La fibrosis quística es una enfermedad genética multisistémica causada por mutaciones en el gen CFTR que codifica la proteína reguladora de la conductancia transmembrana. Esta proteína regula el transporte de iones a través de las membranas celulares, y su ausencia o mal funcionamiento da lugar a secreciones anormales en los pulmones, páncreas y otras glándulas. Más de 1200 mutaciones genéticas han sido identificadas, lo que explica la gran variabilidad clínica de la enfermedad.

1. Fibrosis quística 1
FIBROSIS QUISTICA
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Como afecta la fibrosis quística al tejido celular
Lucelly Torres Villafaña
Código: 2011261045
Universidad del Magdalena, Facultad de Estudios Generales, Programa de Biología
Santa Marta, Magdalena, Colombia
Noviembre, 2011
RESUMEN
La Fibrosis Quística (FQ) es una enfermedad multisistémica, que afecta a las glándulas
exocrinas, y da lugar a una amplia variedad de manifestaciones clínicas y de
complicaciones. Es una enfermedad autosómica recesiva causada por mutaciones en el gen
localizado en el brazo largo del cromosoma 7 (7q31) que codifica la proteína reguladora de
la conductancia transmembrana (CFTR). Consta de 1480 aminoácidos que se localiza en la
membrana apical de las células epiteliales secretoras. Se ha visto que esta ausencia de la
proteína influye en la acción de otros genes moduladores que a su vez, pueden modificar el
fenotipo, ayudándonos a explicar la diferencia de gravedad entre los enfermos. Se ha
descrito otras funciones del CFTR como regulador, de forma indirecta, de otros canales de
cloro mediados por la liberación de ATP o la acidificación de algunos organelas o reciclaje
de las membranas.
Por otro lado se ha descrito más de 1200 mutaciones genéticas, que explicaría su gran
variabilidad clínica donde dan lugar a una afectación multiorgánica. La enfermedad
pulmonar es la principal causa de morbilidad y mortalidad.
Palabras Claves: Fibrosis Quística, fisiopatología, aminoácidos, ATP, mutación genética, inflamación,
membranas, proteínas, cromosomas.
Abstract
Cystic Fibrosis (CF) is a multisystem disease that affects the exocrine glands, and gives rise
to a wide variety of clinical manifestations and complications. Is an autosomal recessive
disorder caused by mutations in the gene on the long arm of chromosome 7 (7q31)
encoding the protein transmembrane conductance regulator (CFTR). It consists of 1480
amino acids that are located in the apical membrane of secretory epithelial cells. We have
seen that this absence of the protein influences the modulatory action of other genes which
in turn may modify the phenotype, helping to explain the difference in severity between
patients. Described other CFTR functions as a regulator, indirectly, other chloride channels
mediated by the release of ATP and acidification of some organelles or membrane

