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Hipospadias: enfoque molecular 3: endocrinológico
                                                                          urol.colomb. Vol. XVI, No. y pp 27-36, 2007




Hipospadias:
Enfoque molecular y endocrinológico

                             Figueroa A. Víctor Hugo (1) , Fernández B. Nicolás (2) , Pérez Niño Jaime (3)
                                                                                 Residente de Urología cuarto año(1)
                                                              Facultad de Medicina Pontificia Universidad Javeriana.
                                                                                              figuevictor@gmail.com
                                               Médico y cirujano servicio social obligatorio modalidad investigación(2)
                                                    Instituto de Genética Humana Pontificia Universidad Javeriana.
                                                                                          fernández.j@javeriana.edu.co
                                                                                                             Urólogo(3)
                                                              Unidad de Urología Hospital Universitario San Ignacio
                                                                                     Pontificia Universidad Javeriana.
                                                                                         jaime.perez@javeriana.edu.co




         Resumen
             Las hipospadias son el arresta en el desarrollo ventral del pene. Puede ser
         una malformación que se presenta de forma aislada o asociada a otras altera-
         ciones como lo es la presencia de una curvatura ventral anormal del pene,
         criptorquidia, hernias inguinales, entre otras. En todos los casos es importante
         considerar las hipospadias como un grado leve de feminización. Actualmente
         no existe prevención para el desarrollo de las hipospadias y el único manejo es
         la corrección quirúrgica de la lesión. Grandes avances se han logrado en el
         estudio de los procesos moleculares asociados en el desarrollo de las hipospa-
         dias. Los receptores androgénicos (RA), alteraciones endocrinas se han postu-
         lado como fenómenos influyentes en el desarrollo de ésta patología. El objetivo
                                                                                                                          27
         del presente artículo es determinar los eventos moleculares asociados en el
         desarrollo de las hipospadias.

         Abstract
             Hypospadias are considered as a multifactorial abnormality in the develop-
         ment of the urethral folds. It can present as an isolated abnormality or in asso-
         ciation with other malformations like chordee, Cryptorchidism, inguinal her-
         nias and many others. It is very important to keep in mind, that every patient
         with hypospadias must be considered with some degree of feminization. Cu-
         rrently we can only offer surgery as the treatment for hypospadias, but no
                                                                                                                          UROLOGIA COLOMBIANA




         preventive treatment has been discovered yet. Great advances have been made
         in the knowledge of molecular abnormalities involved in the development of


Enviado para publicación: Noviembre de 2007
Aceptado para publicación: Noviembre de 2007
Figueroa V.H., Fernández N. y cols.



                                hypospadias. So far the androgen receptor (AR), and many other endocrine
                                abnormalities have been linked to hypospadias. The objective of the following
                                article is to review some of the molecular abnormalities related to hypospadias.
                                    Palabras clave: Hipospadias, Receptor de andrógenos, Disruptores endo-
                                crinos, Estrógenos



                      Introducción                                        en los Estados Unidos de Norteamérica. La
                                                                          incidencia varía entre 0,4 y 2,6 por 1000 na-
                          El origen de la palabra hipospadias provie-
                                                                          cidos vivos de sexo masculino; esta variación
                      ne del griego que significa hypo (abajo) y spa-
                                                                          esta dada por las diferencias en la distribu-
                      don (agujero). El primero en utilizar éste térmi-
                                                                          ción geográfica a nivel mundial.4 En el Me-
                      no fue Galeno en el año 130 A.C.1 Las hipospa-
                                                                          tropolitan Atlanta Congenital Defects Pro-
                      dias son el arresto en el desarrollo ventral del
                                                                          gram (MACDP) se demostró una incidencia
                      pene, lo cual da como resultado los defectos clá-
                                                                          de 2,0 por cada 1000 nacimientos. 5 En Co-
                      sicos que son: 1. Apertura ventral del meato
                                                                          lombia, la incidencia es de 1,7 por 1000 naci-
                      uretral, el cual puede localizarse en cualquier
                                                                          dos vivos de sexo masculino.6 En cuanto a su
                      posición ventral desde el glande hasta el peri-     distribución por razas, es más frecuente en
                      ne. 2. Curvatura ventral anormal del pene. 3.       caucásicos, seguido de afroamericanos y por
                      Distribución anormal del prepucio, con un ca-       último en hispanos.7 En las últimas décadas
                      puchón dorsal y pérdida de la fusión ventral.2      se ha visto un incremento en la incidencia,
                                                                          sin embargo la mayoría de autores atribuyen
                          La clasificación indica la severidad y está
                                                                          este aumento a la mejoría en la detección y
                      dada por la disposición en cuanto a la proxi-
                                                                          diagnóstico, al igual que una mayor sobrevi-
                      midad de la ubicación del meato. (Figura 1).
                                                                          da de los recién nacidos prematuros.1, 2, 5 Sin
                      Es importante tener siempre presente que las
                                                                          embargo si se ha encontrado un aumento de
                      hipospadias deben ser consideradas como un
                                                                          3 a 5 veces en el número de hipospadias se-
                      grado leve de feminización genital.
                                                                          veras durante los últimos 10 años.3
                          Un pequeño porcentaje de la etiología de
                                                                              Es claro que la etiología de las hipospa-
                      la hipospadias puede atribuirse a síndromes
                                                                          dias se debe a un cierre inadecuado de los
                      genéticos así como a alteraciones en la sínte-
                                                                          pliegues uretrales, sin embargo la causa es-
28                    sis de andrógenos y su receptor. Las técnicas
                                                                          pecífica está aun por esclarecer. Se considera
                      de fertilidad asistida, hijos de madres vege-
                                                                          que es un fenómeno multifactorial en el cual
                      tarianas y exposición a toxinas ambientales
                                                                          colaboran factores genéticos, endocrinológi-
                      conocidas como disruptores endocrinos se
                                                                          cos y ambientales. En 64% de los casos de
                      consideran causas asociadas al aumento en
                                                                          hipospadias severas, no es posible establecer
                      la incidencia; sin embargo la etiología exacta
                                                                          el diagnóstico específico causal de la malfor-
                      continúa sin ser aclarada.3
                                                                          mación y por lo tanto son hipospadias cuya
                         El objetivo de éste artículo es analizar la
                                                                          etiología se desconoce.8
                      asociación de desordenes hormonales, el efec-
                      to de los receptores androgénicos y los dis-        Embriología
                      ruptores endocrinos en la contribución del
UROLOGIA COLOMBIANA




                                                                             El primer paso sin duda es la determina-
                      desarrollo de las hipospadias aisladas.
                                                                          ción sexual dada en el momento de la fecun-
                                                                          dación, una vez esto ocurre viene el segundo
                      Epidemiología
                                                                          que es la diferenciación sexual y para éste es
                         Aproximadamente 600 pacientes son
                                                                          necesaria la presencia de estimulación andro-
                      diagnosticados con hipospadias anualmente
                                                                          génica. 9
Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico



