En medicina , la colateralización , también la colateralización de los vasos y la colateralización de los vasos sanguíneos , es el crecimiento de un vaso sanguíneo o varios vasos sanguíneos que sirven al mismo órgano terminal o lecho vascular como otro vaso sanguíneo que no puede irrigar adecuadamente ese órgano terminal o lecho vascular.
La colateralización coronaria se considera una respuesta normal a la hipoxia y puede ser inducida, en algunas circunstancias, por el ejercicio . Se considera protector. [1]
También existen vasos sanguíneos colaterales o anastomóticos incluso cuando el suministro de sangre es adecuado para un área, y estos vasos sanguíneos a menudo se aprovechan en la cirugía . Algunas áreas notables donde esto ocurre incluyen el abdomen, el recto, las rodillas, los hombros y la cabeza.
La colateralización coronaria existe de forma latente en el corazón normal . Los vasos colaterales microscópicos del corazón experimentan un proceso llamado transformación que ensancha la luz del vaso a expensas de su pared celular en respuesta al estrés miocárdico, específicamente, espasmo miocárdico e hipoxia secundaria a un infarto de miocardio o ejercicio estresante agudo . También se ha demostrado que el estado de las colaterales coronarias está influenciado por la presencia de diabetes mellitus . [2]
La importancia funcional de los vasos colaterales coronarios es una cuestión de investigación experimental continua, aunque su existencia se conoce desde hace más de tres siglos y se ha documentado repetidamente en hombres y animales durante las últimas siete décadas. Aunque una serie de experimentos ahora clásicos de Schaper [3] a finales de los años 1960 y 1970 amplió nuestra comprensión de los mecanismos por los cuales estas ur-arteriolas microscópicas (40-10 um de diámetro en su estado nativo) generalmente redundantes se transforman por isquemia o estenosis en vasos con capacidad sanguínea para preservar la vida , [4] y tantos estudios [5] han negado la función de estos vasos para preservar el miocardio salvando la perfusión tisular y manteniendo la presión arterial como lo han documentado. Fue sólo durante la década de 1980 que se alcanzó un consenso entre los investigadores de que estos vasos pueden preservar entre el 30 y el 40% del flujo sanguíneo coronario a un vaso sanguíneo que de otro modo estaría ocluido y, si bien no son capaces de prevenir la isquemia en caso de alta Sin embargo, el ejercicio de alto rendimiento puede mantener la presión arterial aórtica, pulmonar y auricular, redirigir la elevación del ST hacia una depresión del ST menos grave en la isquemia [6] y prevenir el infarto y los síntomas del infarto, incluso en el caso de estenosis completa del tronco de la arteria coronaria izquierda .
Las colaterales nativas son vasos pequeños, con un revestimiento endotelial estrecho, una o dos capas de músculo liso y una cantidad variable de tejido elástico . Rara vez se observan durante la angiografía en ausencia de isquemia grave (los vasos de menos de 200 micrómetros generalmente no son visibles), y experimentalmente se ha demostrado que sólo la estenosis coronaria, la anemia y el ejercicio causan transformación. [7] La mayoría de los observadores coinciden en que es necesaria una oclusión del 90% para lograr la transformación en ausencia de otros factores, aunque un artículo reciente sugiere que pueden aparecer como resultado de un espasmo coronario en ausencia de una oclusión total (ver más abajo). [8] Dentro de los noventa segundos de la oclusión, el gradiente de presión entre el segmento del vaso coronario distal a la oclusión y el vaso colateral incipiente precipita el daño a la lámina elástica interna , provocando una respuesta inflamatoria ; los monocitos y policitos migran a la pared vascular, que, como resultado de la oclusión, se vuelve permeable a los componentes celulares de la sangre. [9] El diámetro interno de estos vasos se expande exponencialmente en las primeras horas y días después de una oclusión, a medida que la división mitótica de la pared celular estrecha el diámetro de la pared y expande la luz de cada vaso. En cuatro semanas, la capacidad funcional de los vasos ha alcanzado como máximo, acompañado de una reducción del 90% de su resistencia, aunque continúa la remodelación estructural mediante la proliferación celular y la síntesis de elastina y colágeno durante un período de hasta seis meses.
