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Published by Marvin's Underground Latino USA, 2018-08-05 11:14:39

ganong

ganong

546 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

le y los sonidos intermitentes tienen una calidad en “estacato”. Presión sistólica (mmHg) Sistólica 4
Cuando esta presión se aproxima a la presión diastólica arterial, 175 1
el vaso todavía se constriñe, pero el flujo turbulento es continuo.
Los sonidos continuos tienen una calidad amortiguada, más que 165
en “estacato”.
155
PRESIÓN SANGUÍNEA ARTERIAL NORMAL
145
La presión sanguínea en la arteria braquial de los adultos jóvenes
sentados en reposo es cercana a 120/70 mmHg. Como la presión 135 4
arterial es producto del gasto cardiaco y la resistencia periféri- 125
ca, aquélla se modifica por situaciones que afectan uno o ambos
factores. La emoción aumenta el gasto cardiaco y la resistencia 115
periférica, y cerca de 20% de los pacientes hipertensos tiene pre- 1
siones sanguíneas más altas en el consultorio del médico que en
el hogar, durante sus actividades diarias regulares (“hiperten- 105
sión por bata blanca”). La presión sanguínea disminuye hasta 20
mmHg durante el sueño. Este descenso se reduce o está ausente Presión diastólica (mmHg) Diastólica 4
en la hipertensión. 95 1
90
Existe un acuerdo general de que la presión sanguínea se eleva
conforme avanza la edad, pero la magnitud de este incremento 85 4
es incierto porque la hipertensión es una enfermedad frecuen- 80
te y su incidencia aumenta con la edad (recuadro clínico 32-4).
Las personas con presiones sanguíneas sistólicas menores de 120 75
mmHg entre los 50 y 60 años de edad y que nunca manifestaron 1
hipertensión clínica, presentan todavía ese aumento de la pre-
sión sistólica toda la vida (fig. 32-32). Tal elevación puede ser 70
la aproximación más cercana al incremento en los individuos 65
normales. Las personas con hipertensión leve sin tratamiento
generan un incremento mucho más rápido en la presión sistóli- Presión del pulso (mmHg) Pulso 4
ca. En ambos grupos, la presión diastólica también se eleva, pero 95 1
luego empieza a descender en la madurez conforme aumenta la 85
rigidez de las arterias. Por consiguiente, la presión del pulso se 75
eleva conforme avanza la edad. 65
55
Resulta interesante que las cifras de presión sistólica y diastó- 45
lica sean más bajas en mujeres jóvenes comparadas con varones 35
jóvenes hasta los 55 a 65 años de edad, después de lo cual se
tornan semejantes. Como hay una relación positiva entre la pre- Edad (años)
sión sanguínea y la incidencia de infarto miocárdico y apoplejía
(véase más adelante), la presión sanguínea más baja antes de la FIGURA 32-32 Efectos de la edad y el género en los componen-
menopausia en las mujeres puede ser una razón por la cual, en
promedio, viven más tiempo que los varones. tes de la presión arterial en seres humanos. Los datos son de un gru-
po grande de individuos estudiados cada dos años durante toda su vida
CIRCULACIÓN CAPILAR adulta. Grupo 1: personas con presión sanguínea sistólica menor de 120
mmHg a la edad de 50 a 60 años. Grupo 4: individuos con presión sistó-
En cualquier momento sólo 5% de la sangre circulante se halla lica de 160 mmHg o mayor a los 50 a 60 años de edad; o sea, personas
en los capilares, pero en algún sentido este 5% es la parte más con hipertensión leve no tratada. La línea roja muestra los valores en las
importante del volumen sanguíneo porque constituye la única mujeres, la azul indica los valores para varones. (Modificada con autorización
reserva de la cual entran oxígeno y nutrimentos al líquido inters-
ticial; además, por ella el dióxido de carbono y los productos de de Franklin SS y et al: Hemodynamic patterns of age-related changes in blood pressure.
desecho pueden ingresar a la corriente sanguínea. El intercam- The Framingham Heart Study. Circulation 1997;96:308.)
bio a través de las paredes capilares es esencial para la supervi-
vencia de los tejidos.

MÉTODOS DE ESTUDIO

Es difícil obtener mediciones precisas de las presiones y los flu-
jos capilares. La presión capilar se ha calculado mediante la valo-
ración de la magnitud de la presión externa necesaria para ocluir

CAPÍTULO 32 La sangre como fluido circulatorio y la dinámica del flujo sanguíneo y linfático 547