     Durante el desarrollo embrionario, el lu-         En cuanto al desarrollo de los genitales ex-
gar en donde primero se expresan los RA es         ternos, es más importante la dihidrotestoste-
en el mesénquima ventral del tejido prostáti-      rona, formada a partir de la testosterona me-
co y en las vesículas seminales, siendo estas      diante la 5-α-reductasa por el pico de hormo-
                                                   na luteinizante producida en la hipófisis.11 Este
dos estructuras derivadas del seno urogeni-
tal. Luego aparecerán en las células epitelia-     proceso ocurre principalmente entre las sema-
                                                   nas 8 a 16 de gestación.12 Inicialmente, hacia la
les derivadas del mismo seno urogenital.
                                                   5ª semana de gestación, en ambos sexos se for-
    Así, para el desarrollo de los conductos
                                                   man los pliegues cloacales, por delante de la
de Wolf y las estructuras que de éstos se deri-
                                                   membrana cloacal y se fusionan en la mitad
varan, la presencia de testosterona y DHT es
                                                   formando así el tubérculo genital.
fundamental. La DHT es 3 a 10 veces más
potente que la testosterona en cuanto a la             Al momento de la división cloacal, en la
activación del RA. En el caso del desarrollo       parte anterior, se forman dos nuevos pliegues
del pene y en especial de la uretra, el estímu-    llamados pliegues labio-escrotales. Hasta la
lo androgénico es muy importante, por lo tan-      semana 12ª las estructuras son iguales para
to una producción disminuida de andróge-           ambos sexos.
nos, un mal funcionamiento de los recepto-
                                                       La fase de mayor actividad en los genita-
res de andrógenos o alteraciones en los me-
                                                   les externos es la elongación del pene que
canismos post-receptor y transcripcionales, se
                                                   ocurre a partir de la semana 10. (Figura 1) El
consideran factores importantes en el desa-
                                                   falo crece progresivamente y la uretra penea-
rrollo de las hipospadias.
                                                   na se forma inicialmente como una placa ven-
    Para la semana 9 el testículo del embrión      tral, que posteriormente se pliega fusiona sus
inicia su producción y secreción de andróge-       bordes formando la uretra. La fosa navicular
nos gracias a la hCG con un pico entre las         se forma por la invaginación del extremo dis-
semanas 11 a 18. Este influjo hormonal hará        tal del falo y se une con la uretra previamen-
                                                   te formada.2 Por influencia de los andróge-
que el conducto de Wolf derive en los epidí-
dimos, conductos deferentes y las vesículas        nos, especialmente la DHT, se inicia la apa-
seminales.10 Es así como el desarrollo normal      rición de cambios en los genitales masculinos,
de los genitales internos masculinos depende       los pliegues labio-escrotales se unen en la lí-
de la presencia de testosterona y de la ade-       nea media formando el escroto. Desde la se-
cuada activación del RA. Este proceso de di-       mana 14 se ha localizado la uretra en su po-
                                                                                                               29
ferenciación ocurre alrededor de las semanas       sición anterior y posteriormente con la for-
9 a 15 de gestación y para el final de éste pe-    mación del escroto se inicia la formación de
riodo, la virilización de los genitales internos   la uretra bulbar con la migración de células
                                                   ectodérmicas en dirección distal.13
y externos debe haberse completado.

   A
                                                                                                               UROLOGIA COLOMBIANA
Figueroa V.H., Fernández N. y cols.



                          B




                      Figura 1. Proceso de desarrollo del tubérculo genital y cierre de los pliegues uretrales. En la figura 1A se aprecia las
                      estructuras del tubérculo genital aún indiferenciadas. En la figura 1B, se observa ya un falo en un feto de sexo masculino a
                      las 10 semanas de gestación.




                      Descripción clínica                                            del meato se encuentra a nivel del glande (gl-
                                                                                     anulares) y en el surco balanoprepucial (co-
                          Las hipospadias se clasifican según la ubi-
                                                                                     ronales). Las medias (30%) son todas aque-
                      cación del meato. (Figura 2) Anteriores (50%)
                                                                                     llas que presenten el meato a lo largo del cuer-
                      son todos los casos en los que la ubicación




30
UROLOGIA COLOMBIANA




                      Figura 2. Grados de Hipospadias. Las hipospadias anteriores (glandulares y coronales) son el 50% de los casos de hipospa-
                      dias. Las medias son las corporales o peneanas que corresponden al 30% de los casos y las proximales son las penoescrotales,
                      escrotales y perineales.
Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico



po del pene en su cara ventral y las proxima-     zimas que participan en la formación de tes-
les (20%) las que se ubiquen a nivel penoes-      tosterona o de dehidrotestosterona. En un
crotal, escrotal o perineal. Es importante sa-    estudio de hipospadias proximales, 50% de
ber que a medida que el meato se encuentra        los casos demostraron algún tipo de disfun-
más proximal, la severidad del cuadro será        ción enzimática en el proceso de biosíntesis
                                                  de la testosterona.12
mayor y la posibilidad de ambigüedad sexual
aumentará al igual que la presencia de anor-
                                                       El RA es un receptor intracitoplasmático
malidades asociadas.
                                                  activado por la testosterona y/o la dihidro-
     Al ser una de sus causas una alteración      testosterona. Actúa como un factor activa-
endocrina, se espera que haya repercusiones       dor de la transcripción por su unión directa
en otros órganos anexos. Alrededor de 8 a         sobre el ADN. Existen tres dominios activa-
10% de los pacientes con hipospadias presen-      dores en el receptor denominados AF-1 y AF-
tan criptorquidia y 9 a 15% hernia inguinal.6     2 ubicados en el extremo N-terminal y en el
                                                  C-terminal respectivamente. 14 y un tercer
En los casos de hipospadias más proximales,
la presencia de un utrículo prostático más        dominio de unión al DNA. La secuencia que
grande de lo normal se ve en 12% de los ca-       codifica para el motivo de unión al DNA se
sos.7, 8 Esto se explica por una mala masculi-    encuentra en el extremo 3´ del exon uno y se
nización del seno urogenital en su desarro-       extiende hasta el exon 3. Este dominio de
llo.8 Otras anormalidades asociadas son: obs-     unión al DNA es de una cadena de 72 ami-
trucciones en la unión ureteropélvica, riño-      noácidos rica en cisteina que forma un moti-
nes ectópicos o en herradura y agenesia re-       vo de dedos de Zinc que se unirán a secuen-
nal que ocurren en 5% de los casos con hi-        cias palindrómicas conocidas como elemen-
                                                  tos de respuesta androgénica.15
pospadias posteriores o en 1% de los casos
con hipospadias mas anteriores.6 Partiendo de
                                                     Por otro lado, existen también mecanis-
la base que el fenómeno de la curvatura ven-
                                                  mos de activación genética que son estimula-
tral del pene es algo normal en el proceso del
                                                  dos indirectamente sin un efecto directo so-
desarrollo del pene, su presencia en estados
                                                  bre el ADN mediante coactivadores.16
más tardíos como el periodo postnatal, indi-
                                                      Aunque la estructura general del RA es
can una alteración. Esta curvatura también lla-
                                                  igual en todos los tejidos del cuerpo en don-
mada chordee, puede estar asociada a las hi-
                                                  de se expresa, se ha demostrado que la con-
pospadias como también se puede ver aislada.
                                                  formación estructural tridimensional si varía
                                                                                                             31
   En general la presencia de anormalidades
                                                  de tejido a tejido, situación que se ha relacio-
asociadas es directamente proporcional a la
                                                  nado con la actividad del mismo. Por lo tan-
severidad de las hipospadias.
                                                  to no es solo una estructura libre de mutacio-
                                                  nes con sus dominios funcionales lo único que
Fisiopatología-Receptor de andrógenos
                                                  asegura una adecuada función de RA sino
    Por lo antes mencionado, una alteración       también su estructura tridimensional. La for-
en cualquiera de los eventos de activación y      ma tridimensional esta dada por diferentes
ejecución del RA será un punto clave en el        moléculas intranucleares que participan en
desarrollo de cualquier tipo de anormalida-       los cambios postranscripcionales del RA.17
des en los genitales en especial en el desarro-
                                                      El gen que codifica para éste receptor se
                                                                                                             UROLOGIA COLOMBIANA




llo de las hipospadias.11
                                                  encuentra ubicado en Xq11.2-q12 y la inte-
   No es solo necesario que las alteraciones      gridad de éste receptor es fundamental en la
a nivel molecular afecten directamente los        embriogénesis.18 La secuencia codificante se
RA, es posible que haya también alteracio-        compone de 8 exones con un tamaño de 9.6
nes indirectas involucradas. Es el caso de        kilobases. En total todo el gen incluyendo
mutaciones en genes que codifican para en-        exones e intrones es de 54 kilobases.18
Figueroa V.H., Fernández N. y cols.



