Yaremi Quiros Luis Salamanca, 2010
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGA Y FARMACOLOGA
TESIS DOCTORAL
IDENTIFICACIN DE BIOMARCADORES URINARIOS PARA LA MEJORA DEL DIAGNSTICO
DEL DAO RENAL AGUDO INDUCIDO POR GENTAMICINA
Salamanca , a 30 de octubre de 2010
IDENTIFICACIN DE BIOMARCADORES
URINARIOS PARA LA MEJORA DEL DIAGNSTICO DEL DAO RENAL AGUDO
INDUCIDO POR GENTAMICINA
UNIVERSIDAD DE SALAMANCA
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGA Y FARMACOLOGA
MEMORIA PRESENTADA POR YAREMI QUIROS LUIS PARA
OPTAR AL GRADO DE DOCTOR POR LA UNIVERSIDAD DE
SALAMANCA
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGA Y FARMACOLOGA
EL DOCTOR D. RAFAEL JIMNEZ FERNNDEZ, DIRECTOR DEL DEPARTAMENTO
DE FISIOLOGA Y FARMACOLOGA DE LA UNIVERSIDAD DE SALAMANCA ,
CERTIFICA:
Que el presente trabajo, elaborado por la Lda. en Farmacia Yaremi Quiros Luis para optar al Grado de
Doctor, con el ttulo IDENTIFICACIN DE BIOMARCADORES URINARIOS PARA LA MEJORA DEL
DIAGNSTICO DEL DAO RENAL AGUDO INDUCIDO POR GENTAMICINA, ha sido realizado bajo la
direccin del Doctor D. Jos Miguel Lpez Novoa y el Doctor D. Francisco J. Lpez Hernndez, en el
Departamento de Fisiologa y Farmacologa de la Universidad de Salamanca.
Y para que as conste, expido y firmo el presente certificado en Salamanca, a 30 de septiembre de 2010.
Fdo.: Dr. D. Rafael Jimnez Fernndez
Departamento de Fisiologa y Farmacologa
EL DOCTOR D. JOS MIGUEL LPEZ NOVOA, CATEDRTICO DE FISIOLOGA DEL DEPARTAMENTO
DE FISIOLOGA Y FARMACOLOGA DE LA UNIVERSIDAD DE SALAMANCA, Y EL DOCTOR D.
FRANCISCO J. LPEZ HERNNDEZ, INVESTIGADOR DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO DE
SALAMANCA Y PROFESOR ASOCIADO DE FISIOLOGA DEL DEPARTAMENTO DE FISIOLOGA Y
FARMACOLOGA DE LA UNIVERSIDAD DE SALAMANCA
CERTIFICAN:
Que el presente trabajo, titulado IDENTIFICACIN DE BIOMARCADORES URINARIOS PARA LA
MEJORA DEL DIAGNSTICO DEL DAO RENAL AGUDO INDUCIDO POR GENTAMICINA, presentado
por la Licenciada en Farmacia Yaremi Quiros Luis para optar al Grado de Doctor, ha sido realizado bajo nuestra
direccin en el Departamento de Fisiologa y Farmacologa de la Universidad de Salamanca, consideramos que
cumple las condiciones necesarias y autorizamos su presentacin con el fin de que pueda ser defendido ante el
tribunal correspondiente.
Y para que as conste, expiden y firman el presente certificado en Salamanca, a 30 de septiembre de 2010
Fdo.: Dr. D. Jos Miguel Lpez Novoa Fdo.: Dr. D. Francisco J. Lpez Hernndez
Este trabajo es fruto de la colaboracin de todos los que formamos el grupo de investigacin y a la ayuda de muchas personas a las cuales quiero expresar mi ms profundo agradecimiento:
Quiero agradecer al Dr. Jos Miguel Lpez Novoa y al Dr. Francisco J. Lpez Hernndez por darme la
oportunidad de formar parte de este grupo y participar en este proyecto de investigacin, por la excelente direccin,
su nfasis en el trabajo y gracias por la enseanza en el mundo de la investigacin.
Gracias Fran por tu orientacin, tu preocupacin, por la confianza que has depositado en m y ayuda en la
realizacin de este trabajo y sobre todo por el trato personal.
Quiero dar las gracias a todos mis compaeros de laboratorio: a Rebeca y Nieves por su preocupacin
especial y su amistad, a Penlope, Laura, Mayte y Begoa, por esos momentos juntas, la ayuda en el trabajo con la
posibilidad de echarme una mano ante cualquier problema, por su cario y amistad, por todos esos momentos que
hemos pasado juntos que han hecho que me sintiera como en casa, por alegrarme en esos momentos tan difciles y
por las tantas risas que hemos echado.
A Ana y Omar mis compaeros inseparables de experimentos de ratas, con los que he compartido tantas
horas de laboratorio con mucho cario, preocupacin y apoyo, Mara, Annette, Luca, Nely, Maria, Brbara, Jos,
Sandra, Isa, Soraya, Miguel, Patri, Fernando, Andrea, Maria Jos y Carlos a los cuales les debo que me entiendan a
pesar de mi acento que siempre estn dispuestos en todo momento a ayudarme, preocupados por mi trabajo, gracias
por ensearme y ayudarme tantas veces.
Gracias al Dr. Carlos Martnez Salgado por su profesionalidad, rapidez y buen humor, as como su apoyo, a
la Dra. Nlida Eleno por toda su preocupacin y nimo.
