EL ENDOTELIO
UN «NUEVO» MACRO Y MICRO-ÓRGANO, INTELIGENTE, UBICUO Y SIN FRONTERAS
(DESARROLLO)
HORACIO MARIÑO MUNGUÍA MVZ & HECTOR RAMÍREZ NEVE MVZ
Avenida de la Raza 4954.
Centro Comercial Alameda.
Colonia «El Colegio». Ciudad Juárez Chihuahua México. C.P. 32340.
INTRODUCCIÓN
Con el final del anterior milenio se cumplieron justo 20 años desde que el endotelio fue redescubierto accidentalmente. Este «nuevo» órgano ubicuo, omnímodo, omnipotente, con funciones disímiles e «inteligente», ha logrado que la investigación en Ciencias Básicas y Clínicas se haya desbordado en dicho lapso, asimismo ha permitido desentrañar a nivel de medicina molecular conocimientos biológicos, fisiopatológicos y farmacológicos, además de en biología comparativa y reproductiva, entre otros.
El endotelio es el responsable directo de la finitud del individuo mediante un proceso apoptótico, cumpliendo el mandato de la temporariedad del hombre, involucrándose en las patologías más homicidas tales como la aterosclerosis, la sepsis y el cáncer. El endotelio guarda el secreto de la vida en la especie y el mandato de la muerte en el individuo.
En gran medida sus acciones totipotenciales son debidas a su localización, dado que el endotelio está estratégicamente ubicado entre la sangre y los tejidos, o lo que es lo mismo, entre el medio externo y el medio interno; entre un submundo hipertónico e hipotónico; y entre un ambiente de grandes diferencias eléctricas y de potenciales de acción.
Actualmente se ha descubierto que el endotelio es el órgano más grande (en superficie) de la economía del mamífero. Se ha observado que este extraordinario órgano es una capa unicelular que tapiza tanto los vasos sanguíneos como los linfáticos, así como las cavidades cardíacas, orquestando el funcionamiento de todo el sistema cardiovascular.
El endotelio es la «piel interior» del organismo animal. Se le considera una paraneurona perteneciente al sistema neuroendocrino difuso. El recubrimiento endotelial presenta funciones vasoconstrictoras y vasodilatadoras, procoagulantes y anticoagulantes, proinflamatorias y antinflamatorias, promueve el crecimiento celular o lo inhibe, además favorece o detiene el proceso de angiogénesis. Adicionalmente, el endotelio presta el escenario y participa activamente en la respuesta inflamatoria y el fenómeno inmunológico.
El estudio del órgano endotelial ha llevado a lo que hoy se conoce con el nombre de Medicina Vascular y se hace referencia a enfermedades vasculares, desórdenes vasculares, biología vascular y enfermedades angiogénicas. En igual forma, se ha concluido que el endotelio funciona sincrónicamente con la pared vascular y la adventicia, y por tanto se habla del órgano endotelial. Éste conforma trece barreras que coordinan todo el funcionamiento de la corpórea mamífera y por esta razón se considera que el endotelio es la vida y la muerte del organismo animal.
El endotelio por su localización estratégica, separa el medio exterior agresivo del intersticio tisular, cumpliendo función de defensa a nivel de tegumento mucocutáneo, pulmón, tracto gastrointestinal y sistema cardiovascular.
En la actualidad la información sobre la fisiopatología de diferentes enfermedades debe ser soportada sobre un amplio conocimiento del órgano endotelial. Asimismo es vigente la sospecha que el endotelio está comprometido en el desarrollo de todas las patologías.
DESCRIPCIÓN GENERAL
El endotelio es el recubrimiento interior de los vasos sanguíneos (arteriales y venosos), vasos linfáticos, cavidades cardíacas y cuerpos cavernosos. Después de dos décadas de investigación se ha llegado a la conclusión que el endotelio lejos de ser un órgano pasivo, presenta funciones vitales que hacen sospechar que tal estructura es la vida y la muerte del organismo animal.
El manto endotelial provee una superficie activa para el intercambio gaseoso, acuoso y macromolecular, además de para el tráfico celular. El endotelio posee una organización única, sirviendo de «portero» entre el medio exterior, que puede ser agresivo, y el medio interior, que debe ser protegido. El endotelio constituye una capa unicelular contínua que sirve de interfase estructural y funcional entre el torrente circulatorio y la pared vascular. Dada su especial localización capta señales químicas, físicas e inmunológicas, y de acuerdo con éstas cumple funciones específicas en salud y en enfermedad.