                          La expresión del gen para el RA es modu-      androgenica dará como resultado hipospa-
                                                                        dias.23
                      lada en parte por la presencia de cAMP y de
                      retinoicos.19
                                                                            La vía que transforma el colesterol en an-
                          Una vez se produce el receptor y sufre los    drostenodiona es la misma en los testículos que
                      cambios postranscripcionales, se une a otras      en las glándulas suprarrenales, y usa las mis-
                                                                        mas enzimas codificadas por los mismos genes.23
                      proteínas formando un complejo proteico
                      intracitoplasmático.
                                                                            Aaronson encontró una alta incidencia de
                          La testosterona o DHT viajan unidas a         defectos enzimáticos en las vías de biosínte-
                      proteínas y una vez llega al tejido blanco, di-   sis de la testosterona. En el 50% de los pa-
                      funde a través del plasmalema celular y lue-      cientes analizados con hipospadias, se obser-
                      go pasan pasivamente a través de los poros        vó una alteración de la 3α-hidroxiesteroide
                      nucleares para así unirse al RA intracitoplas-    deshidrogenasa al igual que en la 17, 20-lya-
                                                                        sa.22,24 Sin embargo estos hallazgos no fue-
                      mático. La testosterona o la DHT se unirán
                                                                        ron confirmados por estudios moleculares.22
                      al RA por su dominio en el extremo carboxi-
                      lo. Una vez ocurre esta unión, el RA se acti-
                                                                            Posteriormente Feyaerts mostró su serie de
                      va y ocurre un cambio conformacional para
                                                                        32 pacientes con hipospadias encontrando 2
                      evitar sus degradación por enzimas.20 El com-
                                                                        pacientes con disminución de hormona anti-
                      plejo ya formado entra al nucleoplasma y se
                                                                        mulleriana, lo cual corresponde a insuficien-
                      une al ADN al elemento de respuesta para
                                                                        cia de células de Sertoli. Cuatro de los pa-
                      los andrógenos activando así la transcripción
                                                                        cientes presentaron una pobre respuesta al
                      de diferentes genes. Mutaciones por lo tanto
                                                                        estimulo con gonadotropina corionica sugi-
                      en el dominio del extremo carboxilo produci-
                                                                        riendo insuficiencia de células de Leydig. Uno
                      rán una inadecuada activación del receptor
                                                                        de los pacientes presentó una alta respuesta
                      y por ende de su funcionamiento.21 Sin em-
                                                                        a la testosterona, lo cual puede corresponder
                      bargo la mayoría de mutaciones descritas a
                                                                        a una insensibilidad parcial a los andróge-
                      éste nivel se han demostrado en tejidos de
                                                                        nos. Y uno de los pacientes presentó un pa-
                      carcinoma prostático. En la mayoría de las
                                                                        trón hormonal sugestivo de deficiencia par-
                      mutaciones como lo es la que ocurre a nivel
                                                                        cial a 17α-hidroxilasa/17, 20 lyasa.
                      del aminoácido 587 inactivan al RA para su
                                                                            En estos pacientes se descarto una pato-
                      unión con el ligando pero su actividad de
                                                                        logía endocrinológica mediante estudios mo-
                      activación de transgenes sigue activa consti-
32                                                                      leculares.22
                      tutivamente.18
                                                                             En un trabajo realizado por Nicholas et
                      Defectos en la producción de                      al., se examinaron los principales precurso-
                      andrógenos                                        res endocrinos y sus productos, en pacientes
                                                                        con hipospadias y en controles. Se demostró
                          Varios estudios han mostrado que los pa-
                                                                        una elevación estadísticamente significativa
                      cientes con hipospadias presentan una res-
                                                                        de 17-hidroxiprogesterona en pacientes me-
                      puesta disminuida al estimulo con gonado-
                                                                        nores de un año comparados con el grupo
                      tropina corionica humana al igual que una
                                                                        control. Sin embargo estos niveles son nor-
                      alteración en la síntesis de los andrógenos
                                                                        males para la edad y los niveles de los este-
                      secundaria a posibles defectos enzimáticos.22
UROLOGIA COLOMBIANA




                                                                        roides precursores y los productos de la 17-
                          Como se menciono anteriormente el de-         hidroxiprogesterona son normales, lo que
                      sarrollo normal del pene depende de un ade-       sugiere que estos hallazgos no son clínica-
                      cuado estimulo androgenico, dado por ade-         mente relevantes.23
                      cuada síntesis de andrógenos (testosterona y
                                                                            Son pocos los casos de alteraciones gené-
                      DHT) y su unión al receptor androgenico;
                                                                        ticas, como causa única, en el desarrollo de
                      cualquier alteración en la vía de la síntesis
Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico



las hipospadias. Hasta la actualidad se han        demostró que una mayor repetición de glici-
descrito alrededor de 309 mutaciones diferen-      na en el RA estaba relacionada con el desa-
                                                   rrollo de hipospadias.31
tes en el RA que van a manifestarse en dife-
rentes grados de severidad, desde feminiza-
                                                   Alteraciones endocrinológicas
ción testicular completa, hasta casos mas le-
ves como el síndrome de Reifenstein.25 Existe      Rol de los estrógenos y el desarrollo del
una clasificación de severidad que da 7 gra-       tubérculo genital
dos.26 (Tabla 1)
                                                       La diferenciación normal de la uretra de-
    Uno de cada 9 pacientes con hipospadias        pende de un adecuado funcionamiento de la
aisladas presenta una mutación en el RA.27         testosterona y sus metabolitos, al igual que
Mutaciones tipo missense en el exon 2 del gen      del RA. Sin embargo, como se mencionó an-
que codifica para el RA se encontraron en 1 de     teriormente alteraciones en la vía de los an-
cada 40 pacientes con hipospadias anteriores.28    drógenos no explican la mayoría de las hi-
                                                   pospadias. No esta claro el rol de los estróge-
    No solo se han descrito alteraciones es-
                                                   nos en el desarrollo de los genitales externos
tructurales en la composición de los aminoá-
                                                   masculinos.
cidos en el RA y el desarrollo de hipospadias,
sino estudios sobre biopsias de tejido en pa-          En un trabajo realizado por Yucel et al.,
cientes con hipospadias aisladas, han demos-       se administraron andrógenos y estrógenos a
trado una disminución en la densidad de RA         ratones para observar el impacto de estos en
en los tejidos de los genitales.29                 el desarrollo de los genitales masculinos. Des-
                                                   cubrieron el efecto directo de los andrógenos
    Aschim et al., realizaron un estudio sobre
                                                   en el cierre de la placa uretral. Además entre
los diferentes polimorfismos en el RA y de-
                                                   mas dosis de testosterona administrada, mas
mostraron que por encima de 24 repeticio-
                                                   precoz fue el cierre de la uretra, producien-
nes de tripletas GGN se asociaban con el de-
                                                   do una diferencia en el desarrollo ventral del
sarrollo de hipospadias (p 0.003) anteriores
                                                   pene versus la dorsal.
al igual que con criptorquidia. Esto sugiere
que a más repeticiones, la funcionalidad del           Por otro lado la administración de estró-
RA se verá comprometida.30                         genos produjo un arresto en la fusión de los
                                                   pliegues uretrales generando hipospadias más
   Un estudio similar ya realizado sobre la
                                                   proximales con tejidos ventrales hipoplásicos,
expresión fenotípica en la proteína del RA
                                                                                                                 33
       Tabla 1. Clasificación de severidad para la insensibilidad a los andrógenos

         Grado    Fenotipo                              Descripción

            I    Masculino                            Paciente infértil.

            II   Masculino             Hipospadias aisladas anteriores y/o micropene

           III   Masculino          Hipospadias proximales, criptorquidia, escroto bífido

           IV     Ambiguo                           Genitales ambigüos
                                                                                                                 UROLOGIA COLOMBIANA




            V     Femenino               Clitoromegalia, fusión posterior de labios.

           VI     Femenino        Distribución androide de caracteres sexuales secundarios

           VII    Femenino        Ausencia de caracteres sexuales femeninos completamente
                                            desarrollados luego de la pubertad.
Figueroa V.H., Fernández N. y cols.



