EL ENDOTELIO
UN «NUEVO» MACRO Y MICRO-ÓRGANO, INTELIGENTE, UBICUO Y SIN FRONTERAS
(FUNDAMENTO)
Horacio Mariño Munguía & Héctor Ramírez Neve
Médicos en Perros & Gatos
Avenida de la Raza 4954.
Centro Comercial Alameda.
Colonia «El Colegio». Ciudad Juárez Chihuahua México. C. P. 32340.
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EPITELIO ESCAMOSO SIMPLE
Los epitelios escamosos simples son delgados y delicados. Estos son frecuentemente encontrados en superficies internas implicadas en el pasaje ya sea de líquidos o gases. En consecuencia estos se encuentran: (i) en el revestimiento más interno del pulmón, donde el oxigeno es absorbido y el dióxido de carbono es liberado; y (ii) en las membranas de filtración de los riñones, en donde el agua y otras moléculas pequeñas son excretadas como orina. La frágil naturaleza del epitelio escamoso simple requiere que este ocurra solamente en regiones protegidas de la corpórea, tal como en el revestimiento de las cavidades pectoral y abdominal. Dado que los epitelios escamosos simples son planos y lisos, estos son importantes reduciendo la fricción, siendo encontrados en el revestimiento de los vasos sanguíneos y linfáticos. Los epitelios escamosos simples han adoptado nombres especiales dependiendo en donde estos son localizados en la corpórea. Por ejemplo, el epitelio que reviste a las cavidades pleural (pecho), pericardial (alrededor del corazón) y peritoneal (abdomen) es llamado mesotelio. El epitelio que reviste los vasos sanguíneos y linfáticos es llamado endotelio.
⢠Colville T & Bassert J M. Clinical Anatomy & Physiology for Veterinary Technicians. Mosby. USA. 2002. pg. 67.
ANATOMIA & HISTOLOGIA VASCULAR
Los vasos sanguíneos son un circuito cerrado de conductos que transportan sangre desde el corazón hacia los tejidos y de regreso al corazón. Toda la sangre fluye a través de los pulmones, pero la circulación sistémica es constituida de múltiples circuitos diferentes en paralelo. Esto permite amplia variación en el flujo sanguíneo sistémico regional, sin alterar el flujo sistémico total.
Conforme el diámetro de los vasos disminuye su número en la corpórea se incrementa, así que el área de corte transversal total aumenta.
Todos los vasos sanguíneos son revestidos por células endoteliales. Colectivamente, las células endoteliales constituyen un notable órgano que secreta sustancias las cuales afectan el diámetro de los vasos, sustentan su crecimiento y reparación cuando son dañados, además de formar nuevos vasos para transportar sangre a los tejidos en crecimiento.
Vasos Arteriales
La aorta, la mayor de las arterias, y las arteriolas son constituidas de una capa externa de tejido conectivo, la adventicia; una capa intermedia de músculo liso, la media; y una capa interna, la intima, esta ultima conteniendo una capa de células endoteliales y algún tejido conectivo sub-endotelial. Las paredes de la aorta y las grandes arterias contienen abundante tejido elástico, mucho del cual es concentrado en la lámina elástica interna, una prominente banda entre la intima y la media; y otra banda, la lamina elástica externa, entre la media y la adventicia. Los vasos son dilatados por la fuerza de la eyección cardiaca durante la sístole y el tejido elástico permite a estos retraerse durante la diástole. Esto mantiene la presión diastolica y auxilia en el anteromovimiento de la sangre. Las paredes de las arteriolas contienen menos tejido elástico que el de las arterias, pero proporcionalmente más músculo liso. El músculo es extensamente inervado por fibras nerviosas noradrenérgicas, las cuales son constrictoras en función. En determinadas circunstancias existe una inervación colinérgica, la cual es vasodilatadora en función. Las arterias y las arteriolas presentan considerable resistencia al flujo sanguíneo y son conocidas como vasos de resistencia.