Las señales son reconocidas por el endotelio y traducidas en mensajes intracelulares, dando como resultado la activación de genes que llevan a la síntesis de autacoides que actúan sobre la pared vascular y la población celular intravascular. El endotelio comanda los procesos de antitrombogenicidad, vasoconstricción, vasodilatación, éxodo de la población blanca intravascular y angiogénesis.
Es este responsable de la aterosclerosis y de la hipertensión arterial (al regular la composición de la matriz extracelular); la acumulación lipídica y el comportamiento de la célula muscular lisa de la pared vascular. El endotelio es un órgano misterioso, ubicuo, de espesor mínimo (unicelular), intocable, antiadhesivo, tromborresistente, con características anticoagulantes y fibrinolíticas, que muestra comportamiento multifuncional, bifásico, paraneuronal y circadiano.
La célula endotelial reposa sobre una membrana basal sintetizada por ella misma, en directo contacto con una estructura delgada, la íntima (de linaje hematopoyético) cuya población mesenquimal indiferenciada se aprecia inmersa en una matriz extracelular sui generis. Dicha población mesenquimal indiferenciada debe ser considerada como predeterminada, competente, pluripotente y capaz de diferenciarse en célula endotelial, macrófago de íntima, linfocito, dendrocito, mastocito, fibroblasto, célula muscular lisa de la íntima y aun en osteoblasto.
La célula endotelial ha ocupado el status de célula con capacidad multienzimática y de transporte, la cual ostenta múltiples receptores.
Se le reconoce como un órgano regulador de la presión sanguínea, integrante del «equipo» de la hemostasia, «compañero de entrenamiento» con varios tipos de células sanguíneas, además de «la pareja de baile» de la célula muscular lisa vascular.
Anteriormente se le creyó la víctima inocente del ataque inflamatorio, sin embargo, hoy sabemos que el endotelio controla el «tono» de la inflamación e igualmente es blanco y origen de hormonas, factores de crecimiento, sustancias vasoactivas, factores hemostásicos y radicales libres derivados del oxígeno.
La célula endotelial aglutina componentes del complemento, expresa receptores para reacciones inmunes, presenta antígenos y es capaz de fagocitar y destruir microorganismos, pudiendo ser activado, excitado y condicionado. El endotelio activado representa una sorprendente superficie amplificadora para reacciones inmunes e inflamatorias locales, siendo capaz de iniciar eventos que lleven a la obstrucción de cualquier vaso.
El endotelio es intocable en condiciones de normalidad. Una capa de flujo laminar de 20 nm de plasma lo separa de la población celular intravascular circulante, impidiendo el contacto con este.
La inactividad mitótica es una propiedad sorprendente del endotelio, como paraneurona que es, Bicknell opina que la célula endotelial del adulto se divide aproximadamente dos veces en el curso de la vida, a diferencia de la célula epitelial la cual se divide constantemente a lo largo de la vida del mamífero. La célula endotelial neodiferenciada es capaz de proliferar activamente, tal como por ejemplo en el proceso de cicatrización, en donde se evidencía el disparo de la angiogénesis (a excepción de la mujer fértil, la angiogénesis no se presenta en el individuo adulto normal), la cual se frena bajo exquisito control biológico una vez concluida la reparación.
Todos los vasos sanguíneos y linfáticos están revestidos por una capa monocelular de celulas endoteliales, que según Jaffe, pesa 2 Kg y ocupa una superficie de 1500 m². El 50% del peso del pulmón es endotelio y su extensión ocuparía el área de una cancha de tenis. El endotelio es un órgano importante en peso de la economía humana (pesa más que el hígado) y regula el tránsito de 7,200 Lt diarios de sangre, permitiendo la salida del 0.05% de líquidos hacia los tejidos vecinos. Además, el endotelio capilar es el órgano inmunológico más grande del mamífero.
El endotelio juega un papel importante no solamente en la regulación del tono vascular, sino también en la cascada de la coagulación, el transporte de lípidos y la repuesta inflamatoria e inmune. Asimismo este interviene en los fenómenos de antitrombogenicidad, permeabilidad del vaso sanguíneo, presión arterial, pH sanguíneo, metabolismo de lipoproteínas, envejecimiento, presentación de antígenos y angiogénesis en el proceso de cicatrización. Su disfunción está asociada con diversas patologías, tales como inflamación, desórdenes inmunes e hiperproliferación de los vasos sanguíneos (tal como por ejemplo en la psoriasis).