Agradecer tambin a la Dra. Ana Morales por su nimo, atencin y preocupacin, as como al Dr. Fernando
Prez Barriocanal por su enseanza y ayuda.
A nuestra secretaria Maribel por su buen humor y ayudarnos con todos los papeleos, y Luisa por su
simpata, cario y compaa.
He de agradecer a todos los compaeros de la Facultad de Farmacia que me han dado su apoyo, les
agradezco su ayuda y nimo.
Tambin mostrar mi gratitud a esos que contribuyen a que mi trabajo se pueda realizar da a da, los
compaeros del animalario, Elena, Juan, Jos Fernando, Paco, Carmen y Jorge por el cuidado de los animales.
AGRADECIMIENTOS
AGRADECIMIENTOS
A todos mis compaeros del laboratorio de Cuba, que me han apoyado en mis sueos de realizar una tesis
doctoral.
A mi familia tan especial, mi hermana y mi cuado que se preocupan tanto por m, que me hace compaa
estando tan lejos de mi Cuba.
A mi Madre que hace todo lo que est a su alcance para que yo pueda lograr mis sueos, mi Padre que
aunque ya no est me apoy en este viaje para que hiciera mis sueos.
A Claudia mi hija por su amor, Adrian mi sobrino por su cario y a todos mis hermanos que me brindan su
apoyo para que yo pueda estar aqu hoy.
A Juan Miguel mi esposo por su apoyo y cario, y su familia que ha acogido como una hija.
A todos gracias.
NDICE
INTRODUCCIN
1. El sistema renal 3 1.1. Anatoma del rin 3 1.2. Anatoma de la nefrona 3
2. Funciones de los riones 5 2.1. Regulacin del equilibrio hidroelctrico 5 2.2. Excrecin y concentracin de catabolitos y sustancias txicas 5 2.3. Regulacin de la presin arterial 6 2.4. Sntesis y secrecin de otras sustancias 6
3. Procesos renales bsicos 7 3.1. Filtracin glomerular 7 3.2. Reabsorcin y secrecin tubular 8
4. Fracaso renal aguda 8 4.1.Incidencia y morbimortalidad 9 4.2. Fisiopatologa general del FRA 9 4.3. FRA pre-renal 9 4.4. FRA renal o intrnseco 10 4.5. FRA post-renal 13 4.6. Agentes nefrotxicos y susceptibilidad renal 13
5. Evaluacin del fracaso renal agudo 14 5.1. Determinacin del volumen y osmolalidad urinarios 14 5.2. Medida de la filtracin glomerular 14 5.3. Anlisis del sedimento urinario 15 5.4. Estudio histopatolgico del rin 15
5.5. Estudio de la composicin de la orina 15
5.6. Una nueva generacin de marcadores sensibles y tempranos de dao renal agudo
15
6. Perspectivas en el diagnostico del FRA. 17 6.1 Diagnstico de la predisposicin adquirida al FRA 17 6.2 Diagnstico etiolgico diferencial del FRA 19
7. Nefrotoxicidad de la gentamicina 19 7.1Articulo I: New insights into the mechanism of aminoglycoside
nephrotoxicity. An integrative point of view 19
7.2. Artculo II: An integrative overview on the mechanisms underlying
the renal tubular cytotoxicity of gentamicin.
20
Articulo I :New insights into the mechanism of aminoglycoside nephrotoxicity. An integrative point of view
21
Articulo II: An integrative overview on the mechanisms underlying the renal tubular cytotoxicity of gentamicin
38
OBJETIVOS 50
RESULTADOS Y DISCUSIN 54
1. Articulo I: Sub-nephrotoxic doses of gentamicin predispose animals to
developing acute kidney injury and to excrete ganglioside m2 activator
protein.
60
1.1. patente II: Urinary GM2 activator protein as a marker of acute
renal failure or the risk of developing acute renal failure
71
2. Articulo II: Urinary reg IIIb and gelsolin: differential markers of
gentamicin-induced acute kidney injury.
83
2.1. Patente II: Mtodo para la deteccin de dao renal 101
2.2. Patente III: PCT GELSOLIN - REG IIIB. Method for the
detection of renal damage.
109
2.3. Patente IV: Mtodo para la deteccin de dao renal 119
CONCLUSIONES 127
BIBLIOGRAFA 131
INTRODUCCIN
La imaginacin es mas importante que la cultura, Porque el hombre que solo es culto, termina rodeado de limites, Mientras que la imaginacin puede darle la vuelta al mundo
A. Einstein
3
INTRODUCCIN
1. EL SISTEMA RENAL.
El aparato urinario humano est constituido por dos riones, dos urteres, una vejiga y la uretra. A partir de un filtrado inicial del plasma sanguneo, por medio de procesos de reabsorcin y secrecin, los riones producen la orina que llega a la vejiga a travs de los urteres y se elimina al exterior por la uretra.
1.1. Anatoma del rin.
Los riones son dos rganos de color pardo-rojizo situados retroperitonealmente en la parte dorsal del abdomen, a cada lado de la columna vertebral. Los riones estn recubiertos por una cpsula de tejido fibroso.
En una seccin longitudinal (Fig 2) se distinguen dos regiones: la corteza en la parte externa y mdula en la parte interna. La corteza cubre la base de cada una de las unidades cnicas de la mdula, denominadas pirmides medulares, cuyo pice se prolonga en la pelvis renal dando lugar a la papila. Un examen macroscpico permite distinguir que la