RECUADRO CLÍNICO 32-4

Hipertensión En otras modalidades de hipertensión, menos frecuentes,
se conoce la causa. Es útil revisar estos tipos porque hacen
Ésta es el aumento sostenido de la presión arterial sistémica. Por énfasis en las formas en que la fisiología alterada conduce a
lo general, ella se debe al incremento de la resistencia y es una la enfermedad. Las alteraciones que comprometen el flujo
anomalía muy frecuente en seres humanos. Tal vez sea el resul- sanguíneo renal causan hipertensión renal, al igual que el es-
tado de muchas enfermedades (cuadro 32-12) y origina trastor- trechamiento (coartación) de la aorta torácica, que aumenta
nos graves. Cuando la resistencia contra la que debe bombear tanto la secreción de renina como la resistencia periférica.
el ventrículo izquierdo (poscarga) se eleva por un periodo pro- Los feocromocitomas, tumores de la médula suprarrenal se-
longado, el músculo cardiaco se hipertrofia. La respuesta inicial cretores de noradrenalina y adrenalina, pueden generar hi-
es la activación de los genes inmediatos-tempranos en el múscu- pertensión esporádica o sostenida (cap. 22). Los estrógenos
lo ventricular, seguida de la activación de genes implicados en intensifican la secreción de angiotensinógeno, y las pastillas
el crecimiento durante la vida fetal. La hipertrofia ventricular iz- anticonceptivas que tienen grandes cantidades de estrógeno
quierda se relaciona con un mal pronóstico. El consumo total de quizá originen hipertensión (hipertensión por la píldora) con
oxígeno del corazón, ya aumentado por el trabajo de expulsar esta base (cap. 25). El aumento en la secreción de aldosterona
sangre contra una presión elevada (cap. 31), se intensifica to- u otros mineralocorticoides produce retención renal de sodio,
davía más porque hay mayor cantidad de músculo. Por tanto, lo cual da lugar a hipertensión. El aumento primario de los
cualquier descenso en el flujo sanguíneo coronario tiene con- mineralocorticoides plasmáticos inhibe la secreción de renina.
secuencias más graves en los pacientes hipertensos en com- Por razones desconocidas, la renina plasmática también es
paración con las personas normales, y los grados de estrecha- baja en 10 a 15% de los pacientes con hipertensión esencial,
miento coronario que no producen síntomas cuando el tamaño con cifras normales de mineralocorticoides circulantes (hiper-
del corazón es normal, pueden generar un infarto de miocardio tensión con renina baja). Además, las mutaciones en varios ge-
cuando hay crecimiento cardiaco. nes individuales también son causa conocida de hipertensión.
Estos casos de hipertensión monogénica son inusuales, pero
La incidencia de ateroesclerosis aumenta en la hipertensión y informativos. Uno de éstos es el aldosteronismo remediable
el infarto miocárdico es frecuente, incluso cuando no hay creci- con glucocorticoide (GRA), en el cual un gen híbrido codifica
miento cardiaco. Al final, se rebasa la capacidad para compensar una aldosterona sintasa sensible a hormona adrenocorticotró-
la resistencia periférica elevada y el corazón falla. Las personas pica (ACTH), con hipoaldosteronismo consecuente (cap. 22).
hipertensas también están predispuestas a las trombosis en los La deficiencia de hidroxilasa 11-β también ocasiona hiperten-
vasos cerebrales y hemorragia cerebral. Una complicación adi- sión porque intensifica la secreción de desoxicorticosterona
cional es la insuficiencia renal. Sin embargo, la incidencia de (cap. 22). La presión sanguínea se normaliza cuando se inhi-
insuficiencia cardiaca, apoplejía e insuficiencia renal pueden re- be la secreción de hormona adrenocorticotrópica al suminis-
ducirse mucho con el tratamiento activo de la hipertensión, aun trar un glucocorticoide. Las mutaciones que disminuyen la
cuando la hipertensión sea relativamente leve. En casi 88% de hidroxiesteroide 11-β deshidrogenasa inducen pérdida de la
los pacientes con presión sanguínea alta, se desconoce la cau- especificidad de los receptores para mineralocorticoide (cap.
sa de la hipertensión; por ello, se dice que tienen hipertensión 22) con estimulación de éstos por el cortisol y, en el embarazo,
esencial. Hoy en día, la hipertensión esencial es tratable, pero no por la concentración elevada de progesterona circulante. Por
curable. La reducción eficaz de la presión sanguínea puede lo- último, las mutaciones de los genes para los conductos epi-
grarse con fármacos que bloquean los receptores adrenérgicos teliales de sodio (ENaC) que reducen la desintegración de las
α, ya sea en la periferia o en el sistema nervioso central; medi- subunidades β o γ, aumentan la actividad de dichos conductos
camentos bloqueadores de los receptores adrenérgicos β; sus- y originan la retención renal excesiva de sodio y la hiperten-
tancias inhibidoras de la actividad de la enzima convertidora de sión (síndrome de Liddle; cap. 38).
angiotensina, y bloqueadores de los conductos de calcio que re-
lajan el músculo liso vascular. Tal vez la hipertensión esencial sea
de origen múltiple y también participan factores ambientales.

los capilares o la magnitud de presión necesaria para hacer que el extremo arteriolar y de 15 mmHg en el venoso. La presión
la solución salina empiece a fluir por una micropipeta inserta- del pulso es cercana a 5 mmHg en el extremo arteriolar y cero
da de manera que su punta esté frente al extremo arteriolar del en el venoso. Los capilares son cortos, pero la sangre se mueve
capilar. despacio (cerca de 0.07 cm/s) porque el área transversal total
del lecho capilar es grande. El tiempo de tránsito desde el ex-
PRESIÓN Y FLUJO CAPILARES tremo arteriolar al venular de un capilar de tamaño promedio
es de 1 a 2 s.
Las presiones capilares varían mucho, pero los valores típicos
en los capilares del lecho ungueal humano son de 32 mmHg en

548 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

CUADRO 32-12 Frecuencia calculada de varias del líquido intersticial). Este componente se dirige hacia el
modalidades de hipertensión en la población interior.
general hipertensa
Por tanto:

Porcentaje de la población Movimiento de líquido = k[(Pc–Pi)–(πc–πi)]

Hipertensión esencial 88 donde

Hipertensión renal k = coeficiente de filtración capilar

Renovascular 2 Pc = presión hidrostática capilar

Parenquimatosa 3 Pi = presión hidrostática intersticial
πc = presión coloidosmótica capilar
Hipertensión endocrina πi = presión coloidosmótica intersticial

Aldosteronismo primario 5 Por lo general πi es insignificante; por ello, el gradiente de
presión osmótica (πc – πi) casi siempre es igual a la presión
Síndrome de Cushing 0.1 oncótica. El coeficiente de filtración capilar toma en cuenta
y es proporcional a la permeabilidad de la pared capilar y el
Feocromocitoma 0.1 área disponible para la filtración. La magnitud de las fuerzas
de Starling en un capilar clásico del músculo, se muestra en la
Otras presentaciones suprarrenales 0.2 figura 32-33. El líquido se desplaza hacia el espacio intersticial
en el extremo arteriolar del capilar y hacia el interior del capi-
Tratamiento con estrógeno 1 lar en el extremo venular. En otros capilares, el equilibrio de las
(“hipertensión por la píldora”) fuerzas de Starling puede ser distinto. Por ejemplo, el líquido
sale en casi toda la longitud de los capilares en los glomérulos
Diversos (síndrome de Liddle, 0.6 renales. Por otro lado, el líquido se desplaza hacia los capilares
coartación de la aorta, etc.) casi en la longitud completa del intestino. Se filtran casi 24 L
de líquido en los capilares cada día. Esto se aproxima al 0.3%
Con autorización a partir de McPhee SJ, Lingappa V, Ganong WF: Pathophysiology of Di- del gasto cardiaco. Casi 85% del líquido filtrado se reabsorbe
sease, 4th ed. McGraw-Hill, 2003. a los capilares y el resto regresa a la circulación a través de los
linfáticos.
EQUILIBRIO CON EL LÍQUIDO
Ha de señalarse que las moléculas pequeñas a menudo se
INTERSTICIAL equilibran con los tejidos cerca del extremo arteriolar de cada
capilar. En esta situación, la difusión total podría aumentar me-
Como se mencionó, la pared capilar es una membrana delgada diante el incremento del flujo sanguíneo; o sea que el intercam-
formada por células endoteliales. Las sustancias pasan por las bio está limitado por el flujo (fig. 32-34). Por el contrario, se
uniones entre las células endoteliales y a través de fenestracio- dice que la transferencia de sustancias que no se equilibran con
nes, cuando existen. Algunas también pasan a través de las célu- los tejidos durante su paso por los capilares está limitada por la
las por transporte vesicular. difusión.

