[Ion transporters in the lungs. Use as therapeutic targets]
- PMID: 31487254
[Ion transporters in the lungs. Use as therapeutic targets]
Abstract
The chloride channels, sodium and bicarbonate channels, and aquaporin water channels are coordinated to maintain the airway surface liquid that is necessary for mucociliary clearance. The general mechanism for the transport of electrolytes and fluids depends mainly on the differential expression and distribution of ion transporters and pumps. Ions and water move through the paracellular or transcellular pathways. The transcellular route of electrolyte transport requires an active transport (dependent on ATP) or passive (following electrochemical gradients) of ions. The paracellular pathway is a passive process that is ultimately controlled by the predominant transepithelial electrochemical gradients. Cystic fibrosis is a hereditary disease that is produced by mutations in the gene that encode cystic fibrosis transmembrane conductance regulatory protein (CFTR) that acts as a chloride channel and performs functions of hydration of periciliary fluid and maintenance of luminal pH. The dysfunction of the chlorine channel in the respiratory epithelium determines an alteration in the bronchial secretions, with an increase in its viscosity and alteration of the mucociliary clearance and that associated with infectious processes can lead to irreversible lung damage. CFTR dysfunction has also been implicated in the pathogenesis of acute pancreatitis, chronic obstructive pulmonary disease, and bronchial hyperreactivity in asthma. There are drugs that exploit physiological mechanisms in the transport of ions with a therapeutic objective.
Los canales de cloruros, de sodio, de bicarbonato y los de agua (aquaporinas) se coordinan para mantener la cubierta líquido superficial de las vías respiratorias, que es necesaria para el aclaramiento mucociliar. El mecanismo general para el transporte de electrolitos y agua depende principalmente de la expresión diferencial y distribución de los transportadores y bombas de iones. Los iones y el agua se mueven a través de las vía paracelular o transcelular. La ruta transcelular del transporte de electrolitos requiere un transporte activo (dependiente de ATP) o pasivo (siguiendo gradientes electroquímicos) de iones. La ruta paracelular es un proceso pasivo que está controlado, en última instancia, por los gradientes electroquímicos transepiteliales predominantes. La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria que se produce por mutaciones en el gen que codifica la proteína reguladora de la conductibilidad transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) que actúa como un canal de cloro y cumple funciones de hidratación del líquido periciliar y mantenimiento del pH luminal. La disfunción del canal de cloro en el epitelio respiratorio determina una alteración en las secreciones bronquiales, con aumento de su viscosidad y alteración de la depuración mucociliar y que asociado a procesos infecciosos puede conducir a daño pulmonar irreversible. La disfunción del CFTR, también se ha visto implicado en la patogénesis de la pancreatitis aguda, en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y la hiperreactividad en el asma. Existen fármacos que aprovechan los mecanismos fisiológicos en el transporte de iones, con un objetivo terapéutico.
Keywords: airway surface liquid (ASL); chronic obstructive pulmonary disease; cystic fibrosis; mucociliary clearance.
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