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Vasoconstricción pulmonar hipóxica

La vasoconstricción pulmonar hipóxica ( VPH ), también conocida como mecanismo de Euler-Liljestrand , es un fenómeno fisiológico en el que las arterias pulmonares pequeñas se contraen en presencia de hipoxia alveolar (bajos niveles de oxígeno). Al redirigir el flujo sanguíneo desde las regiones pulmonares mal ventiladas a las regiones pulmonares bien ventiladas, se cree que la VPH es el mecanismo principal que subyace a la adaptación ventilación/perfusión . [1] [2]

El proceso puede parecer inicialmente contradictorio, ya que los niveles bajos de oxígeno podrían teóricamente estimular un mayor flujo sanguíneo a los pulmones para aumentar el intercambio de gases. Sin embargo, el propósito del HPV es distribuir el flujo sanguíneo regionalmente para aumentar la eficiencia general del intercambio de gases entre el aire y la sangre. Si bien el mantenimiento de la relación ventilación/perfusión durante la obstrucción regional del flujo de aire es beneficioso, el HPV puede ser perjudicial durante la hipoxia alveolar global que ocurre con la exposición a grandes altitudes , donde el HPV causa un aumento significativo en la resistencia vascular pulmonar total y la presión arterial pulmonar, lo que puede conducir a hipertensión pulmonar y edema pulmonar .

Varios factores inhiben el VPH, entre ellos el aumento del gasto cardíaco , la hipocapnia , la hipotermia , la acidosis / alcalosis , el aumento de la resistencia vascular pulmonar, los anestésicos inhalados , los bloqueadores de los canales de calcio, la presión positiva al final de la espiración (PEEP), la ventilación de alta frecuencia (HFV), el isoproterenol , el óxido nítrico y los vasodilatadores . [ cita requerida ]

Mecanismo molecular

La explicación clásica del VPH implica la inhibición de los canales de potasio dependientes de voltaje sensibles a la hipoxia en las células del músculo liso de la arteria pulmonar, lo que conduce a la despolarización. [3] [4] Esta despolarización activa los canales de calcio dependientes de voltaje , lo que aumenta el calcio intracelular y activa la maquinaria contráctil del músculo liso, que a su vez causa vasoconstricción. Sin embargo, estudios posteriores han informado canales iónicos adicionales y mecanismos que contribuyen al VPH, como los canales de potencial transitorio del receptor canónico 6 (TRPC6) y los canales de potencial transitorio del receptor vanilloide 4 (TRPV4). [5] [6] Recientemente se propuso que la hipoxia se detecta a nivel alveolar/capilar, generando una señal eléctrica que se transduce a las arteriolas pulmonares a través de uniones en hendidura en el endotelio pulmonar para causar el VPH. [7] Esto contrasta con la explicación clásica del VPH que presume que la hipoxia se detecta en la propia célula del músculo liso de la arteria pulmonar. Se ha sugerido que las células epiteliales especializadas (cuerpos neuroepiteliales) que liberan serotonina contribuyen a la venoconstricción pulmonar hipóxica. [8]

Edema pulmonar de gran altitud

El montañismo a gran altitud puede inducir hipoxia pulmonar debido a la disminución de la presión atmosférica. Esta hipoxia causa vasoconstricción que finalmente conduce al edema pulmonar de gran altitud (HAPE). Por esta razón, algunos escaladores llevan oxígeno suplementario para prevenir la hipoxia, el edema y el HAPE. El tratamiento farmacológico estándar de dexametasona no altera la hipoxia ni la vasoconstricción consecuente, pero estimula la reabsorción de líquidos en los pulmones para revertir el edema. Además, varios estudios sobre poblaciones nativas que permanecen a grandes altitudes han demostrado en diversos grados la atenuación de la respuesta del VPH. [9]

