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Microcirculación

La microcirculación es la circulación de la sangre en los vasos sanguíneos más pequeños , los microvasos de la microvasculatura presentes en los tejidos de los órganos . [ 1 ] L...

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La microcirculación es la circulación de la sangre en los vasos sanguíneos más pequeños , los microvasos de la microvasculatura presentes en los tejidos de los órganos . [ 1 ] Los microvasos incluyen arteriolas terminales , metaarteriolas , capilares y vénulas . Las arteriolas transportan sangre oxigenada a los capilares, y la sangre fluye desde los capilares a través de las vénulas hacia las venas. [ 2 ]

Además de los vasos sanguíneos, la microcirculación también incluye capilares linfáticos y conductos colectores. Sus funciones principales son el suministro de oxígeno y nutrientes, y la eliminación de dióxido de carbono (CO₂ ) . Asimismo, regula el flujo sanguíneo y la perfusión tisular, influyendo así en la presión arterial y en las respuestas a la inflamación , que pueden incluir edema (hinchazón).

La mayoría de los vasos de la microcirculación están revestidos por células aplanadas del endotelio , y muchos de ellos están rodeados por células contráctiles llamadas pericitos . El endotelio proporciona una superficie lisa para el flujo sanguíneo y regula el movimiento del agua y las sustancias disueltas en el plasma intersticial entre la sangre y los tejidos. El endotelio vascular también desempeña un importante papel regulador en la función microcirculatoria. Las células endoteliales responden a estímulos bioquímicos y mecánicos y regulan el tono vascular mediante la liberación de mediadores vasoactivos como el óxido nítrico, la prostaciclina y la endotelina. [ 3 ]

La microcirculación contrasta con la macrocirculación , que es la circulación de la sangre hacia y desde los órganos.

Estructura

Microvasos

La sangre fluye desde el corazón hacia las arterias , que se dividen en arteriolas y luego se estrechan aún más para formar capilares. Una vez que el tejido ha sido irrigado , los capilares se ramifican y se ensanchan para convertirse en vénulas , que luego se ensanchan aún más y se conectan para formar venas , las cuales devuelven la sangre al corazón.
Imagen de microscopio electrónico de transmisión de un capilar con un glóbulo rojo dentro del páncreas. El revestimiento del capilar está formado por células endoteliales largas y delgadas, conectadas por uniones estrechas .

Los vasos del lado arterial de la microcirculación se llaman arteriolas , que están bien inervadas, están rodeadas de células de músculo liso y tienen un diámetro de 10-50 μm . [ 4 ] Las arteriolas llevan la sangre a los capilares , que no están inervados, no tienen músculo liso y tienen un diámetro de aproximadamente 5-8 μm. La sangre fluye desde los capilares hacia las vénulas , que tienen poco músculo liso y tienen un diámetro de 10-200 μm. La sangre fluye desde las vénulas hacia las venas . Las metaarteriolas conectan las arteriolas y los capilares. Un afluente de las vénulas se conoce como canal de paso .   

La microcirculación tiene tres componentes principales: precapilar, capilar y postcapilar. En el sector precapilar participan las arteriolas y los esfínteres precapilares . Su función es regular el flujo sanguíneo antes de que entre en los capilares y vénulas mediante la contracción y relajación del músculo liso presente en sus paredes. El segundo sector es el capilar, representado por los capilares, donde tiene lugar el intercambio de sustancias y gases entre la sangre y el líquido intersticial. Finalmente, el sector postcapilar está representado por las vénulas postcapilares, formadas por una capa de células endoteliales que permiten el libre paso de algunas sustancias. [ 5 ]

Microanatomía

La mayoría de los vasos de la microcirculación están revestidos por células aplanadas del endotelio , y muchos de ellos están rodeados por células contráctiles llamadas pericitos . El endotelio proporciona una superficie lisa para el flujo sanguíneo y regula el movimiento del agua y las sustancias disueltas en el plasma intersticial entre la sangre y los tejidos. El endotelio también produce moléculas que impiden la coagulación sanguínea, salvo que exista una fuga. Los pericitos pueden contraerse y disminuir el tamaño de las arteriolas, regulando así el flujo sanguíneo y la presión arterial.

