transporta­dor de folatos, implicando un pa­pel en ambas vías para regular laexcreción urinaria de folatos (7,

40, 46), Y excretarios a través detransulfuración, produciendo cis­tationina y cisteína, pudiendoexisdr factores que influyen en latransulfuración de la homocisteínay de esta forma influir en el acla­ramiento renal de estos amino áci­dos (17, 19). Además se plantea siexiste una alteración en el metabo­lismo de amino ácidos esenciales,específicamente los amino ácidosde cadenas ramificadas y la hista­mina, que puedan influir la hiper­homocisteinemia (19).

Se reporta hiperhomocisteinemiaen 85 - 100% de los pacientes coninsuficiencia renal crónica (13,29). Normalmente se encuentranen la orina pequeñas cantidades dehomocisteína (3 - JO umol/24 ho­ras), los niveles plasmáticos dehomocisteína se relacionan nega­tivamente con la función renal,pudiendo plantearse disminuciónde la excreción renal de homocis­teína en insuficiencia renal, sinembargo se encuentra que en pa-

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cientes con insuficiencia renalcrónica puede existir una altera­ción en el metabolismo extrarrenalde la homocisteína (22, 46). Se haasociado el daño vascular a facto­res de riesgo tales como: matemos(como la obesidad, resistencia a lainsulina, raza negra, hipertensióny elevados niveles plasmáticos dehomocisteína con la preeclampsia)y posteriormente con factores deriesgo para aterosclerosis (31, 35)

Ya factores que promueven atero­génesis en insuficiencia renal cró­nica como presión sanguínea, acti­vidad de óxido nítrico, glicosila­ción avanzada, metabolismo lípi­dico, estress oxidativo, niveles dehomocisteína, metabolismo deglucosa y PTH (8, 41). Se ha de­mostrado un efecto citotóxico di­recto de la homocisteína a las cé­lulas endoteliales, a través de unmecanismo oxidativo, generandoradicales libres y con ello el dañode macrófagos a la pared vascular.Igualmente la oxidación de lipo­proteínas por parte de compuestossulfhidrilicos, aumentando su afi­nidad por la fibrina (2, 31,41). Sehan descrito alteraciones en launión de la antitrombina I1I, re­ducción de la unión del activadortisular del plasminógeno a su re­ceptor endotelial, anomalías en lasecreción del factor von Wille­brand y un aumento de la expre­

sión del factor tisular por parte delendotelio expuesto a la homocis­teína (3, 7, 12, 14,28). Los nive­les elevados de homocisteína hansido correlacionados con cardio-

patía isquémica, arteriopatía peri­férica, accidente vascular cerebral,demencias en pacientes de la ter­cera edad 88, 11, 28, 31). Tam­bién con la enfermedad vaso oclu­siva incluyendo la aterosclerosis yel tromboembolismo (34).

La hiperhomocisteinemia es másintensa y prevaleciente en pacien­tes en hemodiálisis que en pacien­tes con diálisis peritoneal, plan­teándose la posibilidad de nivelesde folatos (1, 4, 30), sin modifica­ción de los factores de riesgo car­diovascular en hemodiálisis de al­

to flujo (21). En pacientes someti­dos a transplante renal, con fun­ción renal estable se ha demostra­do una excesiva prevalencia enayunas y post carga de metioninade hiperhomocisteinemia, y ade­más con niveles inadecuados devitamina B 6 (5, 10). No se ha lo­grado demostrar ninguna influen­cia de la Ciclosporina A sobre lasconcentraciones de homocisteínaplasmática (lO). Se ha utilizadoreemplazo con vitamina B6, vita­mina B12, ácido fólico, sin embar­go en grupos de pacientes dializa­dos no se ha correlacionado condisminución de la hiperhomocis­teinemia (2, 4, 31). En pacientescon insuficiencia renal crónica, eluso de ácido fólico por largo plazo(>12 meses) o sus derivados (me­tiletrahidrofolato disminuyó losniveles de hiperhomocisteinemia,quedando por evaluar la disminu­ción en las complicaciones cardio­vasculares (6, 7,15,16,18). Se

han utilizado dosis de manteni­miento de 1-5 mg diarios de ácidofólico, con disminución de los ni­veles de la homocisteína plasmáti­ca pero sin que se logre obtenermejoría en la función endotelial(23).

Se ha determinado persistencia delriesgo arteriosclerótico en el 75%de los pacientes dializados a pesarde suplemento con vitamina B, de

ahí que utilizando dosis altas devitaminas B, mayores de las usual­mente recomendadas, se has lo­grado corregir la hiperhomocistei­nemia, en pacientes con insufi­ciencia renal crónica (4, 24, 45,42). Igualmente se ha estudiado elefecto del aceite de pescado en elretardo de los disturbios del meta­bolismo lipídico que promuevenla aterosclerosis, en pacientes conCAPD, sin lograrse encontrar me­joría en la enfermedad vascular(15,36). En resumen es importan­te conocer si existe elevación dehomocisteína en pacientes en ries­go cardiovascular y la causa de lamisma (11). La elevación de lahomocisteína es un factor de ries­go tanto en individuos sin enfer­medad renal previa, como enaquellos con fallo renal crónico ypostransplante renal con funciónestable (5, 8, 13, 31). Convieneestablecer la incidencia para lostres grupos (Daño genético, altera­ción cardiovascular y fallo renal)en nuestro medio, su prevención yrespuesta al tratamiento mencio­nado, así como la respuesta de es-

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