⢠Ganong W F. Cardiovascular Disorders: Vascular Disease. In: Pathophysiology of Disease: An Introduction to Clinical Medicine. McPhee S J, Lingappa V R, Ganong W F & Lange J D (Editors). McGraw-Hill Companies. USA. 2000. pg.258-281.
Capilares
Los capilares son diminutos vasos que conectan a arteriolas y venulas, la pared de estos actúa como una membrana semipermeable para el intercambio de diversas sustancias entre la sangre y el fluido tisular. Las paredes consisten de células endoteliales a través de las cuales los fluidos y sustancias disueltas pueden pasar. En la terminación arterial, la presión sanguínea dentro del capilar es superior que la presión en los tejidos circundantes, y el fluido sanguíneo, además de algunas sustancias sólidas disueltas, acceden hacia el exterior a través de la pared capilar. En la terminación venosa del capilar, la presión dentro de los tejidos es superior y materiales y fluidos de desecho desde los tejidos acceden dentro del capilar, para ser acarreados hacia fuera y ser desechados.
⢠Blodd D C & Studdert V P. Baillièreâs Comprehensive Veterinary Dictionary. Baillière Tindall. United Kingdom. Seventh Printing. 1997. pg. 150.
Las porciones terminales de las arteriolas, en ocasiones llamadas metarteriolas, drenan dentro de los capilares. En el lado de contraflujo, las aberturas de los capilares son circundadas por esfínteres precapilares de músculo liso. Existe debate acerca de sí las metarteriolas y esfínteres son inervados. Los capilares per se son constituidos de una sola capa de células endoteliales. Fuera de estas células ocasionalmente existen pericitos, células fibrosas cuya función es desconocida. Los capilares anastomosan ampliamente, y aunque cada capilar es de 5 a 9 m m de diámetro, estos son tan numerosos que el área total de corte transversal de todos los capilares es de alrededor de 4500 cm2.
Algunas sustancias cruzan las paredes capilares a través de transporte vesicular, un proceso que involucra endocitosis de plasma, movimiento a través del citoplasma de la célula endotelial de las vesículas formadas en esta forma y exocitosis en el lado tisular. Sin embargo, relativamente poco material es movido de esta manera, y la mayoría del intercambio de fluido y soluto ocurre en las zonas de unión entre las células endoteliales. En el hígado, existen amplias aberturas entre las células endoteliales. En tejidos endocrinos, intestino delgado y riñones, tejidos en los cuales existe denso flujo de material a través de las paredes capilares, el citoplasma de las células endoteliales es atenuado para formar aberturas llamadas fenestraciones. Aparentemente, estas aberturas son clausuradas por una membrana discontinua la cual permite el paso de sustancias de hasta aproximadamente 600 nm de diámetro. En músculo esquelético y cardiaco, además de en otros muchos tejidos, no existen fenestraciones, pero las zonas de unión entre las células endoteliales permiten el pasaje de sustancias de hasta 10 nm de diámetro. Finalmente, en los capilares cerebrales existen uniones intercelulares herméticas entre las células endoteliales. Estas uniones intercelulares herméticas permiten sumamente poco transporte pasivo y son un componente clave de la barrera hemato-encefálica. El agua y el CO2 acceden al cerebro con facilidad, pero el movimiento de la mayoría de las otras sustancias, dentro y fuera del tejido cerebral, es principalmente vía proteínas de transporte en las células endoteliales.