Schaper resume el conocimiento de 2009 sobre la transformación colateral coronaria en una revisión reciente: [10] "Después de una oclusión arterial, la remodelación externa de las arteriolas interconectadas preexistentes se produce mediante la proliferación del músculo liso vascular y las células endoteliales. Esto se inicia mediante la deformación. de las células endoteliales a través del aumento de la tensión de corte del líquido pulsátil (FSS) causada por el pronunciado gradiente de presión entre las regiones de presión preoclusiva alta y postoclusiva muy baja que están interconectadas por vasos colaterales. La tensión de corte conduce a la activación y expresión de todas las isoformas de óxido nítrico sintetasa (NOS) y la producción de óxido nítrico , seguida de la secreción del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) , que induce la síntesis de la proteína quimioatrayente de monocitos-1 (MCP-1) en el endotelio y en el músculo liso de la media. conduce a la atracción y activación de monocitos y células T hacia el espacio adventicial (vasos colaterales periféricos) o la unión de estas células al endotelio (colaterales coronarias). Las células mononucleares producen proteasas y factores de crecimiento para digerir el andamio extracelular y permitir la motilidad y proporcionar espacio para las nuevas células. También producen NO a partir de la óxido nítrico sintetasa inducible (iNOS) , que es esencial para la arteriogénesis . La mayor parte de la producción de tejido nuevo es transportada por los músculos lisos de la media, que transforman su fenotipo de contráctil a sintético y proliferativo. Las proteínas de unión a actina desempeñan funciones importantes, como la proteína activadora de Rho de unión a actina (ABRA) , la cofilina y la timosina beta 4 , que determinan la polimerización y maduración de la actina. Las integrinas y conexinas están marcadamente reguladas al alza. Un papel clave en esta acción concertada, que conduce a un aumento de 2 a 20 veces en el diámetro vascular, dependiendo del tamaño de la especie (ratón versus humano), son los factores de transcripción AP-1, egr-1, carpa, ets, por la vía Rho y por las quinasas activadas por mitógenosERK-1 y -2. A pesar del enorme aumento de la masa tisular (hasta 50 veces), el grado de restauración funcional de la capacidad del flujo sanguíneo es incompleto y termina en el 30% de la conductancia coronaria máxima y el 40% en la periferia vascular. El proceso de arteriogénesis puede estimularse drásticamente mediante aumentos de la FSS (fístulas arteriovenosas) y puede bloquearse completamente mediante la inhibición de la producción de NO, mediante el bloqueo farmacológico del VEGF-A y mediante la inhibición de la vía Rho. La estimulación farmacológica de la arteriogénesis, importante para el tratamiento de enfermedades arteriales oclusivas, parece factible sin donantes".
El estudio de Kolibash de 1982 sobre el efecto de las colaterales sobre la perfusión miocárdica en reposo y estrés, la función ventricular izquierda y la prevención del infarto de miocardio fue de gran influencia para cambiar el rumbo de la opinión profesional hacia el reconocimiento del impacto de estos vasos en el corazón en peligro. [11] En 91 pacientes examinados mediante angiografía, el 90% de los cuales tenía angina de esfuerzo , Kolibash descubrió 110 vasos LAD y RCA ocluidos, 101 de los cuales mostraban evidencia de vasos colaterales en sus áreas proximales . Kolibash dividió estas 101 áreas proximales en dos grupos: aquellas con perfusión normal en reposo (43) y aquellas con perfusión anormal en reposo (58). Las anomalías del movimiento de la pared fueron significativamente menos evidentes en áreas con perfusión normal en reposo; solo el 35% de estas áreas mostraron una disminución del acortamiento del segmento. En comparación, el 72% de las áreas con perfusión anormal en reposo mostraron una disminución del acortamiento del segmento. Los infartos también ocurrieron con menos frecuencia en personas normales que en personas anormales (12% frente a 62%). Al examinar cuatro variables: perfusión en reposo, perfusión de estrés, anomalías del movimiento de la pared y evidencia de IM en el electrocardiograma, Kolibash encontró que el 86% de las variables eran normales en el grupo de perfusión normal y el 81% de las variables eran anormales en el grupo de perfusión anormal. Ni la extensión de la enfermedad coronaria ni la apariencia de los vasos colaterales durante la angiografía difirieron entre los dos grupos, lo que llevó a Kolibash a concluir que la angiografía es inadecuada en sí misma para evaluar la importancia funcional de los vasos colaterales y que "varias variables fisiológicas" son probablemente responsable del estado miocárdico en cualquier situación clínica dada. El hecho de que tantas áreas adecuadamente colateralizadas no mostraran evidencia de una mejora posterior en la perfusión miocárdica también proporcionó evidencia de que las colaterales a menudo pueden tener poca o ninguna importancia. Sin embargo, es posible que tales colaterales aparecieran demasiado tarde después del infarto para mejorar significativamente la perfusión general.
Desde el estudio de Kolibash, se han utilizado eficazmente técnicas más nuevas para investigar las cuestiones que planteó y caracterizar tanto el mecanismo de transformación de las colaterales nativas como evaluar su impacto en la perfusión y función del miocardio, entre ellas la angioplastia coronaria transluminal percutánea (ACTP) , ergovina. -pruebas de espasmo provocador y estudios de perfusión miocárdica . Utilizando PTCA, Rentrop demostró que el llenado de los vasos colaterales aumenta drásticamente durante la oclusión coronaria mediante el inflado del balón, dentro de los noventa segundos posteriores a la oclusión total. [12] El llenado mejoró en 15 de 16 pacientes; ni el dolor torácico ni la angina preinflación se correlacionaron con el grado de llenado colateral y no se produjo espasmo coronario. Rentrop no generalizó sobre el significado funcional de estas garantías, que dijo que eran "desconocidas", pero su existencia sugiere que pueden ejercer un efecto preventivo y protector.
