El síndrome de Gitelman (GS) es un trastorno tubular renal autosómico recesivo caracterizado por hipocalemia, hipomagnesemia, hipocalciuria, alcalosis metabólica, aldosteronismo hiperreninémico secundario y presión arterial baja.Los pacientes de 1 a 3 GS generalmente se diagnostican relativamente tarde, porque el malestar, la presión arterial baja, la hipopotasemia, la hipocalciuria y la hipomagnesemia son difíciles de categorizar clínicamente. Las mutaciones inactivantes en el gen SLC12A3 que codifica el cotransportador de cloruro de sodio sensible a tiazidas (NCCT) causan GS.2 Los investigadores utilizaron los criterios de Bettinelli et al4 para identificar a los pacientes con GS. Se han descrito más de 100 mutaciones en SLC12A3.3 La mayoría son mutaciones sin sentido que sustituyen residuos de aminoácidos conservados dentro de supuestos dominios funcionales del TCNC, mientras que los defectos sin sentido, el cambio de marco y el sitio de empalme y los reordenamientos genéticos son menos frecuentes. La GS es clínicamente variable (los hombres se ven más afectados que las mujeres), y la combinación de mutaciones presentes en cada alelo puede determinar la variabilidad del fenotipo.3 Un estado portador heterocigoto de 30 mutaciones inactivantes diferentes en el TCNC, así como de genes responsables del síndrome de Bartter, se asocia con una reducción del riesgo de hipertensión arterial en la población general.5 Aproximadamente el 80% de los portadores de mutaciones tenían valores de presión arterial sistólica inferiores a la media de la cohorte completa de 5.124 sujetos del Framingham Heart Study. La reducción media de la presión arterial en los portadores fue de -6,3 mm Hg para la presión arterial sistólica y de -3,4 mm Hg para la presión arterial diastólica, valores similares a los obtenidos con el tratamiento crónico con tiazidas. Hubo una reducción del 60% en el riesgo de desarrollar hipertensión a los 60 años de edad. Por lo tanto, los alelos raros que afectan el manejo de la sal renal y la presión arterial en la población general podrían explicar una fracción sustancial de la variación de la presión arterial.5 Encontramos 2 pacientes y luego encontramos otros en nuestra base de datos que ilustran la importancia del TCNC en la variabilidad de la presión arterial y, por lo tanto, en la hipertensión.

Los pacientes

Un hombre de 29 años de edad presentó un historial de 14 años de debilidad generalizada, calambres musculares severos con tetania, disnea y ansiedad. Había visitado los servicios de emergencia en ocasiones anteriores y había recibido infusiones de potasio y/o magnesio para la hipopotasemia y la hipomagnesemia. Sus síntomas habían progresado hasta el punto de que ya no podía conducir un automóvil ni usar el transporte público. El paciente negó náuseas, vómitos, diarrea, intolerancia al calor, transpiración excesiva y cambios en los hábitos intestinales. No ingirió laxantes ni diuréticos, ni abusó del alcohol ni de las drogas callejeras. Sus otros síntomas clínicos incluyeron fatiga, palpitaciones cardíacas, mareos, nicturia, polidipsia, poliuria y sed.

La presión arterial fue de 100/60 mm Hg y la frecuencia cardíaca de 90 lpm. No hubo hallazgos neurológicos ni debilidad muscular proximal. Los estudios de imagen no fueron notables, al igual que el ECG. Las pruebas de laboratorio mostraron hipopotasemia (3,0 mmol / L) e hipomagnesemia (0,69 mmol/L), mientras que los niveles séricos de calcio, sodio y cloruro fueron normales. El aclaramiento de creatinina fue de 134 ml / min por 1,73 m2. La excreción urinaria de calcio (1,0 mmol/24 horas) disminuyó, mientras que la excreción urinaria de potasio y magnesio se elevó (106 mmol/24 horas y 6,82 mmol/24 horas) ante sus bajos valores séricos. La concentración plasmática de renina se elevó (172 ng/ml) mientras estaba en decúbito supino y aumentó (302 ng/ml) al estar de pie. Los niveles plasmáticos de aldosterona correspondientes fueron de normales a ligeramente aumentados (120 ng/ml en decúbito supino y 217 ng/ml de pie). La excreción urinaria de sodio durante 24 horas fue de 141, 176 y 350 mmol/24 horas en 3 días consecutivos con una ingesta ad libitum. La gasometría arterial fue de pH 7,49, Pco2 41,6 mm Hg y HCO3-31,6 mmol/L.

