Departamento de FisiologaAsignatura: Farmacologa de SistemasPrctica 3. DiurticosEquipo 4Ayala Velasco JessSnchez Mondragn Jessica Marlene Reyes Zaragoza Tania Zetzangari Profesores de la asignatura:Valentn Correa LpezGarca Iglesias Brenda BeatrizChuc Meza ElizerFecha de entrega: 27 de Septiembre de 2013.Instituto Politcnico NacionalEscuela Nacional de Ciencias Biolgicas si

Introduccin

Esquema 1. Estructura de la nefrona.La nefrona es la unidad funcional del rin. El rin humano contiene aproximadamente 1.2 millones de nefronas, cada una de ellas compuesta por el glomrulo y los segmentos tubulares asociados (Esquema 1.) existen dos poblaciones principales de nefronas en el rion: las nefronas que poseen asas de Henle cortas y las que tienen asa de Henle largas. Las nefronas que se originan en los glomrulos superficiales y la corteza media poseen asa de Henle cortas; las nefronas yuxtamedulares poseen asas de Henle largas que ingresan a la profundidad de la mdula interna del rion. Los tbulos de los riones estn segmentados, caracterstica que es importante para la reabsorcin de agua, sales y otros solutos filtrados en el glomrulo. Los riones regulan la excrecin de sodio y agua en forma independiente a travs de la reabsorcin tubular (Kelley,1992).

Esquema 2. Sitios de accin de los diferentes diurticos utilizados.Algunos de los frmacos que actan sobre la nefrona son los diurticos, estos frmacos tienen la funcin de aumentar el volumen urinario por distintos mecanismos segn el tipo de diurtico del que se est hablando; los principales mecanismos para lograr esto son: inhibir el transporte de iones, disminuyen la reabsorcin de sodio Na+ y Cl- en diferentes sitios de la nefrona, aumentan las concentraciones inicas en la orina, aumentan el volumen urinario y modifican el pH y composicin inica de orina y sangre. Los diurticos se pueden clasificar segn su actividad farmacolgica y el sitio en el que actan; por lo tanto existen diurticos inhibidores de la anhidrasa carbnica, antagonistas de adenosina, antagonistas de la ADH, con accin en el asa de Henle, ahorradores de potasio, tipo tiazidas y osmticos, cada uno con mecanismos de accin diferentes (Katzung, 2009).Para poner de manifiesto el efecto de cada uno de los tipos de diurticos se utilizaron en la prctica frmacos representativos de estos como: la hidroclorotiazida la cual inhibe el cotransportador Na+/Cl+ d presente en el tbulo contorneado distal provocando una disminucin en la reabsorcin de sodio y por lo tanto un aumento en la excrecin de sodio, cloro y potasio, se usa para tratar la presin arterial alta y la retencin de lquidos ocasionada por diversas afecciones; la furosemida la cual tiene accin sobre el segmento del asa de Henle esta inhibe el transportador Na+/K+/Cl- por lo tanto reduce la reabsorcin de estos iones, sus usos clnicos son en el edema pulmonar, hipercalcemia aguda, hiperpotasemia y sndrome nefrtico; el triamtereno que es un diurtico ahorrador de potasio ya que bloquea los canales de sodio a nivel de tbulo distal provocando una mayor excrecin de sodio y una reduccin en la eliminacin de potasio permitiendo el ahorro de este en el intersticio, sus usos son principalmente para casos de hipertensin arterial, insuficiencia cardaca y edemas; y finalmente la acetazolamida que es un diurtico inhibidor de la anhidrasa carbnica, acta en el tbulo contorneado proximal en este caso se afecta el antiporte Na+/H+ presente en este segmento de la nefrona provocando una disminucin en la reabsorcin de sodio y bicarbonato, sus usos clnicos son en el glaucoma e hipertensin endocranenana (Katzung, 2009).