Los factores distintos al transporte vesicular que explican el Arteriola Vénula
transporte a través de la pared capilar son la difusión y la fil-
tración (cap. 1). La difusión tiene un valor cuantitativo mucho Espacio
mayor. El oxígeno y la glucosa se encuentran en mayores con- intersticial
centraciones en la sangre que en el líquido intersticial y difun-
den hacia éste, mientras el dióxido de carbono lo hace en sentido 37 17
contrario.
P oncótica = 25
La velocidad de filtración en cualquier punto del capilar P intersticial = 1
depende del equilibrio de fuerzas llamadas a veces fuerzas de
Starling, en honor al fisiólogo que describió con detalle su FIGURA 32-33 Esquema de los gradientes de presión a través
manera de operar por primera vez. Una de estas fuerzas es el
gradiente de presión hidrostática (la presión hidrostática en de la pared de un capilar muscular. Los números en los extremos
el capilar menos la presión hidrostática en el líquido inters- arteriolar y venular del capilar son las presiones hidrostáticas en milíme-
ticial) en ese punto. La presión de líquido intersticial varía tros de mercurio (mmHg) en esos sitios. Las flechas indican la magnitud
de un órgano a otro y hay evidencia considerable de que es aproximada y el sentido del movimiento del líquido. En este ejemplo,
subatmosférica (alrededor de –2 mmHg) en el tejido subcutá- la diferencial de presión en el extremo arteriolar del capilar es 11 mmHg
neo. Sin embargo, es positiva en el hígado y los riñones, y lle- ([37 – 1] –25) hacia fuera; en el extremo opuesto, es de 9 mmHg
ga hasta 6 mmHg en el cerebro. La otra fuerza es el gradien- (25 – [17 – 1]) hacia dentro.
te de presión osmótica a través de la pared capilar (presión
coloidosmótica plasmática menos la presión coloidosmótica

CAPÍTULO 32 La sangre como fluido circulatorio y la dinámica del flujo sanguíneo y linfático 549

Concentración en Y Al igual que la presión arterial, la presión venosa periférica se
sangre capilar X modifica con la gravedad. Aumenta 0.77 mmHg por cada cen-
tímetro por debajo de la aurícula derecha y disminuye una can-
A Distancia a lo largo del capilar V tidad similar por cada centímetro arriba de la aurícula derecha
donde se mida la presión (fig. 32-30). Por tanto, en proporción,
FIGURA 32-34 Intercambio a través de las paredes capilares, la gravedad tiene mayor efecto en la presión venosa comparada
con la arterial.
limitado por el flujo y la difusión. A y V indican los extremos arte-
riolar y venular del capilar. La sustancia X se equilibra con los tejidos Cuando la sangre fluye de las vénulas a las venas grandes, su
(el desplazamiento hacia los tejidos iguala el movimiento hacia fuera) velocidad promedio aumenta conforme disminuye el área trans-
mucho antes que la sangre salga del capilar, mientras la sustancia Y no versal total de los vasos. En las grandes venas, la velocidad de la
se equilibra. Si otros factores permanecen constantes, la cantidad de X sangre es casi la cuarta parte de la velocidad en la aorta, de 10
que ingresa a los tejidos sólo puede aumentar si se incrementa el flujo cm/s en promedio.
sanguíneo; o sea, está limitada por el flujo. El desplazamiento de Y está
limitado por la difusión. BOMBA TORÁCICA

CAPILARES ACTIVOS E INACTIVOS Durante la inspiración, la presión intraarterial desciende de –2.5
a –6 mmHg. Esta presión negativa se transmite a las grandes
En los tejidos en reposo, la mayoría de los capilares se halla venas y, en menor medida, a la aorta; por ello, la presión venosa
colapsada. En los tejidos activos, las metaarteriolas y los esfín- central fluctúa de casi 6 mmHg durante la espiración a cerca de
teres precapilares se dilatan. La presión intracapilar se eleva, 2 mmHg durante la inspiración tranquila. El decremento de la
rebasa la presión de cierre de los vasos y la sangre fluye por presión venosa en el curso de la inspiración ayuda al retorno
todos los capilares. La relajación del músculo liso de las me- venoso. Cuando el diafragma desciende durante la inspiración,
taarteriolas y los esfínteres precapilares se debe a la acción de la presión intraabdominal se eleva y esto también comprime la
los metabolitos vasodilatadores formados en el tejido activo sangre hacia el corazón porque el flujo retrógrado hacia las ve-
(cap. 33). nas es impedido por las válvulas venosas.

Después de un estímulo nocivo, la sustancia P liberada por el EFECTOS DEL LATIDO CARDIACO
reflejo axónico (cap. 34) aumenta la permeabilidad capilar. La
bradicinina y la histamina también incrementan la permeabili- Las variaciones en la presión auricular se transmiten a las
dad capilar. Cuando los capilares se estimulan de manera mecá- grandes venas; esto genera las ondas a, c y v de la curva de
nica, se vacían (reacción blanca; cap. 34), tal vez por la contrac- presión venosa-pulso (cap. 31). La presión auricular cae de ma-
ción de los esfínteres precapilares. nera aguda en la fase de expulsión de la sístole ventricular
porque las valvas auriculoventriculares son tiradas hacia aba-
CIRCULACIÓN VENOSA jo, lo cual aumenta la capacidad de las arterias. Esta acción
succiona sangre hacia las aurículas desde las grandes venas.
La sangre fluye por los vasos sanguíneos, incluidas las venas, so- La succión de sangre a las aurículas durante la sístole contribuye
bre todo por la acción de bombeo del corazón. Sin embargo, el mucho al retorno venoso, sobre todo con frecuencias cardiacas
flujo venoso se facilita gracias al latido cardiaco, el aumento en altas.
la presión intratorácica negativa durante cada inspiración y las
contracciones del músculo esquelético que comprimen las venas Cerca del corazón, el flujo venoso se vuelve pulsátil. Cuan-
(bomba muscular). do la frecuencia cardiaca es baja, hay dos periodos de flujo
máximo detectable, uno durante la sístole ventricular y otro
PRESIÓN Y FLUJO VENOSOS en la diástole temprana, en el periodo de llenado ventricular
rápido (fig. 32-28).
La presión en las vénulas es de 12 a 18 mmHg, la cual cae de for-
ma constante en las venas más grandes hasta cerca de 5.5 mmHg BOMBA MUSCULAR
en las venas grandes fuera del tórax. La presión en las grandes
venas a su entrada en la aurícula derecha (presión venosa cen- En las extremidades, las venas están rodeadas por músculos es-
tral) promedia 4.6 mmHg, pero fluctúa con la respiración y la queléticos, y la contracción de estos músculos durante la acti-
actividad cardiaca. vidad comprime las venas. También es probable que las pulsa-
ciones de las arterias cercanas compriman las venas. Como las
válvulas venosas impiden el flujo inverso, la sangre se desplaza
hacia el corazón. Durante la bipedestación inmóvil, cuando se
manifiesta todo el efecto de la gravedad, la presión venosa en
el tobillo es de 85 a 90 mmHg (fig. 32-30). El estancamiento de
sangre en las venas de la pierna reduce el retorno venoso, con
la disminución consecuente del gasto cardiaco, a veces hasta el
punto del desmayo. Las contracciones rítmicas de los músculos

