Los glucocorticoides (o, con menos frecuencia, glucocorticosteroides ) son una clase de corticosteroides , que son una clase de hormonas esteroides . Los glucocorticoides son corticosteroides que se unen al receptor de glucocorticoides [1] que está presente en casi todas las células de animales vertebrados . El nombre "glucocorticoide" es un acrónimo ( gluco se + cort ex + esteroide ) y se compone de su función en la regulación del metabolismo de la glucosa , la síntesis en la corteza suprarrenal y su estructura esteroide (ver estructura a continuación).
Los glucocorticoides forman parte del mecanismo de retroalimentación del sistema inmunológico , que reduce ciertos aspectos de la función inmune, como la inflamación . Por tanto, se utilizan en medicina para tratar enfermedades causadas por un sistema inmunológico hiperactivo , como alergias , asma , enfermedades autoinmunes y sepsis . Los glucocorticoides tienen muchos efectos diversos , como la pleiotropía , incluidos efectos secundarios potencialmente dañinos . [2] También interfieren con algunos de los mecanismos anormales en las células cancerosas , por lo que se usan en dosis altas para tratar el cáncer. Esto incluye efectos inhibidores sobre la proliferación de linfocitos , como en el tratamiento de linfomas y leucemias , y la mitigación de los efectos secundarios de los medicamentos contra el cáncer .
Los glucocorticoides afectan a las células uniéndose al receptor de glucocorticoides . El complejo receptor de glucocorticoides activado-glucocorticoide regula positivamente la expresión de proteínas antiinflamatorias en el núcleo (un proceso conocido como transactivación ) y reprime la expresión de proteínas proinflamatorias en el citosol al prevenir la translocación de otros factores de transcripción desde el citosol. hacia el núcleo ( transrepresión ). [2]
Los glucocorticoides se distinguen de los mineralocorticoides y los esteroides sexuales por sus receptores , células diana y efectos específicos. En términos técnicos, " corticosteroide " se refiere tanto a los glucocorticoides como a los mineralocorticoides (ya que ambos son imitadores de las hormonas producidas por la corteza suprarrenal ), pero a menudo se utiliza como sinónimo de "glucocorticoide". Los glucocorticoides se producen principalmente en la zona fasciculada de la corteza suprarrenal , mientras que los mineralocorticoides se sintetizan en la zona glomerulosa .
El cortisol (o hidrocortisona) es el glucocorticoide humano más importante. Es esencial para la vida y regula o apoya una variedad de importantes funciones cardiovasculares , metabólicas , inmunológicas y homeostáticas . Se encuentran disponibles varios glucocorticoides sintéticos ; estos son ampliamente utilizados en la práctica médica general y en numerosas especialidades , ya sea como terapia de reemplazo en la deficiencia de glucocorticoides o para suprimir el sistema inmunológico del cuerpo.
Los efectos de los glucocorticoides se pueden clasificar en términos generales en dos categorías principales: inmunológicos y metabólicos . Además, los glucocorticoides desempeñan funciones importantes en el desarrollo fetal y la homeostasis de los líquidos corporales .
Los glucocorticoides funcionan mediante la interacción con el receptor de glucocorticoides (ver detalles a continuación):
También se ha demostrado que los glucocorticoides desempeñan un papel en el desarrollo y la homeostasis de los linfocitos T. Esto se ha demostrado en ratones transgénicos con sensibilidad aumentada o disminuida del linaje de células T a los glucocorticoides. [4]
El nombre "glucocorticoide" deriva de observaciones tempranas de que estas hormonas participaban en el metabolismo de la glucosa . En estado de ayuno, el cortisol estimula varios procesos que en conjunto sirven para aumentar y mantener las concentraciones normales de glucosa en la sangre.