2. Fibrosis quística 2
recycling.
On the other hand has been described more than 1200 genetic mutations, which may
explain their great clinical variability which lead to a multiorgan involvement. Lung disease
is the leading cause of morbidity and mortality.
Key words: Cystic Fibrosis, pathophysiology, amino acids, ATP, genetic mutation, inflammation,
membranes, proteins, chromosomes
Un avance crucial en el entendimiento de
INTRODUCCION FQ fue sin lugar a dudas la clonación del
gen en 1989. Este gen de 230 kb, se
La fibrosis quística (FQ) es una encuentra localizado en el brazo largo del
enfermedad sistémica, caracterizada cromosoma 7 de una proteína anormal, la
principalmente por la presencia de cual es rápidamente degradada.
secreciones viscosas en las vías aéreas y La mutación Clase II resulta de una falla
tracto digestivo y una eliminación en el proceso de síntesis de la proteína o
excesiva de cloro y sodio por el sudor. del transporte de la misma a través de la
Esta enfermedad presenta una clara membrana celular; esta clase incluye a la
variación racial en su incidencia. Ocurre mutación ÆF508. La mutación Clase III
en 1:2000 nacidos vivos caucásicos, 1: (G551D) resulta de una proteína
30,000 nacidos vivos negros y 1: 90,000 correctamente localizada pero defectuosa
nacidos vivos orientales. La incidencia en en la actividad del canal. En la mutación
la poblacion latina no está bien Clase IV (R117H), la proteína está
determinada pero se estima en correctamente localizada y regulada pero
aproximadamente 1: 4500 nacidos vivos. tiene un defecto en la conductancia del
cloro. La mutación Clase V (A455E)
La FQ, es una enfermedad congénita, de resulta en una reducida síntesis de CFTR.
transmisión autosómica recesiva. En Finalmente, en la mutación Clase VI
1989 se describe por primera vez el gen existe un defecto en la regulación de otros
responsable, localizándolo en el brazo canales (principalmente Na, Cl). Las
largo del cromosoma 7(5). Desde mutaciones clases I-III son las más
entonces se han descubierto más de 230 comunes y están asociadas usualmente
diferentes mutaciones de este gen lo que con insuficiencia pancreática. Esta
probablemente explica la gran característica está en relación con el
variabilidad clínica de esta enfermedad. efecto de la mutación en la producción de
La mutación más frecuente, denominada la proteína CFTR; valores <3% se asocian
F508, produce la eliminación de una a fenotipos más graves
fenilalanina en la posición 508 de la
cadena de aminoácidos y está presente en ASPECTOS MOLECULARES Y
un 70% de casos. Aparentemente, los FISIOPATOLOGIA
pacientes portadores de esta mutación
tienen un compromiso pulmonar más En 1986 se demostró que las células de
severo y desarrollan insuficiencia las glándulas sudoríparas y del epitelio
pancreática. respiratorio de los pacientes con FQ eran
relativamente impermeables al cloro y
ASPECTOS GENETICOS tenían una absorción de sodio aumentada.
Estas dos anormalidades conducen a las
concentraciones altas de cloro y sodio en

3. Fibrosis quística 3
sudor características de esta enfermedad. Estructura de la proteína CFTR
Por otro lado, se logró identificar la
proteína producida por el gen anormal La proteína CFTR está formada por 1480
denominándolaReguladorTransmembrana aminoácidos.
de Fibrosis Quística o CFTR por sus
siglas en ingles. La estructura de esta Esta proteína está formada por dos
proteína es similar a la de las que motivos repetidos compuestos cada uno
participan en el futuro transporte epitelial por un dominio hidrofílico que atraviesa
activo. En la tabla 1 mencionamos la membrana (MSD, membrane-spanning
algunas de sus funciones. domain) que contiene seis hélices y una
región hidrofílica importante de unión a
Estudios posteriores a nivel del epitelio ATP (NBF, nucleotide binding fold).
respiratorio sugieren que el CFTR es un Ambos motivos se encuentran unidos por
canal de cloro defectuoso que impide el un dominio citoplasmático (dominio R)
pasaje de este electrolito aumentando su codificado por el exón 13 que contiene
Concentración intracelular es necesaria varios residuos cargados y la mayor parte
una mayor absorción de sodio y por de los lugares de fosforilación.
consiguiente de agua. Es muy probable
que este fenómeno se repita en todo
epitelio secretor del organismo. Debido al
proceso mencionado arriba hay, a nivel
pulmonar, una reducción en el contenido
de agua del líquido periciliar y un
aumento de la viscosidad del moco
bronquial que resulta en la obstrucción de
las vías aéreas y acumulo de secreciones.
A nivel pancreático ocurre un
taponamiento de los conductos con
disminución de la secreción enzimático Figura 1: estructura propuesta para la proteína CFTR
produciéndose mala absorción y
esteatorrea. En las glándulas sudoríparas MECANISMOS DEL MOVIMIENTO DE
el fenómeno se invierte y la alta AGUA A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS
concentración electrolítica intraluminal CELULARES
hace aumentar la producción de sudor.
Conforme conocemos, el movimiento de
Tabla 1.- Funciones de la proteína CFTR.
agua se lleva a cabo de acuerdo con un
gradiente osmótico.
• Equilibrio del agua La ósmosis es un proceso físico en el que
• Mecanismo de defensa el agua (u otro solvente) atraviesa una
• Propiedades de ligazón de Pseudomonas
aeruginosa membrana semipermeable, moviéndose
• Acción sobre canales de ENAC* canales de desde una solución de baja concentración
Na sensibles de solutos, hacia una con alta
• Acción sobre la rectificación de canales
concentración de solutos. Este
de cloro
• Acción sobre los canales de potasio movimiento se lleva a cabo sin necesidad
• Acción sobre canales de bicarbonato de un aporte externo de energía. Dado
• Acción sobre canales de acuaporina
•Activación de las ß defensinas humanas-1

