interacciones celulares en la pared vascular

Transcripción

1 MICROCIRCULACIÓN

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4 Canales de nm canales de 100 a 1000 nm

5 endotelio músculo liso interacciones celulares en la pared vascular espacio intersticial lumen Figueroa, X. F. et al. Physiology 19:

6 Cada órgano está ubicado sobre una vía circulatoria paralela.

7 Distribución del gasto cardíaco en reposo RETORNO VENOSO corazón derecho pulmón cerebro corazón sistema digestivo sistema excretor musculatura piel corazón izquierdo 20% 5% 25% GASTO CARDIACO 20% 20% 10% 5 litros /min

8 Distribución del gasto cardíaco en reposo y ejercicio físico corazón derecho pulmón cerebro corazón izquierdo reposo ejercicio 20% 5% corazón 5% 8% RETORNO VENOSO sistema digestivo sistema excretor 25% 20% 5% 2% musculatura piel 20% 10% 80% GASTO CARDIACO: 5 l /min 25 l /min

9 Caudal (Flow) = P / R R 1 R 2 Suma de Ri resistencia periférica total C T = C A + C B C A = P / R A C B = P / R B

10 C i = P / R i R i = 8L r i 4 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.

11 Pequeños cambios en el radio producen importantes cambios en la resistencia Flujo = P / R R = 8L r 4

12 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL Regulación local Regulación neural (autónomo) Regulación hormonal y por sustancias vasoactivas

13 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL aorta arteriola capilar vénula vena v. cava control de la resistencia vasodilatación vs vasoconstricción

14 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL aorta arteriola capilar vénula vena v. cava Reclutamiento de capilares Controlará la presión local en capilares y por lo tanto la irrigación a tejidos

15 Variaciones en la resistencia de las arteriolas modifica la presión en capilares. Vasodilatación de la arteriola Para ver esta película, debe disponer de QuickTime y de un descompresor. Pc Vasoconstricción de la arteriola (tejido que queremos irrigar menos) Pc

16 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

17 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL La regulación de la resistencia se controla mayoritariamente a nivel de las arteriolas COMO?

18 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

19 CONTROL LOCAL DEL FLUJO lumen endotelio músculo liso el control de la resistencia se efectúa por contracción y relajación del músculo liso vascular

20 Control biomecánico Las paredes de los vasos están sujetas a dos fuerzas presión hidrostática lumen vascular shear stress endotelio músculo liso

21 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

22 Reflejo miogénico pasivo bajo [Ca ++ ] control sin endotelio Cambio de presión hidrostática sin flujo

23 Reflejo miogénico presión estiramiento del vaso (-) receptores de estiramiento del músculo liso despolarización activación de canales de calcio voltajedependientes I Ca liberación de Ca ++ intracelular Músculo liso contracción muscular

24 Shear stress Respuesta del endotelio a cambios en el caudal. lumen vascular endotelio músculo liso

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26 Analisis del efecto del caudal sobre la vasculatura Kuo et al 1990 Efecto del caudal sobre el diámetro del vaso, a presión hidrostática constante.

27 El caudal produce un aumento en el diámetro y este efecto depende del endotelio. (valor normal en arteriolas) vasorrelajación Kuo et al 1990

28 Kuo et al 1991 Efecto del caudal y de la presión hidrostática sobre el diámetro (shear stress + miogénico).

29 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

30 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

31 El flujo causa un cambio en la forma de las células endoteliales que coincide con un rearreglo del citoesqueleto Malek & Izumo 1996

32 Malek & Izumo 1996

33 Cuál es el sensor del flujo? Endotelio vascular uniones oclusivas microtúbulos cadherinas integrinas lámina basal

34 Mediadores químicos del shear stress Las células endoteliales liberan prostaciclinas fosfolípidos ácido araquidónico fosfolipasa A 2 vía de la ciclooxigenasa prostaciclina

35 Mediadores químicos del shear stress Las células endoteliales liberan óxido nítrico arginina óxido nítrico + citrulina + NADP oxido nítrico sintetasa

36 El flujo evoca la generación de óxido nítrico en células endoteliales en cultivo. L-NNA, inhibidor de la óxido nítrico sintetasa Noris et al

37 Shear stress Un aumento en el flujo induce vasodilatación por liberación de NO lumen vascular shear stress endotelio Ca ++ Ca ++ -calmodulina enos NO músculo liso + SERCA MLCK - GMPc relajación K +