Efectos metabólicos:
Los niveles excesivos de glucocorticoides resultantes de la administración como fármaco o del hiperadrenocorticismo tienen efectos en muchos sistemas. Algunos ejemplos incluyen la inhibición de la formación ósea, la supresión de la absorción de calcio (que pueden provocar osteoporosis ), retraso en la cicatrización de heridas, debilidad muscular y mayor riesgo de infección. Estas observaciones sugieren una multitud de funciones fisiológicas menos dramáticas para los glucocorticoides. [4]
Los glucocorticoides tienen múltiples efectos sobre el desarrollo fetal. Un ejemplo importante es su papel en la promoción de la maduración del pulmón y la producción del surfactante necesario para la función pulmonar extrauterina. Los ratones con alteraciones homocigotas en el gen de la hormona liberadora de corticotropina (ver más abajo) mueren al nacer debido a la inmadurez pulmonar. Además, los glucocorticoides son necesarios para el desarrollo normal del cerebro, al iniciar la maduración terminal, remodelar los axones y las dendritas y afectar la supervivencia celular [8] y también pueden desempeñar un papel en el desarrollo del hipocampo . Los glucocorticoides estimulan la maduración de Na + /K + /ATPasa, transportadores de nutrientes y enzimas digestivas, promoviendo el desarrollo de un sistema gastrointestinal funcional. Los glucocorticoides también apoyan el desarrollo del sistema renal del recién nacido al aumentar la filtración glomerular.
Los glucocorticoides actúan sobre el hipocampo , la amígdala y los lóbulos frontales . Junto con la adrenalina , estos potencian la formación de recuerdos flash de eventos asociados con emociones fuertes, tanto positivas como negativas. [9] Esto se ha confirmado en estudios, mediante los cuales el bloqueo de la actividad de los glucocorticoides o de la noradrenalina perjudicó el recuerdo de información emocionalmente relevante. Fuentes adicionales han demostrado que los sujetos cuyo aprendizaje por miedo estuvo acompañado de niveles altos de cortisol tuvieron una mejor consolidación de esta memoria (este efecto fue más importante en los hombres). [ se necesita mejor fuente ] El efecto que los glucocorticoides tienen en la memoria puede deberse a un daño específico en el área CA1 de la formación del hipocampo.
En múltiples estudios con animales, el estrés prolongado (que causa aumentos prolongados en los niveles de glucocorticoides) ha demostrado la destrucción de las neuronas en el área del hipocampo del cerebro, lo que se ha relacionado con un menor rendimiento de la memoria. [5] [10] [6]
También se ha demostrado que los glucocorticoides tienen un impacto significativo en la vigilancia ( trastorno por déficit de atención ) y la cognición (memoria). Esto parece seguir la curva de Yerkes-Dodson , ya que los estudios han demostrado que los niveles circulantes de glucocorticoides versus el rendimiento de la memoria siguen un patrón de U invertido, muy parecido a la curva de Yerkes-Dodson. Por ejemplo, la potenciación a largo plazo (LTP; el proceso de formación de recuerdos a largo plazo) es óptima cuando los niveles de glucocorticoides están levemente elevados, mientras que se observan disminuciones significativas de LTP después de la adrenalectomía (estado de bajo nivel de glucocorticoides) o después de la administración exógena de glucocorticoides (estado alto). -estado glucocorticoide). Los niveles elevados de glucocorticoides mejoran la memoria de eventos emocionalmente excitantes, pero en la mayoría de los casos conducen a una mala memoria de material no relacionado con la fuente de estrés/excitación emocional. [11] A diferencia de los efectos potenciadores dependientes de la dosis de los glucocorticoides sobre la consolidación de la memoria, se ha demostrado que estas hormonas del estrés inhiben la recuperación de información ya almacenada. [7] Se ha demostrado que la exposición prolongada a medicamentos glucocorticoides, como el asma y los medicamentos antiinflamatorios, crea déficits en la memoria y la atención durante y, en menor medida, después del tratamiento, [12] [13] una condición conocida como " demencia esteroide ". [14]
Los glucocorticoides podrían actuar tanto centralmente como periféricamente, para ayudar en la normalización del volumen de líquido extracelular mediante la regulación de la acción del cuerpo hacia el péptido natriurético auricular (ANP). Centralmente, los glucocorticoides podrían inhibir la ingesta de agua inducida por la deshidratación; [15] periféricamente, los glucocorticoides podrían inducir una diuresis potente. [dieciséis]