Venulas & Venas
Las venulas son sumamente similares a los capilares; estas son de aproximadamente 20 m m de diámetro y su área total de corte transversal es de aproximadamente 4000 cm2. Dichas drenan dentro de las venas, las cuales presentan cantidades modestas de músculo liso y tejido elástico en sus relativamente delgadas paredes de un promedio de 5 mm de diámetro. Las venas drenan dentro de las venas cavas superior e inferior, las cuales a su vez drenan dentro del atrio derecho del corazón. Las paredes de las venas, a diferencia de aquellas de las arterias y las arteriolas, son fácilmente distensibles y pueden expandirse para contener mayor cantidad de sangre, sin significativo incremento en la presión intravascular. En consecuencia, estas son conocidas como vasos de capacitancia. Tales son inervadas y su músculo liso puede contraerse en respuesta a estimulación noradrenérgica, impulsando sangre dentro del corazón y el lado arterial de la circulación. La intima de las venas de las extremidades se pliega a intervalos para formar válvulas venosas que evitan el flujo retrogrado.
Linfáticos
Los diminutos vasos linfáticos son constituidos de tubos endoteliales. Aparentemente, el fluido accede a estos a través de zonas de unión relajadas entre las células endoteliales. Estos drenan dentro de amplios tubos endoteliales que presentan valvas y paredes contráctiles conteniendo músculo liso, de manera tal que el fluido que dichos contienen se desplaza centralmente. Los linfáticos centrales drenan dentro de la vena subclavia derecha o izquierda. Por tanto, el sistema linfático drena el exceso de fluido en los tejidos de regreso dentro del sistema vascular, entre otras.
SUSTANCIAS SECRETADAS POR EL ENDOTELIO
Los vasos sanguíneos son revestidos por una capa continua de células endoteliales, desempeñando dichas un papel esencial en la regulación de la función vascular. Estas responden a cambios en el flujo, relajación, una variedad de sustancias circulantes y mediadores inflamatorios. En respuesta a tales estímulos, ellas secretan sustancias vasoactivas y reguladoras del crecimiento. Los factores de crecimiento regulan el desarrollo vascular y son importantes en numerosas enfermedades. Las sustancias vasoactivas producidas por el endotelio generalmente actúan de manera paracrina, esto con el fin de regular el tono vascular local. Estas incluyen prostaglandinas, tal como la prostaciclina, y asimismo tromboxanos, oxido nítrico y endotelinas.
Prostaglandinas & Tromboxanos
Prostaciclina es producida por medio de células endoteliales y tromboxano A2 a través de plaquetas partiendo de su precursor común, el ácido araquidonico. Tromboxano A2 produce agregación plaquetaria y vasoconstricción, mientras que la prostaciclina promueve vasodilatación. El balance entre ambos es uno de los mecanismos que favorecen la vasoconstricción local y la formación del coagulo en sitios de daño vascular, mientras que evita que el coagulo se disemine, en consecuencia manteniendo el flujo normal en áreas vecinas no dañadas. El balance entre tromboxano A2 plaquetario y prostaciclina endotelial puede ser alterado por la administración de bajas dosis de aspirina. Tromboxano A2 y prostaciclina, son ambos producidos a partir de ácido araquidonico a través de la vía de la ciclo-oxigenasa. La aspirina produce inhibición irreversible de la ciclo-oxigenasa. Sin embargo, las células endoteliales elaboran más ciclo-oxigenasa dentro de pocas horas, mientras que las plaquetas circulantes son incapaces, y nueva ciclo-oxigenasa plaquetaria aparece solo conforme nuevas plaquetas acceden a la circulación durante un periodo de días. En consecuencia, la administración crónica de dosis bajas de aspirina reduce la coagulación intravascular durante periodos prolongados de tiempo y es de valor en la prevención de infarto al miocardio, angina inestable, accidente isquémico transitorio y accidente cerebrovascular.