Hiptesis Si la eficacia de los diurticos depende del sitio de la nefrona en donde lleven a cabo su accin entonces: Al administrar a la rata triamtereno por va oral que es un diurtico ahorrador de potasio el cual acta en el tbulo colector impidiendo la reabsorcin de Na+ al inhibir los canales de Na+, se espera una eficacia diurtica baja, adems de orina con valor de pH alcalino.

Al administrar a la rata hidroclorotiazida por va oral que es un diurtico que acta en el tbulo distal unindose al sitio del Cl- del sistema cotransportador Na+/Cl- que se encuentra en esta porcin, inhibiendo su accin , se espera una eficacia diurtica intermedia, con valor de pH neutro en orina.

Al administrar a la rata acetazolamida por va oral que es un inhibidor de la anhidrasa carbnica inhibiendo la reabsorcin HCO3 y la de Na por el antiporte Na+/H+ la eficacia diurtica esperada es limitada, teniendo valor de pH alcalino en orina.

Al administrar a la rata furosemida por va oral que es un diurtico de asa el cual acta en la porcin gruesa de la rama ascendente, donde inhibe el transporte de Na+ /K+ /2 Cl- de la membrana luminal al combinarse con el lugar de unin del Cl- , se espera que sea el diurtico ms eficaz dando valor de pH acido en orina.

Objetivos Conocer el efecto de los diurticos Comparar el efecto de las distintas clases de diurticos a probar Inferir los probables usos teraputicos y/o efectos colaterales

ResultadosDurante el desarrollo de esta prctica, a cada equipo de trabajo se le proporciono seis ratas seleccionadas aleatoriamente, tienen finalmente seis lotes de trabajo, a cada lote se le administro diferentes sustancias (solucin salina isotnica, triamtereno, hidroclorotiazida, acetazolamida y furosemida en dos diferentes concentraciones) seguido de la administracin de 25 mL/Kg de peso corporal de la rata, de solucin salina isotnica, todas estas administraciones fueron efectuadas por va oral. Posterior a esto, las ratas se pusieron en cajas metablicas (dos ratas por caja), para poder recolectar la orina excretada, en lapsos de tiempo de 60 minutos durante 4 horas. En la figura 1 se observa el curso temporal de la excrecin de orina de todos los grupos de estudio.

Figura 1. Curso temporal de la excrecin de orina de la rata (n=3), posterior a la administracin de diversas soluciones por va oral. SSI (solucin salina isotnica), TMT (triamtereno), HCT (hidroclorotiazida), AZM (acetazolamida), FRM1 (furosemida 10 mg/mL), FRM2 (furosemida 17 mg/mL). Los datos fueron tratados mediante el anlisis de varianza bifactorial de medidas repetidas como prueba a priori, seguida del estudio Student-Newman-Keuls como pruebas a posteriori.

En la figura 1 y con ayuda del anlisis estadstico, podemos observar las diferencias existentes durante el tiempo de medicin para cada tratamiento aplicado, en el caso de triamtereno, solo se observan diferencias significativas entre la hora uno y el resto de los tiempos, pero a partir de la hora dos no hay diferencias significativas entre tiempos. Para el caso de la hidroclorotiazida se encontr que solo existe diferencia significativa entre la hora 3 y 4. Para acetazolamida se encuentra diferencia significativa entre todos los tiempos excepto para la comparacin entre el tiempo 3 y 4. En el caso de la furosemida a la concentracin de 10mg/mL (FRM 1), solo se encuentra diferencia significativa para la hora con respecto al resto de las horas de medicin y la furosemida a la concentracin de 17mg/mL (FRM 2) presenta diferencias significativas para todos los tiempos, excepto en la comparacin entre el tiempo 3 y 4. El estadstico tambin nos permite analizar las diferencias existentes entre tratamientos para cada hora en particular, en este caso, nos enfocamos en las diferencias entre los frmacos administrados y la sustancia control (solucin salina isotnica). Para el tiempo uno el nico frmaco que presenta diferencias significativas es la AZM, en el tiempo dos se repite la misma situacin expuesta anteriormente. En el tiempo 3, la AZM y la HCT, son los nicos frmacos que presenta diferencias significativas respecto al basal, repitindose esta situacin para el tiempo 4.