Los glucocorticoides se unen al receptor de glucocorticoides citosólico , un tipo de receptor nuclear que se activa mediante la unión de un ligando . Después de que una hormona se une al receptor correspondiente, el complejo recién formado se traslada al núcleo celular , donde se une a los elementos de respuesta a los glucocorticoides en la región promotora de los genes diana , lo que da como resultado la regulación de la expresión génica . Este proceso se conoce comúnmente como activación transcripcional o transactivación . [17] [18]
Las proteínas codificadas por estos genes regulados positivamente tienen una amplia gama de efectos, que incluyen, por ejemplo: [18]
El mecanismo opuesto se llama represión transcripcional o transrepresión . La comprensión clásica de este mecanismo es que el receptor de glucocorticoides activado se une al ADN en el mismo sitio donde se uniría otro factor de transcripción , lo que impide la transcripción de genes que se transcriben mediante la actividad de ese factor. [17] [18] Si bien esto ocurre, los resultados no son consistentes para todos los tipos de células y condiciones; No existe un mecanismo general generalmente aceptado para la transrepresión. [18]
Se están descubriendo nuevos mecanismos en los que se reprime la transcripción, pero el receptor de glucocorticoides activado no interactúa con el ADN, sino directamente con otro factor de transcripción, interfiriendo así con él, o con otras proteínas que interfieren con la función de otros factores de transcripción. Este último mecanismo parece ser la forma más probable en que el receptor de glucocorticoides activado interfiere con NF-κB , concretamente mediante el reclutamiento de histona desacetilasa , que desacetila el ADN en la región promotora, lo que conduce al cierre de la estructura de la cromatina donde NF-κB necesita unirse. [17] [18]
El receptor de glucocorticoides activado tiene efectos que, según se ha demostrado experimentalmente, son independientes de cualquier efecto sobre la transcripción y sólo pueden deberse a la unión directa del receptor de glucocorticoides activado con otras proteínas o con ARNm. [17] [18]
Por ejemplo, la quinasa Src , que se une al receptor de glucocorticoides inactivo, se libera cuando un glucocorticoide se une al receptor de glucocorticoides y fosforila una proteína que a su vez desplaza una proteína adaptadora de un receptor importante en la inflamación, el factor de crecimiento epidérmico , reduciendo su actividad, lo que a su vez A su vez, da como resultado una creación reducida de ácido araquidónico , una molécula proinflamatoria clave. Este es un mecanismo por el cual los glucocorticoides tienen un efecto antiinflamatorio. [17]
Se ha creado una variedad de glucocorticoides sintéticos, algunos mucho más potentes que el cortisol, para uso terapéutico. Se diferencian tanto en la farmacocinética (factor de absorción, vida media, volumen de distribución, aclaramiento) como en la farmacodinamia (por ejemplo, la capacidad de actividad mineralocorticoide : retención de sodio (Na+) y agua ; fisiología renal ). Debido a que penetran fácilmente en los intestinos , se administran principalmente por vía oral ( por la boca ), pero también por otros métodos, como por vía tópica en la piel . Más del 90% de ellos se unen a diferentes proteínas plasmáticas , aunque con una especificidad de unión diferente. Los glucocorticoides endógenos y algunos corticoides sintéticos tienen alta afinidad por la proteína transcortina (también llamada globulina transportadora de corticosteroides), mientras que todos se unen a la albúmina . En el hígado, se metabolizan rápidamente por conjugación con un sulfato o ácido glucurónico y se secretan en la orina .
La potencia de los glucocorticoides, la duración del efecto y la potencia de los mineralocorticoides superpuestas varían. El cortisol es el estándar de comparación para la potencia de los glucocorticoides. Hidrocortisona es el nombre utilizado para las preparaciones farmacéuticas de cortisol.
Los datos siguientes se refieren a la administración oral. La potencia oral puede ser menor que la potencia parenteral porque es posible que cantidades significativas (hasta el 50% en algunos casos) no lleguen a la circulación. El acetato de fludrocortisona y el acetato de desoxicorticosterona son, por definición, mineralocorticoides en lugar de glucocorticoides, pero tienen una potencia glucocorticoide menor y se incluyen en esta tabla para brindar una perspectiva sobre la potencia de los mineralocorticoides.