38 Shear stress Un aumento en el flujo induce vasodilatación por liberación de prostaciclina lumen vascular shear stress endotelio prostaciclina músculo liso MLCK - camp relajación K +

39 Reflejo miogénico Shear stress presión flujo (+) estiramiento del vaso (-) shear stress despolarizacón del músculo liso NO, prostaciclina gca - I Ca liberación de Ca ++ intracelular relajación del músculo liso contracción muscular vasodilatación

40 EDHF: endotelial derived hyperpolarizing factor ET-1: endotelina PGI 2 : prostaciclina

41 CONTROL LOCAL DE LA RESISTENCIA DE LAS ARTERIOLAS BIOMECANICOS Reflejo miogénico Shear stress HUMORALES NO Endotelina Prostaciclina METABOLICOS. O 2. CO 2 Adenosina Lactato H + K + Temperatura

42 Hiperemia activa: el aumento en la actividad metabólica de un tejido produce un aumento en el caudal sanguíneo que irriga a dicho tejido.

43 Hiperemia activa Aumento en la irrigación sanguínea del músculo en función de la actividad física

44 CONTROL LOCAL DE LA RESISTENCIA DE LOS CAPILARES Factores metabólicos FACTOR O 2 CO 2 K + H + Adenosina ORIGEN sangre tejido tejido (músculo) tejido tejido EFECTO vasoconstricción vasodilatación vasodilatación vasodilatación vasodilatación

45 REGULACION METABOLICA DEL FLUJO SANGUINEO metabolismo [O 2 ] tisular [CO 2 ] tisular (-) vasodilatación resistencia flujo de sangre hiperemia funcional o activa

46 humorales & biomecánicos Regulación homeostática local + tasa metabólica ph [O 2 ] - hemoglobina Afinidad O 2 -Hb + vasodilatación resistencia liberación O 2 a tejido flujo de sangre shear stress

47 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 factores endoteliales miorrelajantes P reflejo miogénico importante en: cerebro riñón corazón perfusion pressure (mm Hg)

48 Regulación homeostática ATP actividad muscular AMP adenosina [adenosina] o vasodilatación receptores a Adenosina + resistencia flujo de sangre shear stress

49 INTERCAMBIO SANGRE - TEJIDOS

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51 INTERCAMBIO CON LOS TEJIDOS aorta arteriola capilar vénula vena v. cava

52 REGULACION DEL FLUJO SISTEMICO DIFERENCIAL El intercambio se lleva a cabo a nivel de los capilares

53 DIFUSION: pasaje de sustancias en el sentido que disipa el gradiente de concentracion. Ley de Fick F= D C 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.

54 capilar continuo capilar sinusoidal o discontinuo capilar fenestrado Canales de nm canales de 100 a 1000 nm

55 TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL transmembranal pericelular plasma líquido intersticial capilar endotelio tejido

56 TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL liposolubles O 2 hormonas esteroides CO 2 DIFUSION PASIVA plasma capilar endotelio líquido intersticial tejido

58 ENDOTELIO VASCULAR uniones oclusivas microtúbulos cadherinas integrinas lámina basal

59 TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL hidrosolubles Na + K + glucosa DIFUSION FACILITADA TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE VESICULAR H 2 O macromoléculas plasma líquido intersticial capilar endotelio tejido

60 Transcitosis

61 Transporte vesicular Transcitosis Endocitosis + exocitosis Conductos transcelulares

62 TRANSPORTE VESICULAR Qué se transporta? Macromoléculas (Albúmina, transferrina) Complejos Macromoleculares (LDL) Cómo se discrimina? Tamaño Carga Identidad - transcitosis mediada por receptor

64 TRANSPORTE TRANS-EPITELIAL DIFUSION PASIVA (canales) hidrosolubles Na + K + glucosa macromoléculas DIFUSION FACILITADA TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE VESICULAR FILTRACION plasma líquido intersticial capilar endotelio tejido

65 FILTRACION: FUERZA DE STARLING presión hidrostática presión oncótica plasma líquido intersticial capilar endotelio tejido

66 Efecto de diferentes proteinas del plasma sobre la presión oncótica MW (kd)

67 FILTRACION: FUERZA DE STARLING filtración J = K fc (P c - P o )- d ( c - o )] x coeficiente de filtración coeficiente de reflexión

68 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.

69 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.

70 filtración & absorción filtración (riñón) x