Teórica 13 - Microcirculación.pdf
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MICROCIRCULACIÓN Canales de 50-80 nm canales de 100 a 1000 nm interacciones celulares en la pared vascular endotelio músculo liso espacio intersticial lumen Figueroa, X. F. et al. Physiology 19: 277-284 2004 Cada órgano está ubicado sobre una vía circulatoria paralela. Distribución del gasto cardíaco en reposo corazón derecho pulmón cerebro corazón RETORNO VENOSO sistema digestivo sistema excretor musculatura piel corazón izquierdo 20% 5% 25% GASTO CARDIACO 20% 5 litros /min 20% 10% Distribución del gasto cardíaco en reposo y ejercicio físico corazón derecho pulmón cerebro corazón RETORNO VENOSO sistema digestivo sistema excretor musculatura piel GASTO CARDIACO: corazón izquierdo reposo ejercicio 20% 5% 5% 8% 25% 5% 20% 2% 20% 80% 10% 5 l /min 25 l /min Caudal (Flow) = P / R R1 R2 Suma de Ri resistencia periférica total CT = CA + CB CA = P / RA CB = P / RB Ci = P / Ri 8L Ri = 4 ri ¿Cómo se regula el caudal de sangre que llega a cada tejido? - Modificando el radio de las arteriolas que llegan a cada tejido. Es decir modificando Ri. - Esto se hace de acuerdo a los requerimientos metabólicos en cada situacion. Pequeños cambios en el radio producen importantes cambios en la resistencia Flujo = P / R R = 8L r4 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL • Regulación local • Regulación neural (autónomo) • Regulación hormonal y por sustancias vasoactivas REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL aorta arteriola control de la resistencia capilar vénula vasodilatación vs vasoconstricción vena v. cava REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL aorta arteriola capilar Reclutamiento de capilares vénula vena v. cava Controlará la presión local en capilares y por lo tanto la irrigación a tejidos Variaciones en la resistencia de las arteriolas modifica la presión en capilares. Vasodilatación de la arteriola Vasoconstricción de la arteriola (tejido que queremos irrigar menos) Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Pc Pc Mayor presión absoluta en capilares implica una mayor presión transmural respecto de los tejidos mayor irrigación Menor presión absoluta en capilares implica una menor presión transmural respecto de los tejidos menor irrigación REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL La regulación de la resistencia se controla mayoritariamente a nivel de las arteriolas ¿COMO? CONTROL LOCAL DE LA RESISTENCIA DE LAS ARTERIOLAS Además de los controles sistémicos sobre la resistencia (vasodilatación/vasoconstricción por sist nerv autónomo o sist endócrino) de las arteriolas, existen controles locales BIOMECANICOS • Reflejo miogénico • Shear stress HUMORALES METABOLICOS CONTROL LOCAL DEL FLUJO lumen endotelio músculo liso el control de la resistencia se efectúa por contracción y relajación del músculo liso vascular Control biomecánico Las paredes de los vasos están sujetas a dos fuerzas presión hidrostática lumen vascular endotelio músculo liso shear stress Reflejo miogénico Respuesta del músculo liso al estiramiento de la pared vascular (el shear stress es ignorado o eliminado experimentalmente) presión hidrostática lumen vascular endotelio músculo liso Reflejo miogénico pasivo bajo [Ca++] control sin endotelio Cambio de presión hidrostática sin flujo Reflejo miogénico presión estiramiento del vaso receptores de estiramiento del músculo liso despolarización activación de canales de calcio voltajedependientes ICa liberación de Ca++ intracelular Músculo liso contracción muscular (-) Shear stress Respuesta del endotelio a cambios en el caudal. lumen vascular endotelio músculo liso Analisis del efecto del caudal sobre la vasculatura Kuo et al 1990 Efecto del caudal sobre el diámetro del vaso, a presión hidrostática constante. El caudal produce un aumento en el diámetro y este efecto depende del endotelio. (valor normal en arteriolas) vasorrelajación Kuo et al 1990 Efecto del caudal y de la presión hidrostática sobre el diámetro (shear stress + miogénico). Kuo et al 1991 Efecto del caudal y de la presión hidrostática sobre el diámetro (shear stress + miogénico). El reflejo miogénico y el shear stress operan de manera antagónica regulado el diametro del vaso, y en consecuencia el caudal de sangre que pasa por dicha arteriola. Kuo et al 1991 El shear stress afecta la forma del endotelio pero no del músculo liso células endoteliales QuickTime™ and a decompressor are needed to see this picture. células de músculo liso Malek et al 1994 El flujo causa un cambio en la forma de las células endoteliales que coincide con un rearreglo del citoesqueleto Malek & Izumo 1996 Malek & Izumo 1996 Cuál es el sensor del flujo? Endotelio vascular uniones oclusivas microtúbulos cadherinas integrinas lámina basal Mediadores químicos del shear stress Las células endoteliales liberan prostaciclinas fosfolípidos fosfolipasa A2 ácido araquidónico vía de la ciclooxigenasa prostaciclina Mediadores químicos del shear stress Las células endoteliales liberan óxido nítrico arginina oxido nítrico sintetasa óxido nítrico + citrulina + NADP El flujo evoca la generación de óxido nítrico en células endoteliales en cultivo. L-NNA, inhibidor de la óxido nítrico sintetasa Noris et al 1995 http://circres.ahajournals.org/content/76/4/536.full Shear stress Un aumento en el flujo induce vasodilatación por liberación de NO shear stress lumen vascular