                      abriendo una ventana a la explicación de los     hormonas endógenas. Además se ha encon-
                      trastornos en los genitales masculinos gracias   trado que pueden favorecer la activación de
                                                                       las enzimas esteroidogenicas.35
                      a la administración o exposición de estróge-
                      nos in útero, estrógenos ambientales y disrup-
                                                                           Una de las explicaciones para el aumento
                      tores endocrinos como causa de la creciente
                                                                       de la incidencia a nivel mundial en las últi-
                      incidencia de esta alteración.32
                                                                       mas décadas de casos de hipospadias son los
                         Otro estudio realizado por Matthew et al.,    contaminantes ambientales. Muchas de estas
                      mostró un aumento en la incidencia de hi-        sustancias se encuentran en el agua y son bio-
                      pospadias en los pacientes expuestos in útero    acumulables a través de la cadena alimenti-
                      a antagonistas androgénicos como contami-        cia; por esta razón los animales que se en-
                      nantes ambientales usados en insecticidas.33     cuentran en el tope de la cadena alimenticia
                                                                       como los humanos, presentan altas concen-
                      Alteraciones en la producción de                 traciones de los contaminantes ambientales
                      Dehidrotestosterona                              en el tejido adiposo.36
                                                                           Los contaminantes estrogenicos fueron
                          La conversión de testosterona a dehidro-
                                                                       reconocidos comos los causantes de altera-
                      testosterona es catalizada por la acción de la
                                                                       ciones genitales en los grandes lagartos Ame-
                      enzima 5á-reductasa. Existen dos isoenzimas
                                                                       ricanos del estado de la Florida desde 1997.37
                      conocidas como tipo 1 y 2, que corresponden
                      a dos diferentes genes, el SDR5A1 y SDR5A2           Desde las dos últimas décadas se ha reco-
                      respectivamente.                                 nocido la habilidad de estas sustancias para
                                                                       producir el síndrome de disgenesia testicular
                          Investigaciones han mostrado que el
                                                                       el cual se puede expresar de cuatro formas:
                      SDR5A2 expresa la isoenzima 2 en los geni-
                                                                       criptorquidia, hipospadias, arresto de la es-
                      tales masculinos siendo la más estudiada
                                                                       permatogenesis y cáncer testicular.38
                      como causa asociada de hipospadias.23,32
                                                                           Los fitoestrogenos más frecuentes y su
                          Alteraciones en el gen SDR5A2 producen
                                                                       actividad enzimática son:35
                      cambios en la virilización que van desde ge-
                      nitales completamente feminizados, micrope-            Isoflavones: se encuentran en las legu-
                      ne, hipospadias hasta pacientes con genita-            minosas y la soya. Tienen la habilidad
                      les masculinos completamente normales.34               de inhibir la 3β hidroxiesteroide deshi-
                                                                             drogenasa (3β HSD), evitando la con-
                          Alteraciones en la tasa de testosterona/
34                                                                           versión de la dehidroepiandrosterona
                      dehidrotestosterona (T/DHT) podrían suge-
                                                                             (DHEA) a androstenodiona. También
                      rir alteraciones en la enzima 5α-reductasa.
                                                                             se ha reportado el efecto inhibitorio
                      Tria et al. sugirieron que los aumentos en la
                                                                             sobre la 17β hidroxiesteroide deshidro-
                      tasa de T/DHT pueden ser secundarios a
                                                                             genasa (17β HSD) tipo 1, enzima que
                      mutaciones del SDR5A1, dando como resul-
                                                                             facilita la conversión de androstenodio-
                      tado casos hipospadias aisladas. Al realizar
                                                                             na a testosterona y viceversa. Por otro
                      el análisis genético de este gen no se encon-
                                                                             lado son inhibidores débiles de la aro-
                      traron mutaciones que pudieran explicar la
                                                                             matasa.
                      presencia de hipospadias.34
                                                                             Flavones y Flavonones: los Flavones se
                      Disruptores endocrinos
UROLOGIA COLOMBIANA




                                                                             encuentran en la mayoría de los frutos
                          Se denominan disruptores endocrinos a              rojos y amarillos, mientras que los Fla-
                      las sustancias exógenas con efecto estrogeni-          vonones en las frutas cítricas. A dife-
                      co o antiandrogenico, que interactúan con los          rencia de los Isoflavones son necesarias
                      receptores androgenicos y estrogenicos, ac-            altas dosis para lograr inhibir la 3β
                      tuando como agonistas o antagonistas de las            HSD, en cambio tiene un papel mas
Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico



      importante en la inhibición de la 17β        incidencia de estas alteraciones genitales y
      HSD tipo 1 y 5 y de la Aromatasa.            eventualmente desarrollar alternativas tera-
                                                   péuticas.39
      Enterodiol y Enterolactone: producida
      por bacterias intestinales a partir de ce-       ¿Podremos esperar que en un futuro se
      reales, frutas y vegetales. Tienen débil     utilicen sustancias que protejan o favorezcan
      efecto inhibitorio sobre la Aromatasa.       un adecuado cierre de la placa uretral, así
                                                   como el acido fólico proteje contra alteracio-
      Coumestrol: encontrado en la alfalfa,
                                                   nes en el cierre del tubo neural?
      semillas de girasol y espinaca. Tiene su
      principal efecto inhibiendo la 17β HSD
                                                   Referencias
      tipo 1 y 5.
                                                   1.   Smith ED. The history of hypospadias. Pediatr Surg Int.
      Micotoxinas: producido por el pan y               1997; 12: 81-85.
      las plantas mohosas. Es el fitoestroge-      2.   Campbell´s Urology, 8ª Ed. Capitulo 49, Pag. 1759.
      no con la acción inhibitoria más poten-      3.   Yucel S. The effect of oestrogen and testosterone on the
      te sobre la 17β HSD tio 5, con efecto             urethral seam of the developing male mouse genital tu-
                                                        bercle. BJU international, 2003; 92: 1016.
      importante sobre la 3β HSD y la Aro-
      matasa.                                      4.   Shukla AR, Patel RP, Canning DA. Hypospadias. Urol
                                                        Clin N Am. 2004; 31: 445-460.
Conclusiones                                       5.   Paulozzi LJ, Erickson JD, Jackson RJ. Hypospadias
                                                        trends in two US surveillance systems. Pediatrics. 1997;
     Las bases celulares, bioquímicas y gené-           100: 831-834.
ticas de las hipospadias permanecen desco-         6.   Calderon JS, Zarante I. Anomalías congénitas urológi-
                                                        cas: Descripción epidemiológica y factores de riesgo aso-
nocidas. Las hipospadias, independientemen-
                                                        ciados en Colombia 2001-2004. Arch Esp Urol. 2005;
te de si son aisladas o asociadas a otras alte-         59: 1-8.
raciones y si son proximales o distales deben
                                                   7.   Centers for disease control. Leading major congenital
ser siempre enfocadas como una entidad po-              malformations amon minority goups in the United Sta-
ligénica y multifactorial. En los casos de hi-          tes, 1981–1986. Morb Mortal Wkly Rep. 1988; 37: 17-24.
pospadias con testículos descendidos, en quie-     8.   Albers N, Ulrichs C, Gliier S, Hiort O, Gernot HG, Sin-
                                                        necker GHG, Mildenberger H, Brodehl J. Etiology classi-
nes no hay síndromes genéticos asociados no
                                                        fication of severe hypospadias: implications for progno-
se ha encontrado una alta incidencia en al-             sis and management. J pediatr. 1997; 131(3): 386-392.
teraciones moleculares y hormonales.               9.   Migeon CJ, Berkovitz GD, Brown TR. Sexual differentia-
                                                        tion and ambiguity. In Kappy, MS, Blizzard RM, Mi-
    En los estudios revisados, estas alteracio-
                                                                                                                    35
                                                        geon CJ (eds) The diagnosis and treatment of endocrine
nes son muy raras, y no esta claro el papel             disorders in childhood and adolescence. Charles C, Tho-
clínico al realizar su diagnostico. Es así que          mas, Springfield, pp 573 – 681.
todo paciente a quien se le detecten hipospa-      10. Sultan C, Paris F, Terouanne B, Balaguer P, Georget V,
                                                       Poujol N, Jeandel C, Lumbroso S, Nicolas JC. Disorders
dias aisladas, no será necesario realizar estu-
                                                       linked to insufficient androgen action in male children.
dios complementarios en busca de alteracio-            Hum Reprod. 2001; 7(3): 314 – 322.
nes moleculares, mientras que en el caso de        11. Baskin LS, Himes K, Colborn T. Hypospadias and en-
pacientes con hipospadias más complejas se             docrine disruption: Is there a connection?. Environ Heal-
                                                       th Perspect. 2001; 109: 1175-1183.
hará necesario descartar alteraciones en el
RA, su funcionamiento, defectos endocrino-         12. Holmes NM, Miller WL, Baskin LS. Lack of defects in
                                                       androgen production in children with hypospadias. J
lógicos más complejos entre otros.
                                                       Clin Endodrinol Metab. 2004; 89(6): 2811 – 2816.
                                                                                                                    UROLOGIA COLOMBIANA




    Actualmente el manejo de elección de las       13. Klonisch T.: Molecular and genetic regulation of testis
hipospadias es quirúrgico, esperamos que al            descent and external genitalia development. Develop-
                                                       mental Biology. 2004; 1: 270.
conocer de forma mas precisa todos los me-
                                                   14. Adachi M, Takayamagi R, Tomura A, Imasaki K, Kato
canismos moleculares y hormonales del de-
                                                       S, Goto K, Yamase T, Ikuyama S, Nawata H. Androgen
sarrollo genital podremos desarrollar las ba-          insensitivity syndrome as a possible coactivator disea-
ses estratégicas preventivas para disminuir la         se. N Engl J Med. 2001; 343(12): 856 – 862.
Figueroa V.H., Fernández N. y cols.