Los padres y un hermano mayor estaban asintomáticos, mientras que su hermano menor tenía síntomas similares, aunque menos graves. Secuenciamos los exones y las regiones flanqueantes de SLC12A3 después de dar el consentimiento informado por escrito y encontramos 3 mutaciones en los exones 10, 13 y 16. El paciente y su hermano eran heterocigotos compuestos, habían heredado Phe548Leu y Pro643Leu de su madre y Gly439Ser de su padre (véase el cuadro S1 del suplemento de datos en línea en http://hyper.ahajournals.org). La mutación Phe548Leu no se ha notificado antes y está localizada en una región transmembrana (Figura). La fenilalanina altamente conservada se intercambia por una leucina (Figura S1). Gly439Ser y Pro643Leu han sido reportados previamente en heterocigotos GS pacientes6, pero no en esta combinación alélica.7 Aunque Gly439Ser y Pro643Leu serían suficientes para explicar los síntomas en nuestro paciente, la presencia de 3 mutaciones (Gly439Ser y Pro643Leu/Phe548Leu) es la posible razón por la que sus síntomas fueron notablemente graves.

El paciente recibió suplementos orales de magnesio y potasio (18 y 84 mmol/día, respectivamente). Sus niveles séricos de potasio y magnesio mejoraron a valores normales bajos, y sus síntomas clínicos mejoraron. Se han recomendado suplementos de magnesio y potasio en combinación con medicamentos antialdosterona, inhibidores de prostaglandinas o inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina.8-10 Antagonistas de la aldosterona o bloqueadores de los canales epiteliales de sodio pueden considerarse si la hipopotasemia sintomática no se corrige con la administración de MgCl2.11 Una preocupación potencial del uso de estos medicamentos en pacientes con GS es que el desperdicio de sal podría empeorar, especialmente si se reduce la ingesta de sal en la dieta o cuando se pierde sal del cuerpo a través de un mecanismo no renal. Incluso las dosis altas de amilorida, bloqueante de los canales de sodio epiteliales, pueden no reducir la kaliuresis excesiva en pacientes con GS.1 Las bajas concentraciones de estos fármacos en la luz del conducto colector cortical y la modulación del canal tubular distal de potasio (canal medular externo renal de potasio) podrían ser responsables.12 La amilorida es, como tal, problemática, porque parece aumentar la producción de aldosterona acompañada de una estimulación insuficiente de la actividad de la renina plasmática. Los autores invocan un aumento del potasio sérico como explicación.13

Los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina y de la espironolactona habían sido administrados empíricamente a nuestro paciente anteriormente por sus médicos de familia. Ambos medicamentos se suspendieron después de 1 mes cada uno debido a mareos, probablemente como resultado de episodios de presión arterial baja. También se probó amilorida. Sin embargo, el paciente suspendió este medicamento debido a un dolor de cuello inexplicable. Intentamos un ciclo de 150 mg/día de aliskiren para inhibir la liberación de aldosterona mediada por angiotensina; sin embargo, los valores de aldosterona no disminuyeron y la alcalosis metabólica no mejoró. Actualmente, el paciente puede tolerar sus síntomas, en parte porque ahora tiene una mayor comprensión de su enfermedad.

Una mujer de 21 años presentó visión borrosa, calambres, molestias en la lengua y fatiga. A los 11 años, observó que comer plátanos la hacía sentir mejor. Nunca había sido llevada a un departamento de emergencias, era físicamente activa y tenía un empleo. Su médico de cabecera estaba preocupado por la hipopotasemia e hipomagnesemia graves. Negó náuseas, vómitos, diarrea, intolerancia al calor, transpiración excesiva y cambios en los hábitos intestinales. No tenía antecedentes de abuso de laxantes o diuréticos,ni de alcohol o drogas callejeras. Negó la nicturia, la polidipsia, la poliuria y la sed.

La presión arterial fue de 115/80 mm Hg; la frecuencia cardíaca fue de 85 lpm. El examen físico fue normal. Tenía hipopotasemia (2,8 mmol/L) e hipomagnesemia (0,48 mmol / L), mientras que los niveles séricos de calcio, sodio, cloruro y creatinina eran normales. El aclaramiento de creatinina fue de 122 ml / min por 1,73 m2. La excreción urinaria de calcio (0,37 mmol/24 horas) disminuyó, mientras que la excreción urinaria de potasio y magnesio (67,00 y 2,83 mmol/24 horas, respectivamente) se elevó a la vista de sus valores séricos. La excreción urinaria de sodio durante 24 horas fue de 145 mmol con una ingesta ad libitum. También tenía una alcalosis metabólica compensada (pH 7,46, Pco2 44,8 mm Hg y HCO3 – 31,0 mmol/L). Sus padres eran clínicamente poco notables, mientras que su hermano de 19 años de edad describió debilidad general similar y calambres musculares, aunque menos frecuentes.