La membrana de la célula endotelial se aprecia perforada por innumerables canales iónicos y tachonada de receptores tales como muscarínicos para acetilcolina, factor hiperpolarizante derivado del endotelio, endotelina 1 (ET-1), epinefrina, serotonina, angiotensina II, ADP, proteína G, histamina, diferentes hormonas y citocinas, moléculas clase I y II del complejo mayor de histrocompatibilidad (MHC), neuropéptidos y diversos neurotransmisores, factores de crecimiento y para las moléculas de adherencia (selectinas, integrinas, ICAM-1, ICAM-2, ELAM-1, VCAM-1), todos los cuales orquestan su funcionamiento fisiologico.
La célula endotelial expresa y responde a señales autocrinas, intracrinas, paracrinas, yuxtacrinas, matricrinas y endocrinas. Existen asas de retroalimetación entre los diferentes autacoides producidos por la célula endotelial (vasodilatadores y vasoconstrictores producidos por el endotelio luminar), de tipo convergente, divergente y cruzado, con los autacoides del endotelio de los vasos de la adventicia y los productos de los nervios simpáticos, parasimpáticos, sensomotores y nitrérgicos que de la adventicia inervan a la media. Igualmente se han identificado señales interorganelos. Esta retroalimentacion conduce al funcionamiento normal de la media.
El endotelio presenta comportamiento circadiano, temprano en la mañana es más pegajoso, por tanto, se sospecha que esta es la razón por la cual los eventos cardiovasculares y cerebrovasculares son más frecuentes temprano en la mañana.
El endotelio cumple una función vital de defensa de huésped y para ella interviene en la organización de trece barreras (algunas de ellas con características de santuarios inmunológicos): (i) alvéolo-capilar, (ii) placentaria, (iii) hepática, (iv) glomerular, (v) hemato-encefálica, (vi) hemato-nerviosa, (vii) hemato-líquida, (viii) cefalorraquídea, (ix) hemato-oculares (hemato-retiniana y hemato-acuosa), (x) hemato-testicular, (xi) hemato-esplénica, (xii) hemato-tímica y (xiii) hemato-hematopoyética.
El endotelio responde a la agresión mecánica, metabólica o inmunológica taponando el vaso sanguíneo. Si se trata de un capilar menor, las celulas endoteliales que lo tapizan se hinchan y obstruyen su luz; si se trata de un vaso de mayor calibre, lo trombosan o forman un ateroma, que ocasionalmente puede llegar a obstruir totalmente su luz.
El endotelio de la barrera hemato-encefálica (BHE), además de ser impermeable, es capaz de biotransformar los medicamentos, gracias a la acción del gen multidroga resistente (glicoproteína P), constituyendo a la BHE en un santuario inmunológico.
Las uniones intercelulares del tipo de uniones de intervalo, asimismo son frecuentes en la mayoría de los endotelios, esto con el propósito de permitir el tráfico y la mensajería eléctrica.
La personalidad de la célula endotelial varía en cada barrera, en cada territorio tisular, en arterias y en venas, en microcapilares, según el segmento.
La migración y la proliferación de las celulas endoteliales son controladas por factores tisulares específicos del microambiente local (del tipo de sustancias hormonales), elementos constitutivos de la matriz extracelular y fuerzas hemodinámicas.
Se especula que la remodelación de la membrana basal, producto de la célula endotelial, es específica del tejido. La composición de la membrana basal endotelial juega un papel fundamental en el comportamiento biológico en diferentes fenotipos de células endoteliales en diferentes órganos. La matriz extracelular asimismo es diferente en territorios diversos.
La célula endotelial, al sintetizar la matriz extracelular y su membrana basal, las aprovecha para desplazarse sobre ellas, pero al mismo tiempo, estas influyen sobre su velocidad de migración y sobre las mismas células musculares que constituyen la media. Una observación importante producto de la investigación actual, es que el comportamiento biológico de la célula endotelial de la microvasculatura es diferente al de la macrovasculatura. Por ejemplo, la expresión y activación de numerosos antígenos de superficie celular, tales como moléculas de adherencia, es diferente.
El endotelio del glomérulo renal es único entre todos los endotelios, pues no muestra inmunorreactividad a la enzima convertidora de la angiotensina (ECA). Asimismo se aprecian diferencias en el comportamiento del endotelio en especies diferentes; por ejemplo, en la aorta del conejo y la coronaria del cerdo, en condiciones idénticas de liberación basal del factor relajante derivado del endotelio (EDRF), el músculo liso coronario es aproximadamente 10 veces más sensible a la acción del EDRF.