                      15. Roche PJ, Hoare SA, Parker MG. A consensus DNA-             29. Gearhart JP, Linhard HR, Berkovitz GD, Jeffs RD, Brown
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                                                                                          isolated hypospadias. J Urol. 1988; 140(5Pt2): 1243 -
                      16. Kallio PJ, Poukka H, Moilanen A, et al. Androgen recep-         1246.
                          tor-mediated transcriptional regulation in the absence
                          of direct interaction with a specific DNA element. Mol      30. Aschim EL, Nordenskjöld A, Giwercman A, Lundin KB,
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                                                                                          ge between Cryptorchidism, hypospadias and GGN re-
                      17. Getzenberg RH, Pienta KJ, Coffey DS. Tissue matrix:             peat length in the androgen receptor gene. J Clin Endo-
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                                                                                      31. Lim, H. N.; Chen, H.; McBride, S.; Dunning, A. M.; Nixon,
                      18. Marcelli M, Tilley WD, Wilson CM, et al: Definition of          R. M.; Hughes, I. A.; Hawkins, J. R. Longer polyglutami-
                          the human androgen receptor gene structure permits the          ne tracts in the androgen receptor are associated with
                          identification of mutations that cause androgen resis-          moderate to severe undermasculinized genitalia in XY
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                          amino acid residue 588 causes complete androgen resis-
                          tance. Mol Endocrinol. 1990; 41: 1105 – 1116.               32. Yucel S.: The effect of oestrogen and testosterone on the
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                                                                                          bis (p chlorophenyl) ethylene and risk of chryptorchi-
                      20. Kelce WR, Wilson EM. Environmental antiandrogens:               dism, hypospadias, and polythelia among male offs-
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                                                                                      36. Baskin L, Ebbers M. Hypospadias: anatomy, etiology
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                                                                                      38. Bay K, Asklund C. Testicular dysgenesis syndrome:
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                          using a recombinant adenovirus to deliver an androgen
36                                                                                        77-90.
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                                                                                          of the androgen receptor, FKBP52, as candidate for hy-
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                                                                                          tourinary system: III. The formation of the spongiose
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                          mutations are rarely associated with isolated penile hy-
UROLOGIA COLOMBIANA




                          pospadias. J Urol. 1996;156(2Pt2):828-831.

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Enfoque Molecular y Endocrinológico del Hipospadia