Oxido Nítrico
La producción de un potente vasodilatador a través de las células endoteliales fue inicialmente sospechado cuando fue notado que la remoción del endotelio a partir de anillos de tejido arterial, transformaban la respuesta dilatadora normal a la acetilcolina en una respuesta presora. El agente responsable fue inicialmente denominado factor relajante derivado del endotelio, pero es ahora conocido como oxido nítrico (NO). NO es producido a partir de arginina en una reacción catalizada por oxido nítrico sintetasa (NOS). Tres formas de NOS han sido clonadas: NOS1, encontrada en el sistema nervioso; NOS2, encontrada en macrófagos y células inmunes relacionadas; y NOS3, encontrada en las células endoteliales. NOS1 y NOS3 son activadas por medio de agentes que incrementan el Ca2+ intracelular, incluyendo acetilcolina y bradicinina, mientras que NOS2 es activada por medio de citocinas. El NO que es formado en las células endoteliales difunde hacia las células musculares lisas vasculares adyacentes, en donde activa guanylil ciclasa, produciendo guanosin monofosfato cíclico (cGMP). cGMP medía en la relajación del músculo liso vascular.
Los vasodilatadores que actúan in vivo por medio de NO incluyen no solo a la acetilcolina y la bradicinina, sino que asimismo al péptido intestinal vasoactivo (VIP), la sustancia P y algunos otros polipéptidos. Adicionalmente, diversas sustancias que producen vasoconstricción in vivo pudiesen presentar un mucho mayor efecto constrictor sí estas no son simultáneamente liberadas con NO. En consecuencia, NO es un regulador local preponderante del flujo sanguíneo. Su amplísimo papel en la regulación del sistema vascular, es indicado a través del hecho de que infusión de aminoácidos análogos a la arginina que inhiben NOS, propician incremento en la presión sanguínea. Por tanto, es aparente que NOS actúa de manera crónica para preservar al sistema vascular dilatado.
NO es responsable en gran medida de la hiperemia reactiva, la cual es la vasodilatación e incremento en el flujo sanguíneo que ocurre en tejidos y órganos posterior a obstrucción transitoria de su aporte sanguíneo. Esto puede ser observado en el antebrazo posteriormente a oclusión en el aporte sanguíneo arriba del codo, pudiendo ser cuantificado por medio de la evaluación del incremento en el volumen del antebrazo por pletismografia. Vasodilatación NO-dependiente, puede asimismo ser evaluada clínicamente a través de la evaluación de la respuesta dilatadora a dosis graduada de acetilcolina inyectada intra-arterialmente.
NO es presente en múltiples tejidos adicionalmente al sistema vascular.
Endotelinas
Las células endoteliales asimismo producen endotelina-1 (ET-1), el más potente agente vasoconstrictor hasta ahora descubierto. Tres cercanamente relacionadas endotelinas han sido identificadas en mamíferos: ET-1, endotelina-2 (ET-2) y endotelina-3 (ET-3). Todas son polipéptidos relacionadas a las sarafotoxinas, polipéptidos encontrados en el veneno de las víboras. Estas contienen 21 residuos de aminoácidos y dos puentes disulfuro. Aparentemente, todas son liberadas a partir de extensas pro-hormonas (endotelinas grandes) a través de enzimas convertidoras de endotelina. ET-2 y ET-3 son encontradas en intestino y riñón, mientras que ET-3 es asimismo encontrada en cerebro. Sus funciones en estos órganos no han sido determinadas. En las células endoteliales, algo de ET-1 que es producido accede a la circulación, pero la mayoría de esta difunde hacia músculo liso en la proximidad. En consecuencia, ET-1 es primordialmente un vasoconstrictor local que actúa de manera paracrina.
⢠Ganong W F. Cardiovascular Disorders: Vascular Disease. In: Pathophysiology of Disease: An Introduction to Clinical Medicine. McPhee S J, Lingappa V R, Ganong W F & Lange J D (Editors). McGraw-Hill Companies. USA. 2000. pg.258-281.
GLOSARIO
Acetilcolina (acetylcholine). El éster del ácido acético de la colina, normalmente presente en múltiples sitios de la corpórea y presentando importantes funciones fisiológicas. La acetilcolina es un neurotransmisor en las sinapsis colinérgicas en el sistema nervioso central simpático y parasimpático. Esta no es empleada clínicamente, pero es el agonista colinérgico clásico y las descripciones de la farmacéutica de fármacos colino-miméticos son basadas en los efectos mixtos nicotínicos / muscarínicos de la acetilcolina. Denominada asimismo ACh.
