Trastornos del citoesqueleto y la elastina: Revisión de la patologia

Un varón de 10 años, llamado Thomas, es llevado a la clínica por su padre debido a una fiebre persistente, así como a una tos productiva con esputo oscuro y maloliente. Tras más preguntas, su padre declara que, desde su nacimiento, Thomas ha tenido múltiples ataques de sinusitis y neumonía, que han requerido antibióticos. Al auscultar el tórax, se da cuenta de que los ruidos cardíacos se oyen en el lado derecho del tórax. Entonces decide pedir una radiografía de tórax, que revela que el corazón de Thomas está situado en el lado derecho del pecho. Por último, se realiza una TAC, que revela unas vías respiratorias anormalmente dilatadas.

Después de Thomas, conoce a Sara, una joven de 17 años que acude a la clínica quejándose de que sus articulaciones se salen de su sitio con frecuencia. En la exploración física, su altura está en el percentil 90 y su peso en el percentil 60 para su edad. Además, observa que sus dedos, tano de las manos como de los pies, son anormalmente largos. En la auscultación torácica, se oye un soplo diastólico en la zona aórtica.

Basándose en la presentación inicial, Thomas parece tener algún tipo de trastorno citoesquelético, mientras que Sara probablemente tenga un trastorno relacionado con la elastina.

Antes de empezar con los trastornos citoesqueléticos, repasemos un poco de fisiología. El citoesqueleto es una red intracelular de proteínas que permite a cada célula mantener su forma, pero también moverse, contraerse, dividirse y absorber o secretar moléculas. Una de las estructuras proteicas del citoesqueleto son los microtúbulos. Se trata de pequeños bastoncillos huecos que se encuentran en la base de los cilios, que son estructuras similares a pelos en la superficie de las células epiteliales que recubren los tractos respiratorio y reproductor.

En concreto, cada cilio tiene microtúbulos dispuestos en un patrón 9+2, lo que significa que hay 9 microtúbulos dobles en la periferia, así como dos microtúbulos centrales simples.

Entre los microtúbulos, está la proteína ATPasa del brazo de dineína, que utiliza ATP para hacer que los microtúbulos se deslicen unos sobre otros. Esto hace que el cilio se doble y, por lo tanto, se mueva hacia adelante y hacia atrás en un movimiento ondulatorio, que es necesario para barrer las secreciones mucosas, los residuos y las partículas extrañas o patógenos. Esta función es especialmente importante en el oído medio, los senos paranasales, las vías respiratorias y los pulmones.

Además, en las mujeres, los cilios transportan el óvulo fecundado a lo largo de la trompa de Falopio hasta el útero, donde se produce la implantación. En cambio, en los varones, los espermatozoides tienen una estructura móvil similar, pero más larga, denominada flagelo, que les permite propulsarse a lo largo del tracto reproductor femenino y fecundar el óvulo.

El trastorno citoesquelético de más alto rendimiento es la discinesia ciliar primaria, que se refiere a un grupo de trastornos genéticos que se producen debido a una mutación en el gen que codifica la proteína ATPasa del brazo de la dineína. La discinesia ciliar primaria es autosómica recesiva, lo que significa que una persona necesita heredar dos copias del gen mutado, una de cada progenitor, para desarrollar la enfermedad.

Cuando el brazo de dineína ATPasa no funciona con normalidad, los cilios no podrán moverse con eficacia y barrer la mucosidad del oído medio, los senos paranasales, las vías respiratorias y los pulmones. Como consecuencia, la mucosidad se acumula y atrapa partículas extrañas como el polvo y agentes patógenos, especialmente bacterias, que empiezan a multiplicarse y causan infecciones. Al mismo tiempo, el óvulo fecundado o los espermatozoides no podrán desplazarse por el aparato reproductor.

Los síntomas de la discinesia ciliar primaria incluyen infecciones bacterianas recurrentes, como la otitis media, que puede provocar pérdida de audición conductiva; así como infecciones de las vías respiratorias, como la sinusitis crónica y las infecciones pulmonares. Con el tiempo, esto da lugar a una inflamación pulmonar crónica, que puede provocar que los bronquios y los bronquiolos se dañen y se dilaten, lo que conduce al desarrollo de bronquiectasias. Os dejamos unos apuntes clave:

En el aparato reproductor, se verán afectadas tanto la fertilidad masculina como la femenina. Para sus exámenes, tenga en cuenta que las mujeres con discinesia ciliar primaria también tienen un mayor riesgo de embarazo ectópico. Esto se debe a que los cilios defectuosos no podrán transportar el óvulo fecundado hasta el útero, por lo que podría implantarse en la pared de la trompa de Falopio.