  • 1. Hipospadias: enfoque molecular 3: endocrinológico urol.colomb. Vol. XVI, No. y pp 27-36, 2007 Hipospadias: Enfoque molecular y endocrinológico Figueroa A. Víctor Hugo (1) , Fernández B. Nicolás (2) , Pérez Niño Jaime (3) Residente de Urología cuarto año(1) Facultad de Medicina Pontificia Universidad Javeriana. figuevictor@gmail.com Médico y cirujano servicio social obligatorio modalidad investigación(2) Instituto de Genética Humana Pontificia Universidad Javeriana. fernández.j@javeriana.edu.co Urólogo(3) Unidad de Urología Hospital Universitario San Ignacio Pontificia Universidad Javeriana. jaime.perez@javeriana.edu.co Resumen Las hipospadias son el arresta en el desarrollo ventral del pene. Puede ser una malformación que se presenta de forma aislada o asociada a otras altera- ciones como lo es la presencia de una curvatura ventral anormal del pene, criptorquidia, hernias inguinales, entre otras. En todos los casos es importante considerar las hipospadias como un grado leve de feminización. Actualmente no existe prevención para el desarrollo de las hipospadias y el único manejo es la corrección quirúrgica de la lesión. Grandes avances se han logrado en el estudio de los procesos moleculares asociados en el desarrollo de las hipospa- dias. Los receptores androgénicos (RA), alteraciones endocrinas se han postu- lado como fenómenos influyentes en el desarrollo de ésta patología. El objetivo 27 del presente artículo es determinar los eventos moleculares asociados en el desarrollo de las hipospadias. Abstract Hypospadias are considered as a multifactorial abnormality in the develop- ment of the urethral folds. It can present as an isolated abnormality or in asso- ciation with other malformations like chordee, Cryptorchidism, inguinal her- nias and many others. It is very important to keep in mind, that every patient with hypospadias must be considered with some degree of feminization. Cu- rrently we can only offer surgery as the treatment for hypospadias, but no UROLOGIA COLOMBIANA preventive treatment has been discovered yet. Great advances have been made in the knowledge of molecular abnormalities involved in the development of Enviado para publicación: Noviembre de 2007 Aceptado para publicación: Noviembre de 2007
  • 2. Figueroa V.H., Fernández N. y cols. hypospadias. So far the androgen receptor (AR), and many other endocrine abnormalities have been linked to hypospadias. The objective of the following article is to review some of the molecular abnormalities related to hypospadias. Palabras clave: Hipospadias, Receptor de andrógenos, Disruptores endo- crinos, Estrógenos Introducción en los Estados Unidos de Norteamérica. La incidencia varía entre 0,4 y 2,6 por 1000 na- El origen de la palabra hipospadias provie- cidos vivos de sexo masculino; esta variación ne del griego que significa hypo (abajo) y spa- esta dada por las diferencias en la distribu- don (agujero). El primero en utilizar éste térmi- ción geográfica a nivel mundial.4 En el Me- no fue Galeno en el año 130 A.C.1 Las hipospa- tropolitan Atlanta Congenital Defects Pro- dias son el arresto en el desarrollo ventral del gram (MACDP) se demostró una incidencia pene, lo cual da como resultado los defectos clá- de 2,0 por cada 1000 nacimientos. 5 En Co- sicos que son: 1. Apertura ventral del meato lombia, la incidencia es de 1,7 por 1000 naci- uretral, el cual puede localizarse en cualquier dos vivos de sexo masculino.6 En cuanto a su posición ventral desde el glande hasta el peri- distribución por razas, es más frecuente en ne. 2. Curvatura ventral anormal del pene. 3. caucásicos, seguido de afroamericanos y por Distribución anormal del prepucio, con un ca- último en hispanos.7 En las últimas décadas puchón dorsal y pérdida de la fusión ventral.2 se ha visto un incremento en la incidencia, sin embargo la mayoría de autores atribuyen La clasificación indica la severidad y está este aumento a la mejoría en la detección y dada por la disposición en cuanto a la proxi- diagnóstico, al igual que una mayor sobrevi- midad de la ubicación del meato. (Figura 1). da de los recién nacidos prematuros.1, 2, 5 Sin Es importante tener siempre presente que las embargo si se ha encontrado un aumento de hipospadias deben ser consideradas como un 3 a 5 veces en el número de hipospadias se- grado leve de feminización genital. veras durante los últimos 10 años.3 Un pequeño porcentaje de la etiología de Es claro que la etiología de las hipospa- la hipospadias puede atribuirse a síndromes dias se debe a un cierre inadecuado de los genéticos así como a alteraciones en la sínte- pliegues uretrales, sin embargo la causa es- 28 sis de andrógenos y su receptor. Las técnicas pecífica está aun por esclarecer. Se considera de fertilidad asistida, hijos de madres vege- que es un fenómeno multifactorial en el cual tarianas y exposición a toxinas ambientales colaboran factores genéticos, endocrinológi- conocidas como disruptores endocrinos se cos y ambientales. En 64% de los casos de consideran causas asociadas al aumento en hipospadias severas, no es posible establecer la incidencia; sin embargo la etiología exacta el diagnóstico específico causal de la malfor- continúa sin ser aclarada.3 mación y por lo tanto son hipospadias cuya El objetivo de éste artículo es analizar la etiología se desconoce.8 asociación de desordenes hormonales, el efec- to de los receptores androgénicos y los dis- Embriología ruptores endocrinos en la contribución del UROLOGIA COLOMBIANA El primer paso sin duda es la determina- desarrollo de las hipospadias aisladas. ción sexual dada en el momento de la fecun- dación, una vez esto ocurre viene el segundo Epidemiología que es la diferenciación sexual y para éste es Aproximadamente 600 pacientes son necesaria la presencia de estimulación andro- diagnosticados con hipospadias anualmente génica. 9
  • 3. Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico Durante el desarrollo embrionario, el lu- En cuanto al desarrollo de los genitales ex- gar en donde primero se expresan los RA es ternos, es más importante la dihidrotestoste- en el mesénquima ventral del tejido prostáti- rona, formada a partir de la testosterona me- co y en las vesículas seminales, siendo estas diante la 5-α-reductasa por el pico de hormo- na luteinizante producida en la hipófisis.11 Este dos estructuras derivadas del seno urogeni- tal. Luego aparecerán en las células epitelia- proceso ocurre principalmente entre las sema- nas 8 a 16 de gestación.12 Inicialmente, hacia la les derivadas del mismo seno urogenital. 5ª semana de gestación, en ambos sexos se for- Así, para el desarrollo de los conductos man los pliegues cloacales, por delante de la de Wolf y las estructuras que de éstos se deri- membrana cloacal y se fusionan en la mitad varan, la presencia de testosterona y DHT es formando así el tubérculo genital. fundamental. La DHT es 3 a 10 veces más potente que la testosterona en cuanto a la Al momento de la división cloacal, en la activación del RA. En el caso del desarrollo parte anterior, se forman dos nuevos pliegues del pene y en especial de la uretra, el estímu- llamados pliegues labio-escrotales. Hasta la lo androgénico es muy importante, por lo tan- semana 12ª las estructuras son iguales para to una producción disminuida de andróge- ambos sexos. nos, un mal funcionamiento de los recepto- La fase de mayor actividad en los genita- res de andrógenos o alteraciones en los me- les externos es la elongación del pene que canismos post-receptor y transcripcionales, se ocurre a partir de la semana 10. (Figura 1) El consideran factores importantes en el desa- falo crece progresivamente y la uretra penea- rrollo de las hipospadias. na se forma inicialmente como una placa ven- Para la semana 9 el testículo del embrión tral, que posteriormente se pliega fusiona sus inicia su producción y secreción de andróge- bordes formando la uretra. La fosa navicular nos gracias a la hCG con un pico entre las se forma por la invaginación del extremo dis- semanas 11 a 18. Este influjo hormonal hará tal del falo y se une con la uretra previamen- te formada.2 Por influencia de los andróge- que el conducto de Wolf derive en los epidí- dimos, conductos deferentes y las vesículas nos, especialmente la DHT, se inicia la apa- seminales.10 Es así como el desarrollo normal rición de cambios en los genitales masculinos, de los genitales internos masculinos depende los pliegues labio-escrotales se unen en la lí- de la presencia de testosterona y de la ade- nea media formando el escroto. Desde la se- cuada activación del RA. Este proceso de di- mana 14 se ha localizado la uretra en su po- 29 ferenciación ocurre alrededor de las semanas sición anterior y posteriormente con la for- 9 a 15 de gestación y para el final de éste pe- mación del escroto se inicia la formación de riodo, la virilización de los genitales internos la uretra bulbar con la migración de células ectodérmicas en dirección distal.13 y externos debe haberse completado. A UROLOGIA COLOMBIANA
  • 4. Figueroa V.H., Fernández N. y cols. B Figura 1. Proceso de desarrollo del tubérculo genital y cierre de los pliegues uretrales. En la figura 1A se aprecia las estructuras del tubérculo genital aún indiferenciadas. En la figura 1B, se observa ya un falo en un feto de sexo masculino a las 10 semanas de gestación. Descripción clínica del meato se encuentra a nivel del glande (gl- anulares) y en el surco balanoprepucial (co- Las hipospadias se clasifican según la ubi- ronales). Las medias (30%) son todas aque- cación del meato. (Figura 2) Anteriores (50%) llas que presenten el meato a lo largo del cuer- son todos los casos en los que la ubicación 30 UROLOGIA COLOMBIANA Figura 2. Grados de Hipospadias. Las hipospadias anteriores (glandulares y coronales) son el 50% de los casos de hipospa- dias. Las medias son las corporales o peneanas que corresponden al 30% de los casos y las proximales son las penoescrotales, escrotales y perineales.