550 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

de las piernas mientras una persona permanece de pie sirven sión venosa central en la mayoría de las situaciones. Para medir
para disminuir la presión venosa en las piernas a menos de 30 la presión venosa periférica, se introduce en una vena del brazo
mmHg porque impulsan la sangre hacia el corazón. Este movi- una aguja conectada a un manómetro que contiene solución sa-
miento centrípeto de la sangre disminuye en pacientes con venas lina. La vena periférica debe estar al nivel de la aurícula derecha
varicosas porque sus válvulas son insuficientes. Estas personas (un punto intermedio en el diámetro torácico desde la espal-
pueden generar estasis y edema en los tobillos. Sin embargo, in- da en posición supina). Los valores obtenidos en milímetros de
cluso cuando las válvulas tienen insuficiencia, las contracciones solución salina pueden convertirse en milímetros de mercurio
musculares todavía producen el movimiento básico de la sangre (mmHg) si se dividen por 13.6 (la densidad del mercurio). La
hacia el corazón porque la resistencia de las venas más grandes cantidad en que la presión venosa periférica rebase la presión
en dirección del corazón es menor que la resistencia de los vasos venosa central aumenta con la distancia en las venas desde el
pequeños lejos del corazón. corazón. La presión media normal en la vena antecubital es de
7.1 mmHg, comparada con una presión media de 4.6 mmHg en
PRESIÓN VENOSA EN LA CABEZA las venas centrales.

En posición vertical, la presión venosa en las partes del cuerpo Puede hacerse una estimación bastante precisa de la presión
por arriba del corazón está disminuida por la fuerza de grave- venosa sin equipo alguno, tan sólo con notar la altura hasta la
dad. Las venas del cuello se colapsan por arriba del punto en cual se distienden las venas del cuello cuando el sujeto se acuesta
que la presión venosa es cercana a cero. Sin embargo, los senos con la cabeza un poco elevada sobre el corazón. La distancia ver-
durales tienen paredes rígidas y no se colapsan. Por tanto, la pre- tical entre la aurícula derecha y el lugar en que se colapsa la vena
sión dentro de ellos en posición de pie o sentada es inferior a la (sitio donde la presión es cero) corresponde a la presión venosa
atmosférica. La magnitud de la presión negativa es proporcional en milímetros de sangre.
a la distancia vertical por arriba de la parte alta de las venas cer-
vicales colapsadas, y en el seno sagital superior tal vez sea hasta La presión venosa central disminuye durante la respiración
de –10 mmHg. Los neurocirujanos deben tener presente este con presión negativa y choque. Aquélla aumenta en la respi-
hecho. A veces, los procedimientos neuroquirúrgicos se realizan ración con presión positiva, pujo, expansión del volumen san-
con el paciente sentado. Si se abre uno de los senos durante una guíneo e insuficiencia cardiaca. En la insuficiencia cardiaca
de esas operaciones, succiona aire, lo cual origina una embolia congestiva avanzada o en caso de obstrucción de la vena cava
gaseosa. superior, la presión en la vena antecubital puede llegar a valores
de 20 mmHg o más.
EMBOLIA GASEOSA
CIRCULACIÓN LINFÁTICA
Como el aire, a diferencia de un líquido, es compresible, su Y VOLUMEN DEL LÍQUIDO
presencia en la circulación tiene consecuencias graves. El mo- INTERSTICIAL
vimiento anterógrado de la sangre depende de que la sangre
es incompresible. Grandes cantidades de aire llenan el cora- CIRCULACIÓN LINFÁTICA
zón y detienen la circulación; esto causa muerte súbita porque
la mayor cantidad del aire es comprimida por los ventrículos En estados normales, la salida de líquido rebasa la entrada a
que se contraen, en lugar de impulsarla por las arterias. Las través de las paredes capilares, pero el líquido adicional ingresa
cantidades pequeñas de aire se despejan del corazón con la a los linfáticos y regresa por ellos hacia la sangre. Esto impide
sangre, pero las burbujas se alojan en los vasos sanguíneos que se eleve la presión del líquido intersticial y promueve el
pequeños. La capilaridad superficial de las burbujas aumenta recambio del líquido hístico. El flujo linfático normal en 24 h
mucho la resistencia al flujo sanguíneo y éste se reduce o de- es de 2 a 4 L.
tiene. El bloqueo de los vasos pequeños en el cerebro genera
anomalías neurológicas graves, incluso letales. El tratamiento Los vasos linfáticos se dividen en dos tipos: linfáticos iniciales
con oxígeno hiperbárico (cap. 37) es valioso porque la presión y linfáticos colectores (fig. 32-35). Los primeros carecen de vál-
reduce el tamaño de los émbolos gaseosos. En animales de ex- vulas y músculo liso en las paredes, y se encuentran en regiones,
perimentación, la cantidad de aire que produce una embolia como el intestino o el músculo esquelético. Tal vez el líquido
gaseosa letal es muy variable, según la parte y la velocidad con hístico ingrese en ellos a través de uniones laxas entre las células
la cual entre en las venas. A veces es posible inyectar hasta endoteliales que forman sus paredes. Al parecer, el líquido es
100 ml sin efectos adversos; otras, una embolia de sólo 5 ml empujado por las contracciones musculares de los órganos, y
resulta letal. por la contracción de arteriolas y vénulas, con las cuales se rela-
cionan a menudo.
MEDICIÓN DE LA PRESIÓN VENOSA
El líquido hístico drena en los linfáticos colectores, que tie-
La presión venosa central es sensible de medirse de manera di- nen válvulas y músculo liso en las paredes; se contraen de mane-
recta mediante la inserción de un catéter en las grandes venas del ra peristáltica; esto causa un efecto que impulsa la linfa por los
tórax. La presión venosa periférica se relaciona bien con la pre- vasos. El flujo de los linfáticos colectores es favorecido, además,
por el movimiento del músculo esquelético, la presión intrato-
rácica negativa durante la inspiración y el efecto de succión del
flujo sanguíneo de alta velocidad en las venas donde los linfáti-
cos terminan. Sin embargo, las contracciones son el principal
factor que impulsa la linfa.

CAPÍTULO 32 La sangre como fluido circulatorio y la dinámica del flujo sanguíneo y linfático 551

Linfático colector CUADRO 32-13 Causas del aumento en el volumen
de líquido intersticial y edema

Válvula Aumento en la presión de filtración
Constricción venular

Aumento de presión venosa (insuficiencia cardiaca, válvulas con
insuficiencia, obstrucción venosa, aumento del volumen del líquido
extracelular (ECF) total, efecto de la gravedad, etc.)