Otro apunte clave es que, por razones desconocidas, la discinesia ciliar primaria puede asociarse a situs inversus, una afección en la que los órganos torácicos y abdominales se sitúan en una imagen especular respecto a su ubicación anatómica normal. Por ejemplo, el corazón se encuentra normalmente en el lado izquierdo del tórax, pero en el situs inversus estaría en el lado derecho, y el término utilizado para describirlo es dextrocardia. En una pregunta de examen, si la discinesia ciliar primaria se presenta con una tríada clínica de sinusitis crónica, bronquiectasias y situs inversus, se denomina síndrome de Kartagener. Os dejamos unos apuntes clave:

El diagnóstico de la discinesia ciliar primaria comienza midiendo el nivel de óxido nitroso en el epitelio nasal, que sería muy bajo. A continuación, el diagnóstico puede confirmarse con una biopsia del epitelio nasal o bronquial, que puede examinarse mediante microscopia electrónica de transmisión para detectar la ausencia de brazos de dineína. Además, las bronquiectasias o el situs inversus pueden identificarse mediante pruebas de imagen, como radiografías o una TAC.

El tratamiento de la discinesia ciliar primaria se centra en abordar complicaciones como las infecciones con antibióticos o controlar las bronquiectasias con fisioterapia torácica diaria, que puede ayudar a expulsar las secreciones bronquiales. Por último, los problemas de fertilidad pueden tratarse con métodos de fecundación in vitro.

Cambiemos de tema y hablemos de los trastornos relacionados con la elastina. Primero, haremos un breve repaso de la fisiología. Dentro de la matriz extracelular hay una red formada por varias proteínas y azúcares que sirven de soporte a las células circundantes. Si nos adentramos en esta red, encontramos una glucoproteína llamada fibrilina, que, junto con otras moléculas como la celulosa, forma fuertes estructuras similares a cuerdas llamadas microfibrillas. Estas actúan como andamiaje para otras proteínas, como la elastina, formando fibras elásticas, que están altamente reticuladas. Esto confiere a las fibras elásticas una cualidad similar a la goma elástica, lo que les permite estirarse y recuperar su forma original. Entre los tejidos que poseen fibras elásticas se encuentran la piel, las arterias y los pulmones, así como los ligamentos, en particular el ligamento amarillo, que sostiene las vértebras.

Algunos tejidos tienen microfibrillas, pero no una capa superpuesta de elastina, como los tendones y las zónulas ciliares que sujetan el cristalino. Como resultado, estos tejidos son menos extensibles, pero siguen teniendo una considerable resistencia a la tracción. Además de formar parte de las microfibrillas, la fibrilina también aísla y elimina el factor de crecimiento transformante beta, o TGF-β, que normalmente estimula el crecimiento de los tejidos. Por lo tanto, la función de la fibrilina provoca una disminución del crecimiento tisular.

El primer trastorno relacionado con la elastina es el síndrome de Marfan, que está causado por una mutación en un gen llamado FBN1, o fibrilina 1, en el cromosoma 15, que codifica la fibrilina. Para sus exámenes, tenga en cuenta que el síndrome de Marfan es autosómico dominante, lo que significa que basta una sola copia mutada del gen para causar la enfermedad.

La mutación de FBN1 da lugar a una fibrilina menos abundante o disfuncional. Esto significa que hay menos microfibrillas funcionales en la matriz extracelular, por lo que hay menos integridad y elasticidad de la piel, las arterias, los pulmones y el ligamento amarillo. Al mismo tiempo, la falta de fibrilina significa que el TGF-β no se aísla eficazmente, lo que conduce a una señalización excesiva y no regulada del TGF-β. Esto provoca un crecimiento excesivo de los tejidos, lo que afecta especialmente a los huesos largos, como el fémur.

Los signos y síntomas del síndrome de Marfan varían en función del tejido afectado. Las características físicas más evidentes se refieren al esqueleto, ya que estas personas son altas, y tienen brazos y piernas largos. Para sus exámenes, recuerde que esto se llama hábito corporal marfanoide. También tienen dedos largos y finos, lo que se denomina aracnodactilia. Además, el crecimiento excesivo de las costillas puede provocar tórax en embudo, en el que el tórax se hunde, o tórax en quilla, en el que apunta hacia fuera.

Otras características óseas y articulares son la escoliosis, en la que la columna vertebral presenta una curvatura lateral, así como articulaciones hipermóviles que pueden moverse más allá de un rango normal, lo que puede provocar luxaciones articulares recurrentes.

En la piel, el síndrome de Marfan puede causar estrías; mientras que en el pulmón puede provocar la formación de ampollas, que son grandes espacios llenos de aire. Lo que es importante recordar es que estas ampollas son propensas a romperse y pueden provocar neumotórax, en el que el aire se acumula en el espacio pleural, lo que dificulta la expansión pulmonar.

En la boca, el síndrome de Marfan provoca un paladar de arco alto; mientras que en los ojos causa debilidad de los ligamentos suspensorios del cristalino, lo que puede provocar la dislocación del cristalino, normalmente en dirección ascendente y lateral.