Función

Además de estos vasos sanguíneos, la microcirculación también incluye capilares linfáticos y conductos colectores. Sus funciones principales son el suministro de oxígeno y nutrientes y la eliminación de dióxido de carbono (CO₂ ) . Asimismo, regula el flujo sanguíneo y la perfusión tisular, influyendo así en la presión arterial y en las respuestas a la inflamación , que pueden incluir edema (hinchazón).

Regulación

La regulación de la perfusión tisular ocurre en la microcirculación. [ 5 ] Allí, las arteriolas controlan el flujo sanguíneo hacia los capilares. Las arteriolas se contraen y se relajan, variando su diámetro y tono vascular, a medida que el músculo liso vascular responde a diversos estímulos. La distensión de los vasos debido al aumento de la presión arterial es un estímulo fundamental para la contracción muscular en las paredes arteriolares. Como consecuencia, el flujo sanguíneo de la microcirculación permanece constante a pesar de los cambios en la presión arterial sistémica. Este mecanismo está presente en todos los tejidos y órganos del cuerpo humano. Además, el sistema nervioso participa en la regulación de la microcirculación. El sistema nervioso simpático activa las arteriolas más pequeñas, incluyendo las terminales. La noradrenalina y la adrenalina tienen efectos sobre los receptores adrenérgicos alfa y beta. Otras hormonas ( catecolaminas , renina-angiotensina , vasopresina y péptido natriurético auricular ) circulan en el torrente sanguíneo y pueden tener un efecto sobre la microcirculación causando vasodilatación o vasoconstricción . Muchas hormonas y neuropéptidos se liberan junto con los neurotransmisores clásicos. [ 1 ]

Las arteriolas responden a estímulos metabólicos generados en los tejidos. Cuando aumenta el metabolismo tisular, se acumulan productos catabólicos que provocan vasodilatación. El endotelio comienza a controlar el tono muscular y el flujo sanguíneo arteriolar. La función endotelial en la circulación incluye la activación e inactivación de hormonas circulantes y otros componentes plasmáticos. También se produce la síntesis y secreción de sustancias vasodilatadoras y vasoconstrictoras para modificar el diámetro según sea necesario. Las variaciones en el flujo sanguíneo que circula por las arteriolas pueden generar respuestas en el endotelio. [ 1 ] Además de las señales bioquímicas, las fuerzas mecánicas generadas por el flujo sanguíneo influyen en la función endotelial. Estas fuerzas, conocidas como esfuerzo cortante, son detectadas por las células endoteliales y convertidas en señales bioquímicas en un proceso conocido como mecanotransducción. [ 6 ] El esfuerzo cortante desempeña un papel importante en la regulación de la producción de óxido nítrico y la perfusión microvascular.

disfunción microvascular

La disfunción microvascular se refiere a anomalías estructurales o funcionales de la microcirculación que comprometen la perfusión tisular. Puede ser consecuencia de una disfunción endotelial, una alteración del tono vascular o cambios estructurales en la red microvascular.

La disfunción microvascular se ha asociado con varias enfermedades, entre ellas la diabetes mellitus, la sepsis, las enfermedades cardiovasculares y los trastornos inflamatorios crónicos. [ 7 ]

Intercambio capilar

El término intercambio capilar se refiere a todos los intercambios a nivel microcirculatorio, la mayoría de los cuales ocurren en los capilares. Los capilares son los sitios donde se produce el intercambio de sustancias entre la sangre y los tejidos, y se ramifican para aumentar el área de intercambio, minimizar la distancia de difusión y maximizar la superficie y el tiempo de intercambio. [ 8 ]

Aproximadamente el siete por ciento de la sangre del cuerpo se encuentra en los capilares, los cuales intercambian continuamente sustancias con el líquido que se encuentra fuera de estos vasos sanguíneos, llamado líquido intersticial. Este desplazamiento dinámico de materiales entre el líquido intersticial y la sangre se denomina intercambio capilar. [ 9 ] Estas sustancias pasan a través de los capilares mediante tres sistemas o mecanismos diferentes: difusión, flujo masivo y transcitosis o transporte vesicular. [ 5 ] Los intercambios de líquidos y sólidos que tienen lugar en la microvasculatura involucran particularmente a los capilares, las vénulas poscapilares y las vénulas colectoras.