Descenso del gradiente de presión osmótica a través del capilar

Decremento de concentración plasmática de proteína

Arteriola Acumulación de sustancias con actividad osmótica en el espacio
en arcada intersticial
Aumento de la permeabilidad capilar
Linfáticos iniciales Sustancia P
Histamina y sustancias relacionadas
FIGURA 32-35 Linfáticos iniciales que drenan en los linfáticos Cininas, etc.
Flujo linfático inadecuado
colectores en el mesenterio. Nótese la estrecha relación con las arte-
riolas de las arcadas, indicadas por líneas rojas sencillas. (Con autorización

de Schmid Schönbein GW, Zeifach BW: Fluid pump mechanisms in initial lymphatics.
News Physiol Sci 1994;9:67.)

OTRAS FUNCIONES DEL SISTEMA osmótica pueden acumularse de manera temporal en el líquido
LINFÁTICO intersticial porque es imposible eliminarlos a la velocidad que
se producen. A medida que éstos se acumulan, ejercen un efec-
Cantidades apreciables de proteína entran en el líquido inters- to osmótico que disminuye la magnitud del gradiente osmótico
ticial en el hígado y el intestino, y cantidades menores lo hacen generado por la presión oncótica. Por tanto, la cantidad de lí-
desde la sangre de otros tejidos. Las macromoléculas ingresan a quido que sale de los capilares aumenta mucho y la que ingresa
los linfáticos, tal vez por las uniones entre las células endotelia- se reduce. El flujo linfático se incrementa; esto disminuye el vo-
les, y las proteínas regresan a la corriente sanguínea a través de lumen de líquido, el cual de otra manera se acumularía, pero el
los linfáticos. La cantidad de proteína que retorna de esta mane- ejercicio del músculo, por ejemplo, incrementa más el volumen
ra en un día es igual a 25 a 50% de la proteína plasmática total hasta 25%.
circulante.
El líquido intersticial tiende a acumularse en las regiones
El transporte de los ácidos grasos de cadena larga y el coles- en declive por efecto de la gravedad. En posición vertical, los
terol absorbidos desde el intestino por los linfáticos se describe capilares de las piernas están protegidos de la presión arterial
en el capítulo 27. alta por las arteriolas, pero la presión venosa elevada se trans-
mite a ellos por las vénulas. Las contracciones del músculo es-
VOLUMEN DEL LÍQUIDO INTESTINAL quelético preservan la presión venosa baja porque bombean la
sangre al corazón (véase antes) cuando el individuo se mueve;
La cantidad de líquido en los espacios intersticiales depende sin embargo, si permanece de pie por periodos prolongados,
de la presión capilar, la presión del líquido intersticial, la pre- al final se acumula líquido y aparece el edema. Los tobillos
sión oncótica, el coeficiente de filtración capilar, el número de también se hinchan durante viajes prolongados cuando los
capilares activos, el flujo linfático y el volumen total de líquido viajeros permanecen sentados por largo tiempo con los pies
extracelular (ECF). La proporción entre la resistencia venular en declive. La obstrucción venosa contribuye al edema en es-
precapilar y poscapilar también es importante. La constric- tas situaciones.
ción precapilar disminuye la presión de filtración, mientras la
constricción poscapilar la eleva. Los cambios en cualquiera de Siempre que hay retención anómala de sal en el organis-
estas variables producen cambios en el volumen del líquido in- mo, también se retiene agua. La sal y el agua se distribuyen
tersticial. Los factores que fomentan el aumento de dicho volu- en todo el líquido extracelular y, como el volumen de líquido
men se resumen en el cuadro 32-13. El edema es la acumulación intersticial aumenta, como consecuencia hay predisposición al
de líquido intersticial en cantidades excesivas. edema. La retención de sal y agua es un factor en el edema pre-
sente en la insuficiencia cardiaca, la nefrosis y la cirrosis, pero
En los tejidos activos, la presión capilar se incrementa, a me- también existen variaciones en los mecanismos que regulan el
nudo hasta el punto de sobrepasar la presión oncótica a todo desplazamiento de líquido a través de las paredes capilares
lo largo del capilar. Además, los metabolitos con actividad en estas enfermedades. Por ejemplo, en la insuficiencia car-

552 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

diaca congestiva, la presión venosa casi siempre se eleva, con PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE
un incremento consecuente en la presión capilar. En la cirrosis
hepática, la presión oncótica es baja porque la síntesis hepática Para todas las preguntas elija una sola respuesta, a menos que se indique
de proteínas plasmáticas disminuye y, en la nefrosis, la presión lo contrario.
oncótica es baja debido a la pérdida de grandes cantidades de
proteína en la orina. 1. ¿Cuál de los siguientes tiene el área transversal total más grande de
todo el cuerpo?
Otra causa de edema es el drenaje linfático inadecuado. El
edema originado por la obstrucción linfática se denomina lin- A) arterias
fedema, y el líquido de este edema tiene un alto contenido pro- B) arteriolas
teínico. Si persiste, causa un trastorno inflamatorio crónico que C) capilares
conduce a la fibrosis del tejido intersticial. Una causa de linfe- D) vénulas
dema es la mastectomía radical, durante la cual se extirpan los E) venas
ganglios linfáticos axilares y esto reduce el drenaje linfático. En
la filariasis, los gusanos parásitos migran a los linfáticos y los 2. El flujo linfático del pie
obstruyen. Con el tiempo, la acumulación de líquido más la re-
acción del tejido dan origen a la hinchazón masiva, casi siempre A) aumenta cuando un individuo se levanta de la posición supina
en las piernas o el escroto (elefantiasis). y se pone de pie

RESUMEN DEL CAPÍTULO B) se incrementa si se masajea el pie
C) aumenta cuando la permeabilidad capilar disminuye
■ La sangre consiste en una suspensión de eritrocitos, leucocitos y pla- D) se reduce si las válvulas de las piernas son incompetentes
quetas en un líquido rico en proteínas conocido como plasma. E) disminuye con el ejercicio