Los glucocorticoides se pueden utilizar en dosis bajas en la insuficiencia suprarrenal . En dosis mucho más altas, los glucocorticoides orales o inhalados se utilizan para suprimir diversos trastornos alérgicos , inflamatorios y autoinmunes. Los glucocorticoides inhalados son el tratamiento de segunda línea para el asma . También se administran como inmunosupresores postrasplantarios para prevenir el rechazo agudo del trasplante y la enfermedad de injerto contra huésped . Sin embargo, no previenen una infección y también inhiben procesos reparativos posteriores . La evidencia emergente recientemente demostró que los glucocorticoides podrían usarse en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca para aumentar la capacidad de respuesta renal a los diuréticos y péptidos natriuréticos. Los glucocorticoides se utilizan históricamente para aliviar el dolor en condiciones inflamatorias . [23] [24] [25] Sin embargo, los corticosteroides muestran una eficacia limitada en el alivio del dolor y posibles eventos adversos por su uso en tendinopatías . [26]
Cualquier glucocorticoide se puede administrar en una dosis que proporcione aproximadamente los mismos efectos glucocorticoides que la producción normal de cortisol ; esto se conoce como dosificación fisiológica, de reemplazo o de mantenimiento. Esto equivale aproximadamente a 6 a 12 mg/m 2 /día de hidrocortisona (m 2 se refiere al área de superficie corporal (BSA) y es una medida del tamaño corporal; la BSA de un hombre promedio es 1,9 m 2 ).
Los glucocorticoides causan inmunosupresión , y el componente terapéutico de este efecto es principalmente la disminución en la función y el número de linfocitos , incluyendo tanto las células B como las células T.
El mecanismo principal de esta inmunosupresión es mediante la inhibición del factor nuclear potenciador de la cadena ligera kappa de las células B activadas ( NF-κB ). NF-κB es un factor de transcripción crítico involucrado en la síntesis de muchos mediadores (es decir, citoquinas) y proteínas (es decir, proteínas de adhesión) que promueven la respuesta inmune. Por lo tanto, la inhibición de este factor de transcripción debilita la capacidad del sistema inmunológico para generar una respuesta. [2]
Los glucocorticoides suprimen la inmunidad mediada por células al inhibir genes que codifican las citocinas IL-1 , IL-2 , IL-3 , IL-4 , IL-5 , IL-6 , IL-8 e IFN-γ, las más importantes de que es IL-2. Una menor producción de citocinas reduce la proliferación de células T. [27]
Sin embargo, los glucocorticoides no sólo reducen la proliferación de células T, sino que también provocan otro efecto bien conocido: la apoptosis inducida por glucocorticoides. El efecto es más prominente en las células T inmaduras que aún se encuentran dentro del timo, pero las células T periféricas también se ven afectadas. El mecanismo exacto que regula esta sensibilidad a los glucocorticoides reside en el gen Bcl-2 . [28]
Los glucocorticoides también suprimen la inmunidad humoral , provocando así una inmunodeficiencia humoral . Los glucocorticoides hacen que las células B expresen cantidades más pequeñas de IL-2 y de receptores de IL-2 . Esto disminuye tanto la expansión de clones de células B como la síntesis de anticuerpos . Las cantidades disminuidas de IL-2 también hacen que se activen menos células de linfocitos T.
El efecto de los glucocorticoides sobre la expresión del receptor Fc en las células inmunitarias es complicado. "La dexametasona disminuye la expresión de Fc gamma RI estimulada por IFN-gamma en los neutrófilos y, a la inversa, provoca un aumento en los monocitos ". [29] Los glucocorticoides también pueden disminuir la expresión de los receptores Fc en los macrófagos, [30] pero se ha cuestionado la evidencia que respalda esta regulación en estudios anteriores. [31] El efecto de la expresión del receptor Fc en macrófagos es importante ya que es necesario para la fagocitosis de las células opsonizadas . Esto se debe a que los receptores Fc se unen a los anticuerpos adheridos a las células destinadas a ser destruidas por los macrófagos.
Los glucocorticoides son potentes antiinflamatorios, independientemente de la causa de la inflamación; su principal mecanismo antiinflamatorio es la síntesis de lipocortina-1 (anexina-1). La lipocortina-1 suprime la fosfolipasa A2 , bloqueando así la producción de eicosanoides , e inhibe diversos eventos inflamatorios de los leucocitos ( adhesión epitelial , emigración , quimiotaxis , fagocitosis , estallido respiratorio , etc.). En otras palabras, los glucocorticoides no sólo suprimen la respuesta inmune, sino que también inhiben los dos productos principales de la inflamación, las prostaglandinas y los leucotrienos . Inhiben la síntesis de prostaglandinas a nivel de fosfolipasa A2 así como a nivel de ciclooxigenasa /PGE isomerasa (COX-1 y COX-2), [32] siendo este último efecto muy similar al de los AINE , potenciando así la acción antiinflamatoria. efecto.