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Figura 2. Efecto de diferentes frmacos diurticos, sobre el volumen excretado de orina, en un periodo de 4 horas con una n=3 para cada frmaco. Los datos fueron tratados mediante el anlisis de varianza unifactorial de medidas repetidas como prueba a priori, seguida del estudio Student-Newman-Keuls como pruebas a posteriori.

Con la finalidad de evidenciar un poco ms el efecto diurtico de los frmacos administrados en la figura 2 se presenta una grfica del volumen acumulado de excrecin de orina. El anlisis estadstico nos indica la existencia de diferencias significativas respecto al control, nicamente para la acetazolamida.Durante el desarrollo experimental tambin se midieron valores de pH de la orina excretada cada 60 minutos, durante las cuatro horas de medicin. Estos valores se presentan en la siguiente grfica (figura 3).

Figura 3. Curso temporal del pH de la orina excretada por la rata (n=3), posterior a la administracin de diversos frmacos y solucin salina isotnica.

En la figura 3, podemos observar que la administracin de hidroclorotiazida, de furosemida 2 y de solucin salina isotnica no modifican el valor de pH a lo largo del tiempo de medicin, considerando que el pH fisiolgico de la orina de rata oscila entre 6.7 y 7. Para la furosemida 1 (concentracin de 10 mg/mL), podemos observar cmo pasa de un valor de pH neutro a valores de pH cido, mientras que la acetazolamida y el triamtereno alacalinizan la orina de la rata.DiscusinEn primer lugar es conveniente analizar cada uno de los frmacos y sus efectos observados de maneta individual para posteriormente realizar la comparacin entre tratamientos. El primer frmaco a analizar ser el triamtereno el cual segn Ives (2009) es un diurtico ahorrador de potasio al inhibir la penetracin de sodio, a travs de los conductos de dicho ion en la membrana luminal de la porcin distal y tbulo colector de la nefrona. En estado normal la mayor permeabilidad de la membrana luminal para el Na+ despolariza la membrana luminal pero no la basolateral, lo cual crea una diferencia de potencial transepitelial negativa en la luz. Este voltaje transepitelial proporciona una importante fuerza impulsora en la secrecin de K+ haba la luz por medio de canales de K+ en la membrana luminal (Goodman y Gilman, 1996). Esta fuerza impulsora generada tambin tendr efecto sobre la secrecin de protones hacia a luz tubular. Al usar un frmaco como el triamtereno, que generara el bloqueo de los canales de sodio en el tbulo colector, producir que el potencial transepitelial se haga menos negativo, esta atenuacin del potencial disminuir las tasas de eliminacin de potasio y protones, por lo cual uno de los efectos observados es la alcalinizacin de la orina, como consecuencia de un descenso el concentracin de protones en la luz tubular, el efecto diurtico neto es bastante limitado debido a que en esta porcin de la nefrona, la capacidad de reabsorcin de solutos es limitada, por lo que el bloqueo de esta reabsorcin no es tan significativa (ibdem).Otro de los frmacos administrados fue la hidroclorotiazida, la cual es considerada por Goodman y Gilman (1996) como un inhibidor del simporte de Na+ - Cl- en los tbulos contorneados distales de la nefrona, como vemos en los grficos el efecto diurtico de la hidroclorotiazida no es tan evidente respecto al control, y esto se puede explicar por el hecho de que la tiazidas bloqueando la resorcin de sodio en el distal, sacando junto con el sodio agua, pero esta excrecin se ve limitada por el hecho de que la resorcin de solutos en el tbulo distal es mnima ya que el 90% de la carga filtrada se reabsorbe antes de llegar al distal (ibdem). Con respeto al pH de la