Funciones de los canales iónicos CFTR y ENAC en la fibrosis quística

Abstract

La fibrosis quística se debe a la ausencia o defecto del canal transmembrana regulador de la fibrosis quística (CFTR), un canal de cloruro codificado en el gen cftr que juega un papel clave en la homeostasis del agua e iones. El CFTR es activado por el AMPc y se localiza en las membranas apicales y basolaterales de las vías aéreas, intestino y glándulas exocrinas. Una de sus funciones primarias en los pulmones es mantener la capa de líquido superficial a través de su función de canal y regular el canal epitelial de sodio sensible al amiloride (ENaC). Se han identificado más de 1900 mutaciones en el gen cftr. La enfermedad se caracteriza por secreciones viscosas en las glándulas exocrinas y por niveles elevados de cloruro de sodio en el sudor. En la fibrosis quística el CFTR no funciona y el ENaC está desregulado; el resultado es un aumento en la reabsorción de sodio y agua con la formación de un líquido viscoso. En las glándulas sudoríparas tanto el Na+ como el Cl- se retienen en el lumen causando una pérdida de electrolitos durante la sudoración y el NaCl se elimina al sudor. Así, los niveles elevados de NaCl son la base del test del sudor inducido por pilocarpina, un método de diagnóstico para la enfermedad. En esta revisión se discuten los movimientos de Cl- y Na+ en las glándulas sudoríparas y pulmón así como el papel del ENaC en la patogénesis de la enfermedad.

Cystic fibrosis is caused by dysfunction or lack of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), a chloride channel that has a key role in maintaining ion and water homoeostasis in different tissues. CFTR is a cyclic AMP-activated Cl- channel found in the apical and basal plasma membrane of airway, intestinal, and exocrine epithelial cells. One of CFTR's primary roles in the lungs is to maintain homoeostasis of the airway surface liquid layer through its function as a chloride channel and its regulation of the epithelial sodium channel ENaC. More than 1900 CFTR mutations have been identified in the cftr gene. The disease is characterized by viscous secretions of the exocrine glands in multiple organs and elevated levels of sweat sodium chloride. In cystic fibrosis, salt and fluid absorption is prevented by the loss of CFTR and ENaC is not appropriately regulated, resulting in increased fluid and sodium resorption from the airways and formation of a contracted viscous surface liquid layer. In the sweat glands both Na+ and Cl- ions are retained in the lumen, causing significant loss of electrolytes during sweating. Thus, elevated sweat NaCl concentration is the basis of the classic pilocarpine-induced sweat test as a diagnostic feature of the disease. Here we discuss the ion movement of Cl- and Na+ ions in two tissues, sweat glands and in the air surface as well as the role of ENaC in the pathogenesis of cystic fibrosis.