Con su aprobación, nuevamente secuenciamos los exones e intrones flanqueantes de SLC12A3 y encontramos una mutación en el exón 26 (Gln1012Arg), así como una deleción del exón 1, codón 35 (c. 104delCinsTT). Nuestra paciente es heterocigota compuesta, habiendo heredado c. 104delCinsTT de su madre y Gln1012Arg de su padre (ver Tabla S1). Gln1012Arg es una nueva mutación sin sentido (Figura) que afecta a una posición de secuencia en la que la glutamina se conserva en todos los vertebrados (Tabla S1). Debido a que SLC12A3 codifica para 1021 aminoácidos, Gln1012Arg se encuentra muy cerca del extremo C-terminal de la secuencia de proteínas. Esta variante se encuentra en la parte más distal del dominio citoplasmático C-terminal SCL12A3 conocido hasta la fecha.

El análisis de nuestra base de datos de pacientes con sospecha clínica de GS no reveló ningún otro sujeto con Gln1012Arg. Sin embargo, encontramos 6 nuevas mutaciones genéticas SLC12A3 adicionales en otros sujetos (Gly841Arg, Ser987Arg, c. 1927delC, Trp161Xaa, Gly770Asp e IVS25+1G>T; Figura y Tabla S1). En estos sujetos, los nefrólogos o genetistas remitentes habían sospechado GS sobre la base de exámenes clínicos y pruebas de laboratorio. Se revisaron los antecedentes familiares y las historias clínicas y se observaron características clínicas compatibles con GS.

Tratamos a este paciente con suplementos orales de magnesio y potasio (2,8 y 40,0 mmol/d). Además, sus nefrólogos locales le recetaron ramipril 2,5 mg / d. Los niveles séricos de potasio y magnesio alcanzaron valores normales bajos, y los síntomas clínicos mejoraron significativamente, pero no se resolvieron por completo. Por lo tanto, la suplementación oral de magnesio aumentó y los síntomas clínicos mejoraron. Sin embargo, la restauración de los valores normales de magnesio y potasio fue difícil y se acompañó de náuseas y diarrea. El aspartato de magnesio fue reemplazado por cloruro de magnesio, que era más tolerable.

Discusión

Los nefrólogos generalmente se enfrentan a hipertensión. Sin embargo, un conocimiento profundo de los síndromes hipotensores, en particular el GS, es importante no solo por razones clínicas, sino también para comprender la compleja genética de la regulación de la presión arterial en la población general. Durante una rotación rutinaria de sala de nefrología, descubrimos nuevas mutaciones en SLC12A3 en 2 pacientes con GS sintomáticos (Phe548Leu, Gln1012Arg y c. 104delCinsTT). Estos resultados nos hicieron trabajar en nuestra base de datos de pacientes hipomagnesémicos hipopotasémicos «sospechosos», y, de nuevo, tuvimos éxito. Encontramos otras 6 nuevas mutaciones del gen SLC12A3 (Gly841Arg, Ser987Arg, c. 1927delC, Trp161Xaa, Gly770Asp e IVS25+1G>T). Decidimos trasladar el análisis genético del laboratorio de investigación al campo clínico de rutina por varias razones. En primer lugar, un diagnóstico preciso permite una atención clínica más exacta y orientada a objetivos. En segundo lugar, aprendimos que nuestros pacientes querían desesperadamente saber específicamente qué estaba mal y cuál podría ser la relevancia para sus familias actuales y futuras. Nuestros pacientes no plantearon preocupaciones sobre el temor a violaciones de privacidad, primas de seguro más altas o preocupaciones similares.