Las paredes capilares permiten el libre flujo de casi todas las sustancias del plasma. [ 10 ] Las proteínas plasmáticas son la única excepción, ya que son demasiado grandes para atravesarlas. [ 9 ] La cantidad mínima de proteínas plasmáticas no absorbibles que salen de los capilares entran en la circulación linfática para regresar posteriormente a esos vasos sanguíneos. Las proteínas que salen de los capilares utilizan el primer mecanismo de intercambio capilar y el proceso de difusión, que es causado por el movimiento cinético de las moléculas. [ 10 ]

Regulación del intercambio capilar

Estos intercambios de sustancias están regulados por diferentes mecanismos. [ 11 ] Estos mecanismos trabajan juntos y promueven el intercambio capilar de la siguiente manera. Primero, las moléculas que se difunden recorren una corta distancia gracias a la pared capilar, su pequeño diámetro y la proximidad a cada célula que posee un capilar. La corta distancia es importante porque la tasa de difusión capilar disminuye cuando aumenta la distancia de difusión. Luego, debido a su gran número (10-14 millones de capilares), existe una increíble superficie para el intercambio. Sin embargo, esta solo representa el 5% del volumen sanguíneo total (250 ml/5000 ml). Finalmente, la sangre fluye más lentamente en los capilares, dada su extensa ramificación. [ 8 ]

Microcirculación y envejecimiento

El envejecimiento se asocia con alteraciones estructurales y funcionales de la microcirculación, incluyendo una menor densidad capilar, una función endotelial deteriorada y una menor biodisponibilidad de óxido nítrico. [ 12 ] Estos cambios pueden contribuir a una menor perfusión tisular y se han relacionado con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y metabólicas. [ 13 ]

Difusión

La difusión es el primer y más importante mecanismo que permite el flujo de moléculas pequeñas a través de los capilares. El proceso depende de la diferencia de gradientes entre el intersticio y la sangre, con moléculas moviéndose de espacios de alta concentración a espacios de baja concentración. [ 14 ] La glucosa, los aminoácidos, el oxígeno ( O 2 ) y otras moléculas salen de los capilares por difusión para llegar a los tejidos del organismo. Por el contrario, el dióxido de carbono ( CO 2 ) y otros desechos salen de los tejidos y entran en los capilares por el mismo proceso pero a la inversa. [ 9 ] La difusión a través de las paredes capilares depende de la permeabilidad de las células endoteliales que forman las paredes capilares, que pueden ser continuas, discontinuas y fenestradas. [ 8 ] La ecuación de Starling describe los roles de las presiones hidrostática y osmótica (las llamadas fuerzas de Starling ) en el movimiento del fluido a través del endotelio capilar . Los lípidos, que son transportados por proteínas, son demasiado grandes para atravesar las paredes capilares por difusión y deben depender de los otros dos métodos. [ 15 ] [ 16 ]

Flujo masivo

El segundo mecanismo de intercambio capilar es el flujo masivo . Es utilizado por sustancias pequeñas e insolubles en lípidos para atravesarlo. Este movimiento depende de las características físicas de los capilares. Por ejemplo, los capilares continuos (estructura estrecha) reducen el flujo masivo, los capilares fenestrados (estructura perforada) lo aumentan y los capilares discontinuos (grandes espacios intercelulares) lo permiten. En este caso, el intercambio de materiales está determinado por cambios en la presión. [ 11 ] Cuando el flujo de sustancias va desde el torrente sanguíneo o el capilar al espacio intersticial o intersticio, el proceso se llama filtración. La filtración ocurre principalmente en el lado arteriolar de los capilares. [ 17 ] Este tipo de movimiento se ve favorecido por la presión hidrostática sanguínea (PHS) y la presión osmótica del líquido intersticial (POLI). [ 9 ] Cuando las sustancias se mueven del líquido intersticial a la sangre en los capilares, el proceso se llama reabsorción. La reabsorción ocurre principalmente en el lado venular de los capilares. [ 18 ] Las presiones que favorecen este movimiento son la presión osmótica coloidal sanguínea (BOC) y la presión hidrostática del líquido intersticial (PHLI). [ 19 ] Que una sustancia se filtre o se reabsorba depende de la presión de filtración neta (PFN), que es la diferencia entre las presiones hidrostática (PB y PHLI) y osmótica (PFLI y BOC). [ 9 ] Estas presiones se conocen como fuerzas de Starling . El principio de Starling describe cómo se relacionan estas presiones para influir en los movimientos de fluidos entre la sangre y los tejidos. [ 20 ] Si la PFN es positiva, habrá filtración, pero si es negativa, se producirá reabsorción. [ 21 ]