orina se observa que este se mantiene en valores neutros, cuando lo esperado es que la orina se acidifique por el mismo inverso a la alcalinizacin observada con el triamtereno, es decir, al aumentar la liberacin de sodio hacia la parte final del tbulo contorneado distal (TCD) y el tbulo colector, se d un incremento en la secrecin de protones lo que producira orina cida, pero como mencionan Goodman y Gilman (2009), algunos diurticos tiazida tambin son inhibidores dbiles de la anhidrasa carbnica , efecto que incrementa la excrecin de HCO3- y fosfatos, teniendo un efecto neto de neutralidad en la orina. La acetazolamida fue otro de los frmacos administrados, la cual es un frmaco inhibidor de la anhidrasa carbnica (tanto de la unida a membrana, como de la citoplsmica), esta inhibicin trae consigo un efecto de diuresis rpida al ver disminuida la resorcin de sodio por una baja en la produccin de protones en el citoplasma como resultado de la inhibicin de la produccin de H2CO3 a partir de CO2 y agua que finalmente se disocia en protones y bicarbonatos, al no existir esta concentracin suficiente de protones, el antiportador sodio protones, se ve disminuido y por ende la excrecin de sodio acompaada de agua es mayor, esta inhibicin de la anhidrasa carbnica bloquea la resorcin de bicarbonatos, generando un aumento en el pH de la orina y una posible acidosis metablica(Rang y Dale, 2008). Como se observa en la figura 1, la acetazolamida, presenta un efecto rpido en la primera hora, alcanzando posteriormente un mximo de efecto, el cual se mantiene durante las siguientes horas, sin aumentar su intensidad, esto probablemente debido a que este tipo de inhibidores advierten un incremente de pH a los 30 minutos posteriores a la administracin, fenmeno que alcanza un mximo terico a las 2 horas, el cual puede persistir hasta por 12 horas (Ives, 2009). Por ltimo tenemos la administracin de furosemida en dos diferentes concentraciones. La furosemida tiene su efecto diurtico en el asa de Henle, gracias a que inhiben NKCC2 el transportador luminal de Na+/K+/2Cl- en la rama ascendente gruesa del asa de Henle, disminuyendo la resorcin de cloruro de sodio y tambin el potencial luz-positivo que proviene del reciclado de potasio, esto trae como resultado el aumento en la secrecin de magnesio y calcio como consecuencia de la prdida de la fuerza impulsora de la resorcin de estos, esta secrecin excesiva de cationes divalente, junto con la secrecin de sodio por el bloqueo del simportador NKCC2, tiene como consecuencia un efecto diurtico bastante fuerte debido a que todos estos iones que son eliminados van solvatados, aunado a esto, la perdida de iones genera una prdida de gradiente, necesario para la resorcin de agua (ibdem). Goodman y Gilman (1996) atribuyen a algunas prostaglandinas, en especial a la PGE2 una disminucin en la resorcin de sodio en la rama ascendente gruesa del asa de Henle, debido a que este tipo de frmacos estimulan la sntesis de prostaglandinas, se tiene un efecto conocido como lavado medular, con el cual se pierde el gradiente necesario para que se de la resorcin de solutos y de agua.Para el caso del pH se puede observar que la furosemida a una concentracin de 10mg/mL genera una acidificacin en la orina, lo cual es fcilmente explicable debido al hecho de que este tipo de diurticos aumenta la cantidad de sodio de que llegas a la parte final del tbulo contorneado distal y del tbulo colector, con lo cual, como se menciona en prrafos anteriores, se favorece la secrecin de potasio y protones, generando una orina cida, pero por otro lado vemos que la furosemida a una concentracin de 17mg/mL produce una orina neutra, esto debido a que la furosemida dependiendo de la