Ãcido araquidonico (arachidonic acid). Uno de los derivados de los ácidos grasos esenciales a partir del cual las prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos son derivados.
Bradicinina (bradikinin). Una cinina nonapeptida formada a partir de una proteína plasmática, cininogeno de alto peso molecular, por medio de la acción de la calicreina; esta es un sumamente poderoso vasodilatador que incrementa la permeabilidad capilar y adicionalmente constriñe al músculo liso y estimula a los receptores al dolor.
Ciclo-oxigenasa (cyclo-oxigenase). Importante enzima en la síntesis de prostaglandinas. Llamada asimismo prostaglandin sintetasa.
Colinérgica (cholinergic). 1. Parasimpatomimético; activado o transmitido por acetilcolina; fibras nerviosas que liberan acetilcolina en una sinapsis cuando un impulso nervioso pasa, por ejemplo las fibras parasimpáticas. 2. Un agente que se asemeja a la acetilcolina o estimula su acción.
Guanosin monofosfato cíclico â cGMP (cyclic guanosine monophosphate â cyclic GMP â cGMP). Un 3â,5â-fosfato cíclico que actúa como un segundo mensajero intercelular mediando la actividad de hormonas y otras sustancias.
Leucotrieno (leukotriene). Sustancias formadas a partir del ácido araquidonico las cuales participan en las reacciones inflamatorias, probablemente como leucotoxinas. Una de estas puede actuar como sustancia de reacción lenta en anafilaxis.
Noradrenérgica (noradrenergic). Activada por o secretora de noradrenalina.
Paracrina (paracrine). Indicativo de la acción de la secreción de una clase de célula endocrina, sobre otra clase la cual no es la célula efectora normal.
Péptido intestinal vasoactivo â VIP (vasoactive intestinal peptide â VIP). Una hormona péptida que en adición a sus propiedades vasoactivas estimula la secreción intestinal de agua y electrolitos, inhibe la secreción gástrica, promueve la glicogénesis, propicia hiperglicemia y estimula la secreción de jugos pancreáticos. Denominada asimismo polipéptido intestinal vasoactivo.
Prostaciclina (prostacyclin). Un metabolito del ácido araquidonico formado a través prostaglandin endoperoxidasas en las paredes de las arterias y venas; esta es un potente vasodilatador y un potente inhibidor de la agregación plaquetaria.
Prostaglandina (prostaglandin). Un grupo de ácidos grasos hidroxi de cadena larga, químicamente relacionados de ocurrencia natural, que estimulan la contractibilidad del útero y otro músculo liso, además de presentar la habilidad de disminuir la presión sanguínea, regular la secreción ácida del estomago, regular la temperatura corporal y la agregación plaquetaria, y controlar la inflamación y la permeabilidad vascular. Estas asimismo afectan la acción de ciertas hormonas. Inicialmente encontradas en el semen, estas han sido desde entonces encontradas en células a través de la corpórea. Existen seis tipos, A, B, C, D, E y F. El principal empleo de las prostaglandinas en Medicina Veterinaria es en el tratamiento y regulación de la actividad del tracto reproductivo femenino. Las series E y F estimulan la contracción del miometro. F2 es luteolitica.
Sustancia P (substance P). Undecapéptido presente en el intestino, donde induce contracción intestinal y dilatación de lo vasos sanguíneos; esta asimismo es presente en numerosas vías neuronales en el cerebro y fibras sensorias primarias de nervios periféricos, además es un neurotransmisor asociado con la transmisión de impulsos dolorosos.
Tromboxano (thromboxane). Un intermediario en la vía metabólica del ácido araquidonico, formado a partir de prostaglandin endoperoxidasas, y liberado desde plaquetas adecuadamente estimuladas; la forma inestable, tromboxano A2, es un potente inductor de agregación plaquetaria y constrictor del músculo liso arterial.