Ca++-calmodulina Ca++ endotelio eNOS músculo liso SERCA NO + GMPc MLCK - relajación K+ Shear stress Un aumento en el flujo induce vasodilatación por liberación de prostaciclina lumen vascular shear stress endotelio prostaciclina músculo liso cAMP - MLCK relajación K+ Reflejo miogénico presión estiramiento del vaso despolarizacón del músculo liso Shear stress flujo (-) shear stress NO, prostaciclina gCa - ICa liberación de Ca++ intracelular contracción muscular (+) relajación del músculo liso vasodilatación EDHF: endotelial derived hyperpolarizing factor ET-1: endotelina PGI2: prostaciclina CONTROL LOCAL DE LA RESISTENCIA DE LAS ARTERIOLAS BIOMECANICOS HUMORALES METABOLICOS • Reflejo miogénico • Shear stress • NO • Endotelina • Prostaciclina . O2 . CO2 • Adenosina • Lactato •H+ • K+ • Temperatura Hiperemia activa: el aumento en la actividad metabólica de un tejido produce un aumento en el caudal sanguíneo que irriga a dicho tejido. Hiperemia activa Aumento en la irrigación sanguínea del músculo en función de la actividad física CONTROL LOCAL DE LA RESISTENCIA DE LOS CAPILARES Factores metabólicos FACTOR ORIGEN EFECTO O2 sangre vasoconstricción CO2 tejido vasodilatación K+ tejido (músculo) vasodilatación H+ tejido vasodilatación Adenosina tejido vasodilatación REGULACION METABOLICA DEL FLUJO SANGUINEO metabolismo [O2] tisular [CO2] tisular (-) vasodilatación resistencia flujo de sangre hiperemia funcional o activa Regulación homeostática local + tasa metabólica pH liberación O2 a tejido - vasodilatación humorales & biomecánicos hemoglobina Afinidad O2 -Hb [O2] + resistencia flujo de sangre shear stress El shear stress y el reflejo miogénico tienen efectos antagónicos que controlan el flujo vascular y lo mantienen estable en ciertos tejidos: AUTORREGULACION shear stress P factores endoteliales miorrelajantes reflejo miogénico importante en: cerebro riñón corazón 0 100 perfusion pressure (mm Hg) 200 Regulación homeostática ATP actividad muscular AMP [adenosina]o adenosina vasodilatación receptores a Adenosina + resistencia flujo de sangre shear stress INTERCAMBIO SANGRE - TEJIDOS INTERCAMBIO CON LOS TEJIDOS aorta arteriola capilar vénula vena v. cava REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL El intercambio se lleva a cabo a nivel de los capilares DIFUSION: pasaje de sustancias en el sentido que disipa el gradiente de concentracion. Ley de Fick F= DC DIFUSION FACILITADA: pasaje pasivo de sustancias en el sentido que disipa el gradiente de concentracion pero que requiere de un mecanismo de transporte específico. FILTRACION: movimiento de la solución en el sentido que disipa el gradiente de presión hidrostática. OSMOSIS: difusión pasiva del agua siguiendo su “grandiente” de concentración a través de una membrana semipermeable. TRANSPORTE ACTIVO: movimiento de solutos, normalmetne en contra del gradiente de concentración, a expensas de energía. capilar continuo capilar sinusoidal o discontinuo Canales de 50-80 nm capilar fenestrado canales de 100 a 1000 nm TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL transmembranal pericelular líquido intersticial plasma endotelio capilar tejido TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL liposolubles hormonas esteroides O2 DIFUSION PASIVA CO2 líquido intersticial plasma endotelio capilar tejido capilar continuo capilar sinusoidal o discontinuo Canales de 50-80 nm capilar fenestrado canales de 100 a 1000 nm ENDOTELIO VASCULAR uniones oclusivas microtúbulos cadherinas integrinas lámina basal TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL DIFUSION FACILITADA hidrosolubles Na+ TRANSPORTE ACTIVO K+ glucosa TRANSPORTE VESICULAR H2 O macromoléculas líquido intersticial plasma endotelio capilar tejido Transcitosis Transporte vesicular Transcitosis Endocitosis + exocitosis Conductos transcelulares TRANSPORTE “VESICULAR” Qué se transporta? Cómo se discrimina? Macromoléculas (Albúmina, transferrina) Tamaño Carga Identidad - transcitosis mediada por receptor Complejos Macromoleculares (LDL) capilar continuo capilar sinusoidal o discontinuo Canales de 50-80 nm capilar fenestrado canales de 100 a 1000 nm TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL DIFUSION PASIVA (canales) hidrosolubles DIFUSION FACILITADA Na+ TRANSPORTE ACTIVO K+ glucosa TRANSPORTE VESICULAR macromoléculas FILTRACION líquido intersticial plasma endotelio capilar tejido FILTRACION: FUERZA DE STARLING presión hidrostática presión oncótica líquido intersticial plasma endotelio capilar tejido Efecto de diferentes proteinas del plasma sobre la presión oncótica MW (kD) 70 140 400 FILTRACION: FUERZA DE STARLING filtración J = Kfc (Pc - Po)-d (c-o)] x coeficiente de filtración coeficiente de reflexión FILTRACION: FUERZA DE STARLING Coeficiente de filtración: indica la conductancia hidráulica del endotelio. Coeficiente de reflexión: indica la dificultad con que un soluto proteico atraviesa el espacio intercelular en comparación con el agua. Si = 1, la reflexión es total, las proteínas no atraviesan. Si < 1, la reflexión es parcial, las proteínas atraviesan parcialmente. El grado de porosidad de los capilares es diferente en diferentes tejidos: Cerebro: uniones estrechas, difusión restringida Hígado: gran porosidad que permite el paso de proteinas Intestino: intermedio Riñon: gran número de fenestrae que permiten el paso de solución acuosa a través de las células epiteliales. filtración & absorción x filtración (riñón)