Además, los glucocorticoides también suprimen la expresión de la ciclooxigenasa . [33]
Los glucocorticoides comercializados como antiinflamatorios suelen ser formulaciones tópicas, como aerosoles nasales para la rinitis o inhaladores para el asma . Estas preparaciones tienen la ventaja de afectar solo el área objetivo, reduciendo así los efectos secundarios o posibles interacciones. En este caso, los principales compuestos utilizados son beclometasona , budesonida , fluticasona , mometasona y ciclesonida . En la rinitis, se utilizan aerosoles. Para el asma, los glucocorticoides se administran como inhaladores con un inhalador de dosis medida o de polvo seco . [34] En casos raros, los síntomas de tiroiditis inducida por radiación se han tratado con glucocorticoides orales. [35]
Los glucocorticoides se pueden utilizar en el tratamiento del hiperaldosteronismo familiar tipo 1 . Sin embargo, no son eficaces para su uso en la enfermedad de tipo 2.
Los glucocorticoides podrían usarse en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca descompensada para potenciar la respuesta renal a los diuréticos, especialmente en pacientes con insuficiencia cardíaca con resistencia diurética refractaria a grandes dosis de diuréticos de asa. [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42]
La resistencia a los usos terapéuticos de los glucocorticoides puede presentar dificultades; por ejemplo, el 25% de los casos de asma grave pueden no responder a los esteroides. Esto puede ser el resultado de una predisposición genética, una exposición continua a la causa de la inflamación (como los alérgenos ), fenómenos inmunológicos que evitan los glucocorticoides, alteraciones farmacocinéticas (absorción incompleta o excreción o metabolismo acelerados) e infecciones respiratorias virales y/o bacterianas. [27] [43]
Los glucocorticoides que se utilizan actualmente actúan de forma no selectiva, por lo que a largo plazo pueden alterar muchos procesos anabólicos saludables. Para evitar esto, muchas investigaciones se han centrado recientemente en la elaboración de fármacos glucocorticoides de acción selectiva. Los efectos secundarios incluyen:
En dosis altas, la hidrocortisona (cortisol) y los glucocorticoides con potencia mineralocorticoide apreciable también pueden ejercer un efecto mineralocorticoide, aunque en dosis fisiológicas esto se evita mediante la rápida degradación del cortisol por la isoenzima 2 11β-hidroxiesteroide deshidrogenasa ( 11β-HSD2 ) en el objetivo de los mineralocorticoides. tejidos. Los efectos de los mineralocorticoides pueden incluir retención de sal y agua, expansión del volumen de líquido extracelular , hipertensión , depleción de potasio y alcalosis metabólica .
Los glucocorticoides causan inmunosupresión , disminuyendo la función y/o la cantidad de neutrófilos , linfocitos (incluidas tanto las células B como las células T ), monocitos , macrófagos y la función de barrera anatómica de la piel. [48] Esta supresión, si es lo suficientemente grande, puede causar manifestaciones de inmunodeficiencia , incluida la deficiencia de células T , inmunodeficiencia humoral y neutropenia .
Además de los efectos enumerados anteriormente, el uso de dosis altas de glucocorticoides durante sólo unos pocos días comienza a producir la supresión de las glándulas suprarrenales del paciente, suprimiendo la hormona liberadora de corticotropina (CRH) hipotalámica , lo que conduce a una supresión de la producción de hormona adrenocorticotrópica (ACTH) por parte de la región anterior. pituitaria. [19] Con la supresión prolongada, las glándulas suprarrenales se atrofian (se encogen físicamente) y pueden tardar meses en recuperar su función completa después de la interrupción del glucocorticoide exógeno.
Durante este tiempo de recuperación, el paciente es vulnerable a la insuficiencia suprarrenal en momentos de estrés, como una enfermedad. Si bien la dosis supresora y el tiempo para la recuperación suprarrenal varían ampliamente, se han elaborado pautas clínicas para estimar la posible supresión y recuperación suprarrenal, para reducir el riesgo para el paciente. El siguiente es un ejemplo:
Los glucocorticoides también pueden disminuir el número de receptores Fc en los macrófagos, pero esta función inmunosupresora es controvertida debido a la falta de sensibilidad en las técnicas de receptores Fc y la alta concentración de glucocorticoides utilizadas en experimentos anteriores.