El endotelio es capaz de sintetizar una compleja serie de productos, que algunos investigadores reconocen como hormonas y que otros consideran más prudente llamar autacoides dado que presentan la característica de ser producidos, actuar y degradarse in situ, sin tener acción a distancia. La célula endotelial sintetiza, almacena y libera dichos autacoides. Unos son vasodilatadores, tales como el óxido nítrico (factor relajante derivado del endotelio), el factor hiperpolarizante derivado del endotelio y la prostaciclina. Mientras que otros son vasoconstrictores, tales como la angiotensina II, la endotelina-1, el tromboxano A2 y los radicales libres derivados del oxígeno.
Hasta el momento se reconocen cuatro clases diferentes de sustancias vasoconstrictoras:
1. Los metabolitos del ácido araquidónico (TXA2).
2. Los radicales libres derivados del oxígeno (superóxido, peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilo).
3. Un factor difusible hasta el momento no identificado, liberado por la célula endotelial anóxica/hipóxica.
4. La angiotensina II y la endotelina-1.
En el juego de los factores vasodilatadores y vasoconstrictores los vasodilatadores son más potentes, esto con el propósito de mantener una dilatación discreta pero constante del vaso sanguíneo. Cuando se rompe dicho equilibrio, por ejemplo por la producción excesiva del óxido nítrico (choque séptico), la microvasculatura se dilata exageradamente, lo cual conduce a la hipotensión característica.
En el caso del choque séptico, además de la hipotensión se suma la trombogenicidad del endotelio, la presencia de especies procoagulantes y el aumento en la densidad plasmática, todo lo cual conduce a coagulación intravascular diseminada (CID) con disfunción orgánica múltiple (MOF). Sin embargo el endotelio es capaz de recuperar el equilibrio homeostásico, con el auxilio médico, en un número importante de casos de choque séptico (50-60%), demostrando la sorprendente capacidad de recuperación que presenta el órgano endotelial en la defensa de la integridad del huésped.
En condiciones normales el endotelio es inmunológicamente privilegiado, pero al ser estimulado a través de infecciones bacterianas o virales puede desenmascarar receptores Fc y C3b. Los neutrófilos activados producen una constelación de productos que conducen a daño tisular, incluyendo enzimas proteolíticas y especies reactivas del oxígeno, y como si fuera poco, parece que la célula endotelial suministra el hierro necesario para la conversión del peróxido de hidrógeno al radical hidroxilo en la reacción de Fenton. La noxa tiene cuatro vías de posible agresión antigénica al huésped: el recubrimiento mucocutáneo, la mucosa gastrointestinal, el pulmón y el recubrimiento endotelial.
Hoy sabemos que en salud el endotelio vascular es un «contenedor» para la sangre, formando una interfase biológica que impide su coagulación, permitiendo el desplazamiento de la población blanca y roja de la sangre y su interrelación con todos los tejidos y los órganos del cuerpo. Una propiedad fundamental de la superficie endotelial del vaso sanguíneo es la de mantener la sangre en estado líquido aun minutos después del cese de las funciones del organismo animal.
CONCLUSIONES
La endoteliología ha hecho cambiar la concepción de la medicina vascular, al encontrar que el endotelio no es simplemente un conjunto de células tapizadoras cual celofán.
El descubrimiento de la biología del endotelio (definitivamente, estratégicamente situado), ha permitido comprender y entender que la biología molecular confluye en y hacia un punto, el cual encierra los principios y misterios de la salud y la enfermedad, la muerte y la vida.
Que el equilibrio y/o la integridad del endotelio es sinónimo de preservación de cantidad y calidad de vida, además de la preservación de las especies.
Que la prevención primaria debe ser el objetivo para impedir un endotelio disfuncionante, cómplice o culpable de las entidades más homicidas.
Que un medio ambiente libre en lo posible de polución, permitirá que la vida continúe sus pasos por la tierra (independientemente de la violencia)
Que los médicos podemos ofrecer a nuestros pacientes una mayor cantidad y calidad de vida, aplicando la ciencia en su dimensión perfecta, la cual deberá ser el bienestar de los animales (incluyendo a la bestia humana).
El endotelio nos muestra que aun hay una luz al final del túnel.