■ Las células sanguíneas se originan en la médula ósea y están sujetas 3. La presión en un capilar del músculo esquelético es de 35 mmHg
a renovación regular; la mayoría de las proteínas plasmáticas se sin- en el extremo arteriolar y de 14 mmHg en el venular. La presión in-
tetiza en el hígado. tersticial es de 0 mmHg. La presión coloidosmótica es de 25 mmHg
en el capilar y de 1 mmHg en el intersticio. La fuerza neta que
■ La hemoglobina, almacenada en los eritrocitos, transporta oxíge- produce el movimiento del líquido a través de la pared capilar en el
no a los tejidos periféricos. La hemoglobina fetal está especializada extremo arteriolar es de
para facilitar la difusión de oxígeno de la madre al feto durante el
desarrollo. Las formas mutantes de hemoglobina causan anomalías A) 3 mmHg hacia fuera del capilar
eritrocíticas y anemia. B) 3 mmHg hacia el interior del capilar
C) 10 mmHg hacia fuera del capilar
■ Oligosacáridos de estructuras complejas, específicos por grupos de D) 11 mmHg hacia fuera del capilar
individuos, constituyen la base del sistema ABO de grupos sanguí- E) 11 mmHg hacia dentro del capilar
neos. Los oligosacáridos del grupo sanguíneo AB, así como otras
moléculas de grupo sanguíneo, pueden inducir la producción de 4. La velocidad del flujo sanguíneo
anticuerpos en sujetos no expuestos antes, luego de transfusiones
inapropiadas, con consecuencias potencialmente graves consecuti- A) es mayor en los capilares que en las arteriolas
vas a la aglutinación de los eritrocitos. B) es mayor en las venas que en las vénulas
C) es mayor en las venas que en las arterias
■ La sangre fluye del corazón a las arterias y las arteriolas, de allí a D) cae a cero en la aorta descendente durante la diástole
los capilares y, al final, a vénulas y venas para regresar al corazón. E) se reduce en un área constreñida de un vaso sanguíneo
Cada segmento de la vasculatura tiene propiedades contráctiles
específicas y mecanismos reguladores con una participación fisio- 5. Cuando aumenta el radio de los vasos de resistencia, ¿cuál de los
lógica. Los principios físicos de la presión, la tensión de la pared siguientes se incrementa?
y el calibre vascular regulan el flujo sanguíneo en cada segmento
de la circulación. A) presión sanguínea sistólica
B) presión sanguínea diastólica
■ La transferencia de oxígeno y nutrimentos de la sangre a los tejidos, C) viscosidad sanguínea
así como la recolección de desechos metabólicos, ocurre sólo en los D) hematócrito
lechos capilares. E) flujo sanguíneo capilar

■ El líquido también sale de la circulación a través de las paredes ca- 6. Cuando aumenta la viscosidad sanguínea, ¿cuál de los siguientes se
pilares. Una parte se reabsorbe; el resto entra al sistema linfático, el incrementa?
cual al final drena en las venas subclavias para regresar al líquido a
la corriente sanguínea. A) la presión sanguínea media
B) el radio de los vasos de resistencia
■ La hipertensión es el aumento en la presión sanguínea media, casi C) el radio de los vasos de capacitancia
siempre crónica y frecuente en los seres humanos. La hiperten- D) la presión venosa central
sión puede tener consecuencias graves si no se trata. Casi todos E) el flujo sanguíneo capilar
los casos de hipertensión son de causa desconocida, pero varias
mutaciones génicas explican modalidades inusuales de la enfer- 7. Un farmacólogo descubre un fármaco que estimula la producción
medad y aportan información sobre los mecanismos que contro- de receptores para factor de crecimiento endotelial vascular. Está
lan la dinámica del sistema circulatorio y su integración a otros emocionado porque este compuesto podría ser valioso en el trata-
órganos. miento de

A) cardiopatía coronaria
B) cáncer
C) enfisema
D) diabetes insípida
E) dismenorrea

CAPÍTULO 32 La sangre como fluido circulatorio y la dinámica del flujo sanguíneo y linfático 553

8. ¿Por qué la respuesta dilatadora a la acetilcolina inyectada cambia a RECURSOS DEL CAPÍTULO
reacción constrictora cuando se daña el endotelio?
de Montalembert M: Management of sickle cell disease. Brit Med J
A) porque se genera más sodio 2008;337:626.
B) porque se produce más bradicinina
C) porque el daño disminuye el pH de las capas restantes de la Miller JL: Signaled expression of fetal hemoglobin during development.
Transfusion 2005;45:1229.
arteria
D) porque el daño aumenta la producción de endotelina en el en- Perrotta S, Gallagher PG, Mohandas N: Hereditary spherocytosis. Lan-
cet 2008;372:1411.
dotelio
E) porque el daño interfiere con la producción de óxido nítrico Semenza GL: Vasculogenesis, angiogenesis, and arteriogenesis: Mecha-
nisms of blood vessel formation and remodeling. J Cell Biochem
en el endotelio 2007;102:840.



Mecanismos reguladores CAPÍTULO
cardiovasculares
33

OBJETIVOS

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

■ Esbozar los mecanismos neurales que controlan la presión sanguínea arterial y la frecuencia
cardiaca, incluidos los receptores; vías aferentes y eferentes; vías integradoras centrales, así
como mecanismos efectores implicados.

■ Describir los efectos directos del dióxido de carbono y la hipoxia en las áreas vasomotoras
del bulbo raquídeo.

■ Describir cómo contribuye el proceso de autorregulación al control del calibre vascular.
■ Identificar los factores paracrinos y las hormonas que regulan el tono vascular, sus fuentes

y mecanismos de acción.

INTRODUCCIÓN autorregulación (cuadro 33-1). También aumenta en los tejidos
activos por efecto de metabolitos vasodilatadores de producción
Los seres humanos y otros mamíferos han desarrollado múlti- local, se modifica por sustancias secretadas en el endotelio y se
ples mecanismos reguladores cardiovasculares. Estos mecanis- somete a la regulación sistémica de sustancias vasoactivas cir-
mos aumentan el suministro sanguíneo a los tejidos activos e culantes y los nervios que llegan a las arteriolas. Asimismo, el
incrementan o disminuyen la pérdida de calor corporal me- calibre de los vasos de capacitancia se modifica debido a las sus-
diante la redistribución de la sangre. En presencia de desafíos tancias vasoactivas circulantes y a los nervios vasomotores. Los
como una hemorragia, preservan el flujo sanguíneo al corazón mecanismos reguladores sistémicos tienen acción sinérgica con
y al cerebro. Cuando el desafío que se enfrenta es grave, el flujo los procesos locales y ajustan las respuestas vasculares en todo
hacia estos órganos se mantiene a expensas de la circulación en el cuerpo.
el resto del organismo.
Los términos vasoconstricción y vasodilatación casi siem-
Los ajustes circulatorios se realizan mediante la modificación pre se usan para referirse a la constricción y la dilatación de
del gasto de la bomba (corazón), cambio en el diámetro de los los vasos de resistencia. Los cambios en el calibre de las venas
vasos de resistencia (sobre todo las arteriolas) o modificación se denominan específicamente venoconstricción y venodila-
de la cantidad de sangre acumulada en los vasos de capacitan- tación.
cia (las venas). La regulación del gasto cardiaco se describe en
el capítulo 31. El calibre de las arteriolas se ajusta en parte por

CONTROL NERVIOSO viosas motoras de la división simpática del sistema nervioso au-
DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR tónomo. Las fibras que llegan a los vasos de resistencia regulan
el flujo sanguíneo en los tejidos y la presión sanguínea. Las fibras
MECANISMOS REGULADORES NERVIOSOS que van a los vasos de capacitancia venosa varían el volumen de
sangre “almacenado” en las venas. La inervación de la mayoría
Aunque las arteriolas y los otros vasos de resistencia tienen una de las venas es escasa, pero las esplácnicas están bien inervadas.
inervación más densa, todos los vasos sanguíneos, salvo los ca- La venoconstricción se produce por estímulos que también ac-
pilares y las vénulas, contienen músculo liso y reciben fibras ner- tivan los nervios vasoconstrictores de las arteriolas. El descenso