Posteriormente, Cohen, asociado de Rentrop, evaluó prospectivamente a 23 pacientes sometidos a ACTP y observó que durante el inflado del balón, el grado medio de llenado colateral aumentaba dramáticamente. Diecinueve de 23 pacientes mostraron mejoría (p=0,01), pero la arteriografía post-ACTP [13] no reveló colaterales visibles en ningún paciente. El efecto funcional del relleno fue espectacular: utilizando un índice de isquemia (basado en el porcentaje del perímetro hipocontráctil del miocardio, la suma de la elevación del segmento ST y el tiempo de aparición de la angina), Cohen encontró que el relleno de grado 0 o 1 confiere sólo una protección nominal. debido a la isquemia (es decir, el llenado es inexistente o sólo de las ramas laterales), pero el llenado parcial (es decir, grado 2 o mayor) de estos segmentos proporciona una preservación casi completa del miocardio afectado de la asinergia asociada con la estenosis coronaria crítica. [13] Se observó dolor en los nueve pacientes con relleno 0 o 1, pero sólo en cinco de 14 pacientes con relleno de grado 2 o 3. Por tanto, la gravedad de los síntomas se correlacionó inversamente con el grado de llenado colateral observado.
En otro estudio citado con frecuencia, [9] Freedman se centró en la cuestión de la prevención del IM seleccionando a 121 pacientes con enfermedad grave de un solo vaso. 64 tuvieron infarto de onda Q y 57 no; 32 tenían angina inestable o infarto subendocárdico. En este estudio se identificaron 74 vasos totalmente ocluidos y 47 vasos subtotalmente ocluidos, y la presencia de oclusión total fue el predictor más significativo de la existencia de colaterales. 63 de 74 (85%) de las embarcaciones "totalizadas" estaban acompañadas de evidencia de garantías, en comparación con 8 de 47 (17%) de las embarcaciones subtotadas (p=0,001). Las colaterales estaban completamente ausentes al lado de las arterias con menos del 90% de estenosis. Se encontraron arterias totalmente ocluidas en 29 de 57 pacientes en el grupo sin infartos de miocardio con onda Q , y los 29 mostraron colaterales. En comparación, el 76% de los que carecían de arterias totalmente ocluidas mostraron colaterales (p es inferior a 0,005). Por el contrario, los 24 de los 57 pacientes sin IM con onda Q que no tenían colaterales tenían estenosis subtotal del vaso enfermo. Aunque el tabaquismo , los niveles de colesterol y la presencia de angina no difirieron entre los grupos, la presencia de infarto subendocárdico fue significativamente mayor en aquellos con colaterales, lo que sugiere que el infarto subendocárdico precipita la formación de colaterales en un grado comparable a los infartos de onda Q. , o que las colaterales preexistentes impiden que los infartos subendocárdicos se conviertan en infartos transmurales.
Entre varios estudios japoneses que utilizan la prueba de espasmo provocador de ergovina para simular la isquemia en hombres y animales, incluidos los de Takeshita [14] y Tada, [15] uno realizado por Yamagishi [16] encontró que el espasmo en la DA resultó en (1) ST elevación del segmento más comúnmente en aquellos sin colaterales que en aquellos con ellas (8 de 9 vs. 2 de 7; p=0,05); (2) mayores aumentos en la presión telediastólica de la arteria pulmonar en aquellos sin colaterales (p = 0,05); y (3) gran flujo de venas cardíacas que fue significativamente mayor en aquellos con colaterales que en aquellos sin ellas. El espasmo dio lugar a una angina leve asociada con una ligera elevación de la presión telediastólica de la arteria pulmonar y una depresión del ST cuando había colaterales presentes, en lugar de elevación y menor producción de lactato cardíaco, lo que sugiere fuertemente que las colaterales salvan el miocardio cuando la isquemia es producida por el espasmo.
Todavía es discutible si la angina causa el desarrollo colateral, pero al menos un investigador, Fujita, cree que la angina es sintomática o de alguna manera promueve el desarrollo de la circulación colateral y, en cualquier caso, a veces precede y a menudo previene el infarto por aliviar el vaso críticamente ocluido antes de que pueda ocurrir la trombosis. [17] Al examinar a 37 pacientes que se sometieron a trombólisis intercoronaria dentro de las seis horas posteriores al IM, Fujita encontró que 2 de 19 pacientes sin angina preinfarto tenían colaterales y 9 de 18 pacientes con angina las tenían. Ninguna otra variable relacionada con el desarrollo colateral distinguió a los grupos. Por lo tanto, Fujita sugiere que la ausencia de angina sintomática no siempre presagia una evolución favorable, y que la prevención del infarto seguramente debe dirigirse a aquellos con enfermedad coronaria que no presentan síntomas, ya que pueden carecer de los efectos protectores del desarrollo colateral provocado por la presencia de angina. .
La colateralización se diferencia de la angiogénesis en que varios vasos sanguíneos irrigan un lecho vascular y estos vasos se mantienen (uno no involuciona ni retrocede).