La disminución de la reabsorción de sodio en el TCNC y el consiguiente aumento de las pérdidas de potasio a través del canal medular externo renal de potasio, en gran parte impulsado por aldosteronismo secundario, explican la hipopotasemia y, según se informa, el aumento del apetito por la sal en pacientes con GS. La hipocalciuria y la hipermagnesuria son más difíciles de entender. Nijenhuis et al14 argumentaron que el transporte pasivo de calcio mejorado en el túbulo proximal, en lugar del transporte activo de calcio en la convolución distal, explica la hipocalciuria inducida por tiazidas. Sus experimentos de micropuntura en ratones demostraron un aumento de la reabsorción de sodio y calcio en el túbulo proximal durante el tratamiento crónico con tiazidas, mientras que la reabsorción de calcio en la convolución distal no se vio afectada. Además, la administración de tiazidas aún indujo hipocalciuria en ratones con deleción de genes del miembro 5 de la subfamilia V del canal potencial receptor transitorio, en los que se suprimió la reabsorción distal activa de calcio debido a la inactivación del canal epitelial de calcio TRPV5. A continuación, Nijenhuis et al14 encontraron que la tiazida regulaba al alza el intercambiador de sodio/protones, responsable de la mayor parte del sodio y, en consecuencia, de la reabsorción de calcio en el túbulo proximal, mientras que la expresión de proteínas involucradas en el transporte activo de calcio no se alteraba. Luego, los autores realizaron experimentos que abordaron el efecto dependiente del tiempo de una sola dosis de tiazida y mostraron que el desarrollo de hipocalciuria fue paralelo a un aumento compensatorio en la reabsorción de sodio secundario a una natriuresis inicial. Finalmente, se desarrolló hipomagnesemia durante la administración crónica de tiazidas y en ratones con genes deletorados por TCNC, acompañada de una regulación a la baja del canal epitelial de magnesio, subfamilia M, miembro 6, canal de potencial receptor transitorio. La regulación a la baja del canal de potencial receptor transitorio de la subfamilia M miembro 6 podría representar un mecanismo general involucrado en la patogénesis de la hipomagnesemia que acompaña a la inhibición o inactivación del TCNC.14

También se han realizado estudios en humanos. Cheng et al15 investigaron a 8 pacientes con GS y 8 sujetos control. Se administró solución salina isotónica (3 L) durante 3 horas. Las tasas basales de excreción de sodio y aclaramiento de creatinina fueron similares en los pacientes con GS y en los controles, aunque la tasa de excreción de calcio fue menor en los pacientes con GS. En los pacientes con GS, la infusión de solución salina causó una tasa de excreción de sodio significativamente mayor que en los controles, pero solo hubo un pequeño aumento en la tasa de excreción de calcio tanto en las primeras 6 horas como en las siguientes 18 horas. Los autores concluyeron que la hipovolemia no es la única causa de hipocalciuria en pacientes con GS. Sin embargo, su estudio clínico tuvo varios déficits. El equilibrio de sodio a largo plazo no se controló en los sujetos, y los pacientes con GS probablemente tuvieron un volumen circulante extracelular reducido tanto en condiciones de control como de expansión en comparación con los controles.

Nuestros pacientes ilustran las dificultades en el manejo de la GS. El defecto tubular en el GS en sí no se puede corregir, de modo que la suplementación adecuada de magnesio y potasio siga siendo la piedra angular del tratamiento. Sin embargo, la restauración de los valores normales de magnesio y potasio es difícil de lograr, porque las dosis altas de magnesio causan diarrea. La biodisponibilidad de los preparados de magnesio es variable. El óxido de magnesio y el sulfato de magnesio tienen una biodisponibilidad significativamente menor en comparación con el cloruro de magnesio, el lactato de magnesio y el aspartato de magnesio.11 Recomendamos la administración de cloruro de magnesio por vía oral para compensar las pérdidas renales de magnesio y cloruro. Aunque se ha descrito que la terapia antialdosterona aumenta los niveles plasmáticos de potasio y magnesio y reduce la excreción fraccionada de potasio y magnesio en pacientes con GS,10 el papel de inhibición del sistema renina-angiotensina-aldosterona en pacientes con GS no está claro. Los estrógenos parecen jugar un papel porque la drospirenona, un nuevo progestágeno desarrollado para su uso como terapia hormonal en mujeres posmenopáusicas, en combinación con 17β-estradiol, tiene un efecto ahorrador de potasio que contrarresta la pérdida de potasio inducida por tiazida.16 Estudios futuros sobre ratones deficientes en TCNC podrían ser útiles para comprender el papel de estos sistemas en la GS. Se ha demostrado que ratones deficientes en TCNC sobre un fondo mixto presentan hipocalciuria e hipomagnesemia, pero no alteraciones de la homeostasis de potasio y ácido-base.17 ratones con deficiencia de TCNC retrocruzados en el fondo de C57BL / 6 mostraron alcalosis compensada leve con niveles elevados de aldosterona plasmática18 y una mayor sensibilidad a desarrollar hipopotasemia cuando se exponen a reducciones en el potasio dietético.19 Estos estudios subrayan la importancia del fondo genético para el fenotipo deficiente en TCNC, que también es potencialmente relevante para comprender la variabilidad fenotípica y el desarrollo de tratamientos farmacológicos en GS. Hasta la fecha, no se dispone de datos sobre la eficacia de la inhibición de la enzima convertidora de renina y/o angiotensina en GS. Futuros estudios sobre ratones con TCNC podrían ayudar a aclarar esta cuestión.