Transcitosis

El tercer mecanismo de intercambio capilar es la transcitosis , también llamada transporte vesicular. [ 22 ] Mediante este proceso, las sustancias sanguíneas se mueven a través de las células endoteliales que componen la estructura capilar. Finalmente, estos materiales salen por exocitosis, el proceso por el cual las vesículas salen de una célula hacia el espacio intersticial. Pocas sustancias cruzan por transcitosis: se utiliza principalmente para moléculas grandes e insolubles en lípidos, como la hormona insulina. [ 23 ] Una vez que las vesículas salen de los capilares, se dirigen al intersticio . [ 23 ] Las vesículas pueden ir directamente a un tejido específico o pueden fusionarse con otras vesículas, de modo que su contenido se mezcla. Este material mezclado aumenta la capacidad funcional de la vesícula. [ 9 ]

Evaluación de la microcirculación

Se han desarrollado diversas técnicas para evaluar la función microcirculatoria en entornos clínicos y de investigación. Estas incluyen la microscopía intravital, la flujometría láser Doppler, las mediciones transcutáneas de oxígeno y la videomicroscopía portátil. Estos métodos permiten a los investigadores evaluar la perfusión tisular y el flujo sanguíneo microvascular, y se utilizan cada vez más en medicina intensiva e investigación vascular. [ 24 ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Conti , Fiorenzo (2010) . Fisiología Médica (1ª ed.). McGraw Hill. ISBN  978-970-10-7341-4.
  2. ↑ Levick JR. Introducción a la fisiología cardiovascular. 5.ª ed. Hodder Arnold; 2010.
  3. ↑ Moncada S, Higgs A. La vía L-arginina-óxido nítrico. New England Journal of Medicine. 1993;329(27):2002–2012.
  4. ↑ Formaggia, Luca; Quarteroni, Alfio ; Veneziani, Alessandro (2009). Matemática cardiovascular: modelado y simulación del sistema circulatorio . pag. 6.ISBN​  8847011515Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  5. 1 2 3 Drucker, René. Fisiología médica (1.ª ed.). Manual moderno. pág. 137.  
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  9. 1 2 3 4 5 6 Tortora, Gerard (2011). Principios de anatomía y fisiología (13.ª ed.). Wiley & Sons, Inc. pág. 811. ISBN   978-0470565100.
  10. 1 2 Hall, John (2011). Libro de texto de fisiología médica (12.ª ed.). Elsevier Science Publishers. pág. 184. ISBN   978-84-8086-819-8.
  11. 1 2 Klaubunde, Richard (2011). Conceptos de fisiología cardiovascular (2.ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins. pág. 181. ISBN   9781451113846.
  12. ↑ Donato AJ, et al. Disfunción endotelial vascular con el envejecimiento. Journal of Physiology. 2015;593(9):225–235.
  13. ↑ López-Otín C, et al. Los rasgos distintivos del envejecimiento. Cell. 2013;153:1194–1217.
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  15. ↑ Scow, RO; Blanchette-Mackie, EJ; Smith, LC (1980). "Transporte de lípidos a través del endotelio capilar". Federation Proceedings . 39 (9): 2610– 17. PMID 6995154 . 
  16. ↑ "Fisiología de los fluidos: 4.1 Microcirculación" .
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  18. ↑ Jacob M, Chappell D, Becker BF. Regulación del flujo sanguíneo y el intercambio de volumen a través de la microcirculación. Critical Care . 2016;20:319. doi:10.1186/s13054-016-1485-0.
  19. ↑ Scallan, Joshua (2010). Intercambio de fluidos capilares: regulación, funciones y patología (3.ª ed.). Morgan & Claypool Life Sciences. pág. 4. ISBN   9781615040667.
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  21. ↑ Sicar, Sabyasachi (2008). Principios de fisiología médica (1.ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins. pág. 259. ISBN   978-3-13-144061-7.
  22. ↑ Barret, Kim (2012). Fisiología médica de Ganong (24.ª ed.). McGraw Hill. ISBN  978-0071780032.
  23. 1 2 Shahid, Mohammad (2008). Fisiología (1.ª ed.). Elsevier Health Sciences. pág. 82. ISBN   978-0-7234-3388-0.
  24. ↑ Wollborn J, Jung C, Göbel U, Bruno RR. Evaluación de la microcirculación en pacientes en estado crítico. Anaesthesist. 2020;69:753–757.