  • 5. Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico po del pene en su cara ventral y las proxima- zimas que participan en la formación de tes- les (20%) las que se ubiquen a nivel penoes- tosterona o de dehidrotestosterona. En un crotal, escrotal o perineal. Es importante sa- estudio de hipospadias proximales, 50% de ber que a medida que el meato se encuentra los casos demostraron algún tipo de disfun- más proximal, la severidad del cuadro será ción enzimática en el proceso de biosíntesis de la testosterona.12 mayor y la posibilidad de ambigüedad sexual aumentará al igual que la presencia de anor- El RA es un receptor intracitoplasmático malidades asociadas. activado por la testosterona y/o la dihidro- Al ser una de sus causas una alteración testosterona. Actúa como un factor activa- endocrina, se espera que haya repercusiones dor de la transcripción por su unión directa en otros órganos anexos. Alrededor de 8 a sobre el ADN. Existen tres dominios activa- 10% de los pacientes con hipospadias presen- dores en el receptor denominados AF-1 y AF- tan criptorquidia y 9 a 15% hernia inguinal.6 2 ubicados en el extremo N-terminal y en el C-terminal respectivamente. 14 y un tercer En los casos de hipospadias más proximales, la presencia de un utrículo prostático más dominio de unión al DNA. La secuencia que grande de lo normal se ve en 12% de los ca- codifica para el motivo de unión al DNA se sos.7, 8 Esto se explica por una mala masculi- encuentra en el extremo 3´ del exon uno y se nización del seno urogenital en su desarro- extiende hasta el exon 3. Este dominio de llo.8 Otras anormalidades asociadas son: obs- unión al DNA es de una cadena de 72 ami- trucciones en la unión ureteropélvica, riño- noácidos rica en cisteina que forma un moti- nes ectópicos o en herradura y agenesia re- vo de dedos de Zinc que se unirán a secuen- nal que ocurren en 5% de los casos con hi- cias palindrómicas conocidas como elemen- tos de respuesta androgénica.15 pospadias posteriores o en 1% de los casos con hipospadias mas anteriores.6 Partiendo de Por otro lado, existen también mecanis- la base que el fenómeno de la curvatura ven- mos de activación genética que son estimula- tral del pene es algo normal en el proceso del dos indirectamente sin un efecto directo so- desarrollo del pene, su presencia en estados bre el ADN mediante coactivadores.16 más tardíos como el periodo postnatal, indi- Aunque la estructura general del RA es can una alteración. Esta curvatura también lla- igual en todos los tejidos del cuerpo en don- mada chordee, puede estar asociada a las hi- de se expresa, se ha demostrado que la con- pospadias como también se puede ver aislada. formación estructural tridimensional si varía 31 En general la presencia de anormalidades de tejido a tejido, situación que se ha relacio- asociadas es directamente proporcional a la nado con la actividad del mismo. Por lo tan- severidad de las hipospadias. to no es solo una estructura libre de mutacio- nes con sus dominios funcionales lo único que Fisiopatología-Receptor de andrógenos asegura una adecuada función de RA sino Por lo antes mencionado, una alteración también su estructura tridimensional. La for- en cualquiera de los eventos de activación y ma tridimensional esta dada por diferentes ejecución del RA será un punto clave en el moléculas intranucleares que participan en desarrollo de cualquier tipo de anormalida- los cambios postranscripcionales del RA.17 des en los genitales en especial en el desarro- El gen que codifica para éste receptor se UROLOGIA COLOMBIANA llo de las hipospadias.11 encuentra ubicado en Xq11.2-q12 y la inte- No es solo necesario que las alteraciones gridad de éste receptor es fundamental en la a nivel molecular afecten directamente los embriogénesis.18 La secuencia codificante se RA, es posible que haya también alteracio- compone de 8 exones con un tamaño de 9.6 nes indirectas involucradas. Es el caso de kilobases. En total todo el gen incluyendo mutaciones en genes que codifican para en- exones e intrones es de 54 kilobases.18
  • 6. Figueroa V.H., Fernández N. y cols. La expresión del gen para el RA es modu- androgenica dará como resultado hipospa- dias.23 lada en parte por la presencia de cAMP y de retinoicos.19 La vía que transforma el colesterol en an- Una vez se produce el receptor y sufre los drostenodiona es la misma en los testículos que cambios postranscripcionales, se une a otras en las glándulas suprarrenales, y usa las mis- mas enzimas codificadas por los mismos genes.23 proteínas formando un complejo proteico intracitoplasmático. Aaronson encontró una alta incidencia de La testosterona o DHT viajan unidas a defectos enzimáticos en las vías de biosínte- proteínas y una vez llega al tejido blanco, di- sis de la testosterona. En el 50% de los pa- funde a través del plasmalema celular y lue- cientes analizados con hipospadias, se obser- go pasan pasivamente a través de los poros vó una alteración de la 3α-hidroxiesteroide nucleares para así unirse al RA intracitoplas- deshidrogenasa al igual que en la 17, 20-lya- sa.22,24 Sin embargo estos hallazgos no fue- mático. La testosterona o la DHT se unirán ron confirmados por estudios moleculares.22 al RA por su dominio en el extremo carboxi- lo. Una vez ocurre esta unión, el RA se acti- Posteriormente Feyaerts mostró su serie de va y ocurre un cambio conformacional para 32 pacientes con hipospadias encontrando 2 evitar sus degradación por enzimas.20 El com- pacientes con disminución de hormona anti- plejo ya formado entra al nucleoplasma y se mulleriana, lo cual corresponde a insuficien- une al ADN al elemento de respuesta para cia de células de Sertoli. Cuatro de los pa- los andrógenos activando así la transcripción cientes presentaron una pobre respuesta al de diferentes genes. Mutaciones por lo tanto estimulo con gonadotropina corionica sugi- en el dominio del extremo carboxilo produci- riendo insuficiencia de células de Leydig. Uno rán una inadecuada activación del receptor de los pacientes presentó una alta respuesta y por ende de su funcionamiento.21 Sin em- a la testosterona, lo cual puede corresponder bargo la mayoría de mutaciones descritas a a una insensibilidad parcial a los andróge- éste nivel se han demostrado en tejidos de nos. Y uno de los pacientes presentó un pa- carcinoma prostático. En la mayoría de las trón hormonal sugestivo de deficiencia par- mutaciones como lo es la que ocurre a nivel cial a 17α-hidroxilasa/17, 20 lyasa. del aminoácido 587 inactivan al RA para su En estos pacientes se descarto una pato- unión con el ligando pero su actividad de logía endocrinológica mediante estudios mo- activación de transgenes sigue activa consti- 32 leculares.22 tutivamente.18 En un trabajo realizado por Nicholas et Defectos en la producción de al., se examinaron los principales precurso- andrógenos res endocrinos y sus productos, en pacientes con hipospadias y en controles. Se demostró Varios estudios han mostrado que los pa- una elevación estadísticamente significativa cientes con hipospadias presentan una res- de 17-hidroxiprogesterona en pacientes me- puesta disminuida al estimulo con gonado- nores de un año comparados con el grupo tropina corionica humana al igual que una control. Sin embargo estos niveles son nor- alteración en la síntesis de los andrógenos males para la edad y los niveles de los este- secundaria a posibles defectos enzimáticos.22 UROLOGIA COLOMBIANA roides precursores y los productos de la 17- Como se menciono anteriormente el de- hidroxiprogesterona son normales, lo que sarrollo normal del pene depende de un ade- sugiere que estos hallazgos no son clínica- cuado estimulo androgenico, dado por ade- mente relevantes.23 cuada síntesis de andrógenos (testosterona y Son pocos los casos de alteraciones gené- DHT) y su unión al receptor androgenico; ticas, como causa única, en el desarrollo de cualquier alteración en la vía de la síntesis
  • 7. Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico las hipospadias. Hasta la actualidad se han demostró que una mayor repetición de glici- descrito alrededor de 309 mutaciones diferen- na en el RA estaba relacionada con el desa- rrollo de hipospadias.31 tes en el RA que van a manifestarse en dife- rentes grados de severidad, desde feminiza- Alteraciones endocrinológicas ción testicular completa, hasta casos mas le- ves como el síndrome de Reifenstein.25 Existe Rol de los estrógenos y el desarrollo del una clasificación de severidad que da 7 gra- tubérculo genital dos.26 (Tabla 1) La diferenciación normal de la uretra de- Uno de cada 9 pacientes con hipospadias pende de un adecuado funcionamiento de la aisladas presenta una mutación en el RA.27 testosterona y sus metabolitos, al igual que Mutaciones tipo missense en el exon 2 del gen del RA. Sin embargo, como se mencionó an- que codifica para el RA se encontraron en 1 de teriormente alteraciones en la vía de los an- cada 40 pacientes con hipospadias anteriores.28 drógenos no explican la mayoría de las hi- pospadias. No esta claro el rol de los estróge- No solo se han descrito alteraciones es- nos en el desarrollo de los genitales externos tructurales en la composición de los aminoá- masculinos. cidos en el RA y el desarrollo de hipospadias, sino estudios sobre biopsias de tejido en pa- En un trabajo realizado por Yucel et al., cientes con hipospadias aisladas, han demos- se administraron andrógenos y estrógenos a trado una disminución en la densidad de RA ratones para observar el impacto de estos en en los tejidos de los genitales.29 el desarrollo de los genitales masculinos. Des- cubrieron el efecto directo de los andrógenos Aschim et al., realizaron un estudio sobre en el cierre de la placa uretral. Además entre los diferentes polimorfismos en el RA y de- mas dosis de testosterona administrada, mas mostraron que por encima de 24 repeticio- precoz fue el cierre de la uretra, producien- nes de tripletas GGN se asociaban con el de- do una diferencia en el desarrollo ventral del sarrollo de hipospadias (p 0.003) anteriores pene versus la dorsal. al igual que con criptorquidia. Esto sugiere que a más repeticiones, la funcionalidad del Por otro lado la administración de estró- RA se verá comprometida.30 genos produjo un arresto en la fusión de los pliegues uretrales generando hipospadias más Un estudio similar ya realizado sobre la proximales con tejidos ventrales hipoplásicos, expresión fenotípica en la proteína del RA 33 Tabla 1. Clasificación de severidad para la insensibilidad a los andrógenos Grado Fenotipo Descripción I Masculino Paciente infértil. II Masculino Hipospadias aisladas anteriores y/o micropene III Masculino Hipospadias proximales, criptorquidia, escroto bífido IV Ambiguo Genitales ambigüos UROLOGIA COLOMBIANA V Femenino Clitoromegalia, fusión posterior de labios. VI Femenino Distribución androide de caracteres sexuales secundarios VII Femenino Ausencia de caracteres sexuales femeninos completamente desarrollados luego de la pubertad.