4. Fibrosis quística 4
que a la fecha no se ha descrito una Dolor abdominal a causa del
"bomba de agua" biológica, los sistemas estreñimiento severo
biológicos tienen que aprovechar el Flema o aumento de moco en los
fenómeno de la ósmosis para generar un senos paranasales o los pulmones
Flujo neto de agua hacia una dirección. Retraso en el crecimiento
Fatiga
Las células poseen bombas de iones (de Los bebés pueden tener una piel
las cuales se hablará con más detalle en la con sabor salado
segunda parte de la presente revisión) Ausencia de deposiciones durante
que, empleando la energía química del las primeras 24 a 48 horas de vida
adenosín trifosfato, pueden generar Heces pálidas o color arcilla y con
gradientes de concentración a través de olor fétido
las membranas, es decir, un gradiente Infecciones respiratorias
osmótico, responsable del movimiento de recurrentes, como neumonía o
agua a través de la membrana celular. La sinusitis
bicapa lipídica que forma las membranas Pérdida de peso o insuficiencia en
celulares es relativamente permeable al el aumento de peso normal en la
paso del agua, no así al paso de iones niñez
cargados, frente a los cuales resulta casi
completamente impermeable. DIAGNOSTICO
Sin embargo, desde hace muchos años se A la mayoría de los niños con fibrosis
cuenta con la evidencia experimental que quística se les diagnostica la enfermedad
indica que la simple difusión de agua a hacia los dos años.
través de la bicapa lipídica no podía
explicar la velocidad con la que se Sin embargo, a un pequeño número no se
detectaba el flujo de agua en ciertos le diagnostica la enfermedad hasta los 18
tejidos, como los túbulos renales, las años o más. Estos pacientes generalmente
glándulas secretoras y los eritrocitos. padecen una forma más leve de la
enfermedad.
En estos tejidos, la permeabilidad de la Existe un examen de sangre para ayudar a
membrana al agua es mucho mayor de lo detectar la fibrosis quística. El examen
que puede explicar la difusión simple del busca variaciones en un gen famoso por
agua a través de la membrana. Esta causar la enfermedad.
evidencia implicaba la existencia de poros
permeables y selectivos al agua en las
membranas celulares. Otros exámenes utilizados para
diagnosticar la fibrosis quística son el
Síntomas de la fibrosis quística examen del tripsinógeno inmunorreactivo
(IRT) y la prueba de cloruro en el sudor
Ya que existen más de 1,000 mutaciones (examen diagnóstico estándar para la
del gen de la fibrosis quística, los fibrosis quística).
síntomas son distintos de persona a
persona.
Pero, en general, incluyen:

5. Fibrosis quística 5
TRATAMIENTO Referencias
Un diagnóstico precoz de la fibrosis
quística y un plan de tratamiento pueden
mejorar la calidad de vida como también
prolongar la esperanza de vida.
Para los pulmones: Páginas Internet consultadas.
Antibióticos (prevención y
tratamiento de infecciones
pulmonares y sinusales)
Medicamentos para inhalar
Terapia para diluir el moco y
facilitar la expectoración
Trasplante de pulmón en algunos
casos
Para los problemas intestinales y
nutricionales:
Una alimentación especial
Enzimas pancreáticas para reponer
las enzimas faltantes
Suplemento vitamínicos
(vitaminas A, D, E y K)
COMPLICACIONES
Las infecciones respiratorias crónicas son
las complicaciones más habituales. Otras
complicaciones incluyen:
Tos con sangre
Insuficiencia respiratoria crónica
Cor pulmonale (insuficiencia del
lado derecho del corazón)
Diabetes
Enfermedad hepática
Desnutrición
Osteoporosis y artritis
Neumonía recurrente (infección
de los pulmones)
Neumotórax (acumulación de aire
o gas en el espacio alrededor de
los pulmones)