Referencias

  1. ^ Silverthorn, DU (2016). "Capítulo 14-15". Fisiología humana (7.ª ed.). Nueva York: Pearson Education. pág. 544.
  2. ^ Sylvester, JT; Shimoda, Larissa A.; Aaronson, Philip I.; Ward, Jeremy PT (1 de enero de 2012). "Vasoconstricción pulmonar hipóxica". Physiological Reviews . 92 (1): 367–520. doi :10.1152/physrev.00041.2010. ISSN  1522-1210. PMC 9469196 . PMID  22298659. S2CID  78887723. 
  3. ^ Post, JM; Hume, JR; Archer, SL; Weir, EK (1 de abril de 1992). "Papel directo de la inhibición del canal de potasio en la vasoconstricción pulmonar hipóxica". The American Journal of Physiology . 262 (4 Pt 1): C882–890. doi :10.1152/ajpcell.1992.262.4.C882. ISSN  0002-9513. PMID  1566816.
  4. ^ Yuan, XJ; Goldman, WF; Tod, ML; Rubin, LJ; Blaustein, MP (1993-02-01). "La hipoxia reduce las corrientes de potasio en miocitos arteriales pulmonares de rata cultivados pero no en miocitos arteriales mesentéricos". The American Journal of Physiology . 264 (2 Pt 1): L116–123. doi :10.1152/ajplung.1993.264.2.L116. ISSN  0002-9513. PMID  8447425. S2CID  31223667.
  5. ^ Weissmann, Norbert; Dietrich, Alexander; Fuchs, Beate; Kalwa, Hermann; Ay, Mahmut; Dumitrascu, Rio; Olschewski, Andrea; Storch, Ursula; Mederos y Schnitzler, Michael (2006-12-12). "El canal 6 del receptor de potencial transitorio clásico (TRPC6) es esencial para la vasoconstricción pulmonar hipóxica y el intercambio de gases alveolares". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 103 (50): 19093–19098. Bibcode :2006PNAS..10319093W. doi : 10.1073/pnas.0606728103 . ISSN  0027-8424. PMC 1748182 . PMID  17142322. 
  6. ^ Goldenberg, Neil M.; Wang, Liming; Ranke, Hannes; Liedtke, Wolfgang; Tabuchi, Arata; Kuebler, Wolfgang M. (1 de junio de 2015). "TRPV4 es necesario para la vasoconstricción pulmonar hipóxica". Anestesiología . 122 (6): 1338–1348. doi :10.1097/ALN.0000000000000647. ISSN  1528-1175. PMID  25815455. S2CID  24364626.
  7. ^ Wang, Liming; Yin, Jun; Nickles, Hannah T.; Ranke, Hannes; Tabuchi, Arata; Hoffmann, Julia; Tabeling, Christoph; Barbosa-Sicard, Eduardo; Chanson, Marc; Kwak, Brenda R.; Shin, Heesup S.; Wu, Songwei; Isakson, Brant E.; Witzenrath, Martin; de Wit, Cor; Fleming, Ingrid; Kuppe, Hermann; Kuebler, Wolfgang M. (1 de noviembre de 2012). "La vasoconstricción pulmonar hipóxica requiere conducción de señales endoteliales mediada por conexina 40". Revista de investigación clínica . 122 (11): 4218–4230. doi :10.1172/JCI59176. ISSN  1558-8238. PMC 3484430 . Número de modelo:  PMID23093775. 
  8. ^ Lauweryns, Joseph M.; Cokelaere, Marnix; Theunynck, Paul (1973). "Cuerpos neuroepiteliales productores de serotonina en la mucosa respiratoria del conejo". Science . 180 (4084): 410–413. doi :10.1126/science.180.4084.410. ISSN  0036-8075.
  9. ^ Swenson, Erik R. (24 de junio de 2013). "Vasoconstricción pulmonar hipóxica". Medicina y biología de altura . 14 (2): 101–110. doi :10.1089/ham.2013.1010. PMID  23795729.

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