  • 8. Figueroa V.H., Fernández N. y cols. abriendo una ventana a la explicación de los hormonas endógenas. Además se ha encon- trastornos en los genitales masculinos gracias trado que pueden favorecer la activación de las enzimas esteroidogenicas.35 a la administración o exposición de estróge- nos in útero, estrógenos ambientales y disrup- Una de las explicaciones para el aumento tores endocrinos como causa de la creciente de la incidencia a nivel mundial en las últi- incidencia de esta alteración.32 mas décadas de casos de hipospadias son los Otro estudio realizado por Matthew et al., contaminantes ambientales. Muchas de estas mostró un aumento en la incidencia de hi- sustancias se encuentran en el agua y son bio- pospadias en los pacientes expuestos in útero acumulables a través de la cadena alimenti- a antagonistas androgénicos como contami- cia; por esta razón los animales que se en- nantes ambientales usados en insecticidas.33 cuentran en el tope de la cadena alimenticia como los humanos, presentan altas concen- Alteraciones en la producción de traciones de los contaminantes ambientales Dehidrotestosterona en el tejido adiposo.36 Los contaminantes estrogenicos fueron La conversión de testosterona a dehidro- reconocidos comos los causantes de altera- testosterona es catalizada por la acción de la ciones genitales en los grandes lagartos Ame- enzima 5á-reductasa. Existen dos isoenzimas ricanos del estado de la Florida desde 1997.37 conocidas como tipo 1 y 2, que corresponden a dos diferentes genes, el SDR5A1 y SDR5A2 Desde las dos últimas décadas se ha reco- respectivamente. nocido la habilidad de estas sustancias para producir el síndrome de disgenesia testicular Investigaciones han mostrado que el el cual se puede expresar de cuatro formas: SDR5A2 expresa la isoenzima 2 en los geni- criptorquidia, hipospadias, arresto de la es- tales masculinos siendo la más estudiada permatogenesis y cáncer testicular.38 como causa asociada de hipospadias.23,32 Los fitoestrogenos más frecuentes y su Alteraciones en el gen SDR5A2 producen actividad enzimática son:35 cambios en la virilización que van desde ge- nitales completamente feminizados, micrope- Isoflavones: se encuentran en las legu- ne, hipospadias hasta pacientes con genita- minosas y la soya. Tienen la habilidad les masculinos completamente normales.34 de inhibir la 3β hidroxiesteroide deshi- drogenasa (3β HSD), evitando la con- Alteraciones en la tasa de testosterona/ 34 versión de la dehidroepiandrosterona dehidrotestosterona (T/DHT) podrían suge- (DHEA) a androstenodiona. También rir alteraciones en la enzima 5α-reductasa. se ha reportado el efecto inhibitorio Tria et al. sugirieron que los aumentos en la sobre la 17β hidroxiesteroide deshidro- tasa de T/DHT pueden ser secundarios a genasa (17β HSD) tipo 1, enzima que mutaciones del SDR5A1, dando como resul- facilita la conversión de androstenodio- tado casos hipospadias aisladas. Al realizar na a testosterona y viceversa. Por otro el análisis genético de este gen no se encon- lado son inhibidores débiles de la aro- traron mutaciones que pudieran explicar la matasa. presencia de hipospadias.34 Flavones y Flavonones: los Flavones se Disruptores endocrinos UROLOGIA COLOMBIANA encuentran en la mayoría de los frutos Se denominan disruptores endocrinos a rojos y amarillos, mientras que los Fla- las sustancias exógenas con efecto estrogeni- vonones en las frutas cítricas. A dife- co o antiandrogenico, que interactúan con los rencia de los Isoflavones son necesarias receptores androgenicos y estrogenicos, ac- altas dosis para lograr inhibir la 3β tuando como agonistas o antagonistas de las HSD, en cambio tiene un papel mas
  • 9. Hipospadias: enfoque molecular y endocrinológico importante en la inhibición de la 17β incidencia de estas alteraciones genitales y HSD tipo 1 y 5 y de la Aromatasa. eventualmente desarrollar alternativas tera- péuticas.39 Enterodiol y Enterolactone: producida por bacterias intestinales a partir de ce- ¿Podremos esperar que en un futuro se reales, frutas y vegetales. Tienen débil utilicen sustancias que protejan o favorezcan efecto inhibitorio sobre la Aromatasa. un adecuado cierre de la placa uretral, así como el acido fólico proteje contra alteracio- Coumestrol: encontrado en la alfalfa, nes en el cierre del tubo neural? semillas de girasol y espinaca. Tiene su principal efecto inhibiendo la 17β HSD Referencias tipo 1 y 5. 1. Smith ED. The history of hypospadias. Pediatr Surg Int. Micotoxinas: producido por el pan y 1997; 12: 81-85. las plantas mohosas. Es el fitoestroge- 2. Campbell´s Urology, 8ª Ed. Capitulo 49, Pag. 1759. no con la acción inhibitoria más poten- 3. Yucel S. The effect of oestrogen and testosterone on the te sobre la 17β HSD tio 5, con efecto urethral seam of the developing male mouse genital tu- bercle. BJU international, 2003; 92: 1016. importante sobre la 3β HSD y la Aro- matasa. 4. Shukla AR, Patel RP, Canning DA. Hypospadias. Urol Clin N Am. 2004; 31: 445-460. Conclusiones 5. Paulozzi LJ, Erickson JD, Jackson RJ. Hypospadias trends in two US surveillance systems. Pediatrics. 1997; Las bases celulares, bioquímicas y gené- 100: 831-834. ticas de las hipospadias permanecen desco- 6. Calderon JS, Zarante I. Anomalías congénitas urológi- cas: Descripción epidemiológica y factores de riesgo aso- nocidas. Las hipospadias, independientemen- ciados en Colombia 2001-2004. Arch Esp Urol. 2005; te de si son aisladas o asociadas a otras alte- 59: 1-8. raciones y si son proximales o distales deben 7. Centers for disease control. Leading major congenital ser siempre enfocadas como una entidad po- malformations amon minority goups in the United Sta- ligénica y multifactorial. En los casos de hi- tes, 1981–1986. Morb Mortal Wkly Rep. 1988; 37: 17-24. pospadias con testículos descendidos, en quie- 8. Albers N, Ulrichs C, Gliier S, Hiort O, Gernot HG, Sin- necker GHG, Mildenberger H, Brodehl J. Etiology classi- nes no hay síndromes genéticos asociados no fication of severe hypospadias: implications for progno- se ha encontrado una alta incidencia en al- sis and management. J pediatr. 1997; 131(3): 386-392. teraciones moleculares y hormonales. 9. Migeon CJ, Berkovitz GD, Brown TR. Sexual differentia- tion and ambiguity. In Kappy, MS, Blizzard RM, Mi- En los estudios revisados, estas alteracio- 35 geon CJ (eds) The diagnosis and treatment of endocrine nes son muy raras, y no esta claro el papel disorders in childhood and adolescence. Charles C, Tho- clínico al realizar su diagnostico. Es así que mas, Springfield, pp 573 – 681. todo paciente a quien se le detecten hipospa- 10. Sultan C, Paris F, Terouanne B, Balaguer P, Georget V, Poujol N, Jeandel C, Lumbroso S, Nicolas JC. Disorders dias aisladas, no será necesario realizar estu- linked to insufficient androgen action in male children. dios complementarios en busca de alteracio- Hum Reprod. 2001; 7(3): 314 – 322. nes moleculares, mientras que en el caso de 11. Baskin LS, Himes K, Colborn T. Hypospadias and en- pacientes con hipospadias más complejas se docrine disruption: Is there a connection?. Environ Heal- th Perspect. 2001; 109: 1175-1183. hará necesario descartar alteraciones en el RA, su funcionamiento, defectos endocrino- 12. Holmes NM, Miller WL, Baskin LS. Lack of defects in androgen production in children with hypospadias. J lógicos más complejos entre otros. Clin Endodrinol Metab. 2004; 89(6): 2811 – 2816. UROLOGIA COLOMBIANA Actualmente el manejo de elección de las 13. Klonisch T.: Molecular and genetic regulation of testis hipospadias es quirúrgico, esperamos que al descent and external genitalia development. Develop- mental Biology. 2004; 1: 270. conocer de forma mas precisa todos los me- 14. Adachi M, Takayamagi R, Tomura A, Imasaki K, Kato canismos moleculares y hormonales del de- S, Goto K, Yamase T, Ikuyama S, Nawata H. Androgen sarrollo genital podremos desarrollar las ba- insensitivity syndrome as a possible coactivator disea- ses estratégicas preventivas para disminuir la se. N Engl J Med. 2001; 343(12): 856 – 862.
  • 10. Figueroa V.H., Fernández N. y cols. 15. Roche PJ, Hoare SA, Parker MG. A consensus DNA- 29. Gearhart JP, Linhard HR, Berkovitz GD, Jeffs RD, Brown binding site for the androgen receptor. Mol Endocrinol. TR. Androgen receptor levels and 5 alpha-reductase ac- 1992; 6: 2229-2235. tivities in preputial skin and chordee tissue of boys with isolated hypospadias. J Urol. 1988; 140(5Pt2): 1243 - 16. Kallio PJ, Poukka H, Moilanen A, et al. Androgen recep- 1246. tor-mediated transcriptional regulation in the absence of direct interaction with a specific DNA element. Mol 30. Aschim EL, Nordenskjöld A, Giwercman A, Lundin KB, Endocrinol. 1995; 9: 1017 – 1028. Ruhayel Y, Haugen TB, Grotmol T, Giwercman YL. Linka- ge between Cryptorchidism, hypospadias and GGN re- 17. Getzenberg RH, Pienta KJ, Coffey DS. Tissue matrix: peat length in the androgen receptor gene. J Clin Endo- Cell dynamics and hormone action. Endocr Rev. 1990; crinol Metab. 2004; 89: 5105 – 5109. 11: 399 – 417. 31. Lim, H. 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