concentracin administrada puede en un momento dado, tener cierta capacidad para bloquear a la anhidrasa carbnica, lo cual generar una secrecin de bicarbonatos que podrn neutralizar los protones secretados simultneamente, tienen como resultado una orina de carcter neutro.Si bien en la bibliografa se reporta que la furosemida es el diurtico de mayor potencia seguido de los diurticos tiazida y de los inhibidores de la anhidrasa carbnica, y por ltimo se encuentran los ahorradores de potasio (Rang y Dale, 2008) todo esto fundamentado en los diferentes sitios de accin y los mecanismo involucrados expuestos anteriormente, en nuestros resultados experimentales se encuentra al realizar el anlisis estadstico que el nico frmaco que presenta un efecto diurtico respecto al control, es la acetazolamida, cuando esperbamos que el nico que no presentara efecto diurtico fuese el triamtereno y que la furosemida fuera el frmaco con mayor potencia.Una de las razones ms factibles que pudieran explicar este fenmeno involucra la velocidad y capacidad de absorcin de los frmacos, ya que como menciona Ives (2009), la acetazolamida tiene una absorcin prcticamente del 100% la cual ocurre en los primeros 30 minutos, como se puede observar en la grafica de la figura 1, mientras que la furosemida tiene una absorcin que va desde el 11 al 90% (Goodman y Gilman, 1996) aunado al hecho de que esta absorcin es lenta (2 a 3 h) segn Ives (2009), todo estos fenmenos que se pudieron haber dado durante el desarrollo experimental pueden en cierto modo justificar los resultados, desde el hecho de que la absorcin hubiese sido la mnima, o el tiempo de observacin no fue el suficiente. Por otro lado tenemos que tomar en consideracin que los frmacos administrados se encontraban en suspensin, lo cual si la carga de jeringa no se haca con una agitacin previa, no se garantiza que se toma la cantidad correcta del frmaco, sumado al hecho de que la furosemida al igual que los otros frmacos, pueden sufrir hidrlisis, con lo cual se desnaturaliza la molcula y la interaccin del frmaco con su sitio de accin no es la correcta, adems que disminuye la cantidad de frmaco disponible, modificando directamente la concentracin de este. Conclusiones La acetazolamida es el nico frmaco, de los frmacos administrados, que presenta un efecto diurtico significativo en la rata, respecto al grupo control. El triamtereno y la acetazolamida son frmacos que aumentan el pH urinario en la rata. La administracin de hidroclorotiazida no modifica el pH urinario en la rata. La administracin de furosemida a un concentracin de 10mg/mL disminuyen el pH de la orina en la rata. La administracin de furosemida a un concentracin de 17mg/mL mantienen neutro el pH de la orina en la rata. La concentracin administrada de los frmacos, con excepcin de la acetazolamida no es suficiente para observar un efecto diurtico significativo. Se observa efecto farmacolgico de los distintos frmacos al modificar el pH urinario El volumen acumulado de orina, excretado en un lapso de tiempo de cuatro horas, bajo la administracin de los distintos frmacos, fue de la siguiente manera: acetazolamida, hidroclorotiazida, furosemida (10mg/mL), furosemida (17mg/mL), triamtereno, en orden decreciente.

Bibliografa Kelley William (1992). Medicina interna, 2 ed. Editorial Medica Panamericana (Buenos Aires) pp 737 Ives H.E. (2009) Diurticos. En: Katzung B.G., Masters S.B., Trevor A. J. (eds) Farmacologa Bsica y Clnica, 11 ed. Editorial McGraw Hill (Espaa) pp 251-268 Rang H.P., Dale M.M. (2008) Farmacologa 6 ed. Editorial Elsevier (Espaa) pp 375-383 Goodman y Gilman (1996). Las bases farmacolgicas de la teraputica, 9 ed. Editorial McGraw-Hill Interamericana (Mxico) pp 735-763