Finalmente, aprendimos en el curso de nuestro estudio que mutaciones como estas tienen una clara influencia en la compleja genética de la hipertensión en la población general. No se pudo realizar un estudio sobre la prevalencia de GS. Nuestra población de pacientes es heterogénea y, en general, de origen alemán, turco o de Oriente Medio. Las mutaciones reportadas aquí fueron todas en sujetos blancos alemanes. Hsu et al20 estudiaron a 500 niños no emparentados de Taipei. Encontraron 15 mutaciones en SLC12A3 en 10 de los niños. En un estudio japonés de 1852 sujetos, se encontraron mutaciones en GS en el 3,2% de los sujetos.21 La literatura sugiere que la GS no es rara y que la heterocigosidad de la GS ciertamente no es tan infrecuente. El conocimiento de nuevas mutaciones también podría ser importante para determinar los alelos con beneficios para la salud que, sin embargo, están bajo selección purificadora y para definir la arquitectura genética de la hipertensión.5 A este respecto, se ha sugerido que los efectos combinados de mutaciones independientes poco frecuentes representan una fracción sustancial de la variación de la presión arterial en la población, sobre la base del análisis del impacto del estado portador heterocigoto para un número limitado de mutaciones inactivadoras en el TCNC, el cotransportador de 2 cloruro de sodio y potasio y el canal medular externo renal de potasio.22 Recientemente, los miembros del Framingham Heart Study fueron examinados para determinar la variación en 3 genes, a saber, SLC12A3, SLC12A1 y KCNJ1. Los investigadores utilizaron genómica comparativa, genética y bioquímica para identificar sujetos con mutaciones probadas o inferidas funcionales. Todas estas mutaciones fueron heterocigotas y raras, pero se encontraron en ≈1 a 2% de la población de Framingham.5 Produjeron reducciones clínicamente significativas de la presión arterial y presumiblemente protegieron a los individuos del desarrollo de hipertensión. Estos hallazgos y las mutaciones que reportamos aquí tienen implicaciones para los estudios genéticos sobre hipertensión y otros rasgos complejos comunes. Los portadores de mutaciones que causan GS compensan la pérdida renal de sal aumentando su ingesta de sal, como se muestra en un gran pariente amish.23 De acuerdo, encontramos que la excreción urinaria de sodio durante 24 horas fue alta en el primer paciente, probablemente debido al aumento del apetito por la sal. Sin embargo, el aumento de la excreción urinaria de sodio en los portadores de las mutaciones que causan GS en comparación con los parientes de tipo salvaje no se reflejó en cambios significativos de la presión arterial en adultos de la familia amish grande mencionada anteriormente con GS.23 En contraste, otro estudio mostró que los portadores de mutaciones que causan GS tenían valores de presión arterial más bajos que los controles, sin embargo, con excreción urinaria de sodio similar.24 Cabe destacar que nuestra segunda paciente presentó excreción urinaria normal de sodio durante 24 horas; sin embargo, era una mujer pequeña y ligera. Para su tamaño, su ingesta de sal era generosa. Los ratones deficientes en TCNC no tienen fenotipo perdedor de sal en una dieta regular17,y se han documentado mecanismos compensatorios para la pérdida de TCNC en varios modelos de ratones.25 Finalmente, el TCNC se destaca como un objetivo de regulación sin lisina quinasa (WNK), como se discutió recientemente en una revisión académica.26 La imagen especular de la GS es pseudohipoaldosteronismo tipo II( PHAII), que también se llama síndrome de Gordon. PHAII presenta presión arterial alta, hipercalemia y acidosis metabólica. Todas las aberrancias metabólicas en la IAF son corregidas por diuréticos tiazídicos, que recapitulan las características de la GS. Las mutaciones WNK4 y WNK1 causan PHAII. WNK4 inhibe el TCNC, un efecto que se pierde cuando se muta WNK4. WNK1 fosforila WNK4, lo que disminuye la inhibición de WNK4 del TCNC. Una mutación WNK1 de ganancia de función causa PHAII. Los WNKs también influyen en el canal medular externo renal de potasio y el canal epitelial de sodio. Los hallazgos de que los niveles alterados de la función de WNK1 y WNK4 influyen en la presión arterial en humanos son relevantes porque WNK4 se encuentra a solo 1 Mb del locus D17S1299, el sitio que muestra la vinculación más fuerte con la variación de la presión arterial en la población del Estudio de Corazón de Framingham. Las variantes que alteran la función WNK también influirían, por supuesto, en el fenotipo GS en personas que albergan mutaciones en TCNC.

Notas a pie de página