555

556 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

resultante en la capacidad venosa aumenta el retorno venoso, lo CUADRO 331 Resumen de factores que afectan
cual desplaza la sangre a la parte arterial de la circulación. el calibre de las arteriolas

INERVACIÓN DE LOS VASOS SANGUÍNEOS Constricción Dilatación

Las fibras noradrenérgicas simpáticas terminan en los vasos san- Factores locales
guíneos en todas partes del organismo para mediar la vasocons-
tricción. Además de su inervación vasoconstrictora, los vasos Descenso de temperatura local Aumento de CO2 y decremento de O2
de resistencia de los músculos esqueléticos están inervados por Autorregulación
fibras vasodilatadoras, las cuales aunque viajan con los nervios Aumento de K+, adenosina, lactato,
simpáticos, son colinérgicas (sistema vasodilatador colinérgi- etc.
co simpático). Las fibras vasodilatadoras no tienen actividad
tónica, pero las fibras vasoconstrictoras que van a la mayoría de Descenso de pH local
los lechos vasculares poseen alguna actividad tónica. Cuando se
cortan los nervios simpáticos (simpatectomía), los vasos san- Aumento de temperatura local
guíneos se dilatan. En la mayoría de los tejidos, la vasodilatación
se produce por descenso en la velocidad de la descarga tónica en Productos endoteliales
los nervios vasoconstrictores, aunque en los músculos esquelé-
ticos puede generarse por activación del sistema vasodilatador Endotelina-1 Óxido nítrico
colinérgico simpático (cuadro 33-1).
Liberación local de serotonina Cininas
INERVACIÓN CARDIACA plaquetaria

Los impulsos de los nervios simpáticos al corazón aumentan Tromboxano A2 Prostaciclina
la frecuencia cardiaca (efecto cronotrópico), la velocidad de Hormonas circulantes
transmisión en el tejido conductor cardiaco (efecto dromotró-
pico) y la fuerza de contracción (efecto inotrópico). También Adrenalina (salvo en músculo Adrenalina en músculo esquelético
inhiben los efectos de la estimulación parasimpática vagal, tal esquelético e hígado) e hígado
vez por liberación del neuropéptido Y, el cual corresponde a un
cotransmisor en las terminaciones simpáticas. Los impulsos en Noradrenalina Péptido relacionado con el gen de la
las fibras vagales disminuyen la frecuencia cardiaca. En reposo, calcitonina α (CGRP-α)
existe una cantidad moderada de descarga tónica en los nervios
simpáticos cardiacos, pero con descarga vagal tónica considera- Arginina vasopresina Sustancia P
ble (tono vagal), tanto en seres humanos como en otros anima-
les grandes. Después de suministrar parasimpatolíticos, como la Angiotensina II Histamina
atropina, la frecuencia cardiaca del ser humano aumenta desde
70, su valor normal en reposo, a 150 o 180 latidos por minu- Inhibidor de Na+-K+ ATPasa Péptido auricular natriurético
to porque el tono simpático queda sin oposición. En quienes se circulante
bloquean ambos sistemas, el noradrenérgico y el colinérgico, la
frecuencia cardiaca es cercana a 100 latidos por minuto. Neuropéptido Y Péptido intestinal vasoactivo

CONTROL CARDIOVASCULAR Factores neurales

El sistema cardiovascular se halla bajo las influencias nervio- Aumento en la descarga de Disminución de la descarga de los
sas provenientes de varias partes del cerebro (fig. 17-6), el cual nervios simpáticos nervios simpáticos
a su vez recibe retroalimentación de receptores sensitivos en
la vasculatura (p. ej., barorreceptores). En la figura 33-1, se Activación de nervios vasodilatadores
muestra un modelo simplificado del circuito de control por re- colinérgicos simpáticos en músculo
troalimentación. El aumento en las señales nerviosas del tallo esquelético
encefálico a los nervios simpáticos reduce el diámetro vascular
(constricción arteriolar), incrementa el volumen por latido y en la constricción arteriolar, aunque los cambios en los vasos de
la frecuencia cardiaca, lo cual contribuye a la elevación de la capacitancia no siempre son paralelos a las variaciones en los
presión sanguínea. A su vez, esto origina un aumento en la ac- vasos de resistencia. En presencia de un incremento en la ac-
tividad de los barorreceptores, los cuales emiten señales al tallo tividad nerviosa simpática en el corazón y la vasculatura, casi
encefálico para disminuir las señales nerviosas hacia los nervios siempre hay un decremento relacionado en la actividad de las
simpáticos. fibras vagales que van al corazón. Por el contrario, un descenso
en la actividad simpática genera vasodilatación, reducción de la
La vasoconstricción y el descenso en la cantidad de sangre en presión sanguínea y aumento en el almacenamiento sanguíneo
los reservorios venosos casi siempre acompañan a los aumentos en los reservorios venosos. Por lo general hay un descenso con-
comitante en la frecuencia cardiaca, pero esto se debe sobre todo
a la estimulación de la inervación vagal del corazón.

CONTROL BULBAR DEL APARATO
CARDIOVASCULAR

Una de las principales fuentes de señales excitadoras de los ner-
vios simpáticos que controlan la vasculatura son las neuronas

Barorreceptores CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 557

Presión Tallo situadas cerca de la superficie pial en el bulbo raquídeo, en su re-
arterial encefálico gión ventrolateral rostral (RVLM; fig. 33-2). A veces, esta región
se denomina área vasomotora. Los axones de las neuronas de la
Frecuencia región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo se dirigen en sen-
cardiaca tido dorsal y medial, luego descienden en la columna lateral de
la médula espinal a la columna gris intermediolateral (IML) to-
Volumen racolumbar. Aquéllas contienen feniletanolamina N-metil trans-
por latido ferasa (PNMT; cap. 7), pero parece que el transmisor excitador
que secretan es glutamato y no adrenalina. La compresión neu-
Diámetro rovascular de la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo se
vascular ha vinculado a veces con hipertensión esencial en seres humanos
(recuadro clínico 33-1).
FIGURA 331 Control de la presión arterial por retroalimenta-
La actividad de las neuronas de la región ventrolateral rostral
ción. La señal excitadora del tallo encefálico a los nervios simpáticos del bulbo raquídeo depende de muchos factores (cuadro 33-2).
que van al corazón y a la vasculatura, aumenta la frecuencia cardiaca y No sólo incluye las fibras muy importantes de los barorrecepto-
el volumen por latido, y disminuye el diámetro vascular. En conjunto, res arteriales y venosos, sino también las fibras de otras partes
estos efectos aumentan la presión sanguínea, lo cual activa el reflejo del sistema nervioso y de quimiorreceptores carotídeos y aórti-
barorreceptor para reducir la actividad en el tallo encefálico. cos. Además, algunos estímulos actúan de manera directa sobre
el área vasomotora.
Aferentes
del barorreceptor Hay haces descendentes desde la corteza cerebral (sobre todo
la corteza límbica) al área vasomotora, los cuales tienen un relevo
(Glu) en el hipotálamo. Estas fibras son las encargadas del aumento en

Bulbo raquídeo

NTS

(GABA)

IX (Glu) RVLM
X CVLM

Seno IVLM
carotídeo
Vía bulboespinal
Cayado (Glu)
aórtico
IML Médula
Corazón torácica

Neurona Médula
simpática suprarrenal
paraganglionar

(Ach)

Neurona Arteriola
simpática o vénula
posganglionar (NE)

FIGURA 332 Vías básicas implicadas en el control bulbar de la presión arterial. No se muestran las vías eferentes vagales que disminuyen la

frecuencia cardiaca. Los neurotransmisores putativos en las vías se indican entre paréntesis. Glu, glutamato; GABA, ácido aminobutírico γ; Ach, acetil-
colina; NE, noradrenalina; IML, columna gris intermediolateral; NTS, núcleo del haz solitario; CVLM, IVLM, RVLM, partes ventrolateral caudal, interme-
dia y rostral del bulbo raquídeo; IX, nervio glosofaríngeo; X, nervio vago.

558 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

RECUADRO CLÍNICO 33-1 CUADRO 332 Factores que afectan la actividad
de la región ventrolateral rostral del bulbo (RVLM)
Hipertensión esencial y compresión
neurovascular de la región ventrolateral rostral Estimulación directa
del bulbo raquídeo (RVLM)
CO2
En casi 80% de los pacientes con presión sanguínea alta,
se desconoce la causa de la hipertensión; en estos casos, se Hipoxia
dice que tienen hipertensión esencial. Hay datos disponibles
que apoyan la idea de que la compresión neurovascular de Señales excitadoras
la parte ventrolateral rostral del bulbo raquídeo se relaciona
con hipertensión esencial en algunos sujetos. En el decenio de Corteza a través del hipotálamo
1970, el doctor Peter Jannetta, un neurocirujano de Pittsburg,
Pennsylvania, desarrolló una técnica para la “descompresión Sustancia gris periacueductal mesencefálica
microvascular” del bulbo raquídeo en el tratamiento de la neu-
ralgia del trigémino y el espasmo hemifacial, que él atribuía a la Formación reticular del tallo encefálico
compresión pulsátil de las arterias vertebral y cerebral postero-
inferior sobre el V y el VII pares craneales. El desplazamiento de Vías del dolor
las arterias para alejarlas de los nervios conducía a la reversión
de los síntomas neurológicos en muchos casos. Algunos de es- Aferentes somáticas (reflejo somatosimpático)
tos pacientes también eran hipertensos y tuvieron reducciones
posoperatorias en la presión arterial. Más tarde, unos cuantos Quimiorreceptores carotídeos y aórticos
estudios en seres humanos hallaron que la descompresión qui-
rúrgica de la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo a Señales inhibidoras
veces aliviaba la hipertensión. Hay varios informes de pacientes
con un schwannoma o un meningioma cercanos a dicha región Corteza a través del hipotálamo
en quienes la hipertensión se revierte con la descompresión
quirúrgica. La angiografía por resonancia magnética (MRA) se Región ventrolateral caudal del bulbo
ha usado para comparar la incidencia de compresión neurovas-
cular en sujetos hipertensos y normotensos, y para relacionar Núcleos del rafe caudal bulbar
los índices de actividad nerviosa simpática con la presencia o
la ausencia de compresión. Algunos de estos estudios mostra- Aferentes de inflación pulmonar
ron mayor incidencia de la coexistencia de compresión neu-
rovascular e hipertensión esencial, en comparación con otras Barorreceptores carotídeos, aórticos y cardiopulmonares
modalidades de hipertensión o presión sanguínea normal; sin
embargo, otros mostraron la presencia de compresión en suje- biguo (fig. 33-3). En el cuadro 33-3, se resumen las situacio-
tos normotensos. Por otro lado, hubo marcada relación positiva nes que influyen en la frecuencia cardiaca. En general, los estímulos
entre la presencia de compresión neurovascular y aumento de que aumentan esta última también elevan la presión sanguínea,
la actividad simpática. mientras aquellos que disminuyen la frecuencia cardiaca, redu-
cen la presión arterial. Sin embargo, hay excepciones, como la
la presión sanguínea y la taquicardia que producen las emociones, hipotensión y la taquicardia generadas por la estimulación
como la excitación sexual y la ira. Las conexiones entre el hipotá- de los receptores auriculares de estiramiento, y la generación de
lamo y el área vasomotora son recíprocas, con aferentes del tallo hipertensión y bradicardia por el aumento en la presión in-
encefálico que cierran el circuito. tracraneal.

La inflación pulmonar induce vasodilatación y descenso de la BARORRECEPTORES
presión sanguínea. Esta respuesta está mediada por las aferentes
vagales de los pulmones que inhiben la señal vasomotora. Por lo Los barorreceptores son receptores de estiramiento en las pa-
general, el dolor causa aumento de la presión arterial por impul- redes del corazón y los vasos sanguíneos. Los receptores del
sos aferentes de la formación reticular, los cuales convergen en seno carotídeo y el cayado aórtico vigilan la circulación arte-
la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo. Sin embargo, rial. También existen receptores en las paredes de las aurículas
el dolor intenso y prolongado tal vez origine vasodilatación y derecha e izquierda, a la entrada de la vena cava superior, la
lipotimia. Tal vez la actividad en las aferentes de músculos en el vena cava inferior y las venas pulmonares, así como en la circu-
ejercicio tenga un efecto presor similar a través de la vía hacia la lación pulmonar. El conjunto de estos receptores en la parte de
región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo. La respuesta pre- baja presión de la circulación se denomina receptores cardio-
sora a la estimulación de nervios aferentes somáticos se denomi- pulmonares.
na reflejo somatosimpático.
El seno carotídeo es una pequeña dilatación de la arteria ca-
A diferencia de la vasculatura, el corazón está controlado rótida interna, justo arriba de la bifurcación de la arteria caró-
por nervios simpáticos y parasimpáticos (vagales). El bulbo ra- tida primitiva en sus ramas externa e interna (fig. 33-4). Los
quídeo es un sitio importante de origen de señales excitadoras barorreceptores se ubican en esta dilatación; asimismo, se en-
hacia las neuronas motoras vagales cardiacas en el núcleo am- cuentran en la pared del cayado aórtico. Los receptores se si-
túan en la adventicia de los vasos. Las fibras nerviosas aferentes

CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 559

Núcleo dorsal CUADRO 333 Factores que afectan la frecuencia
motor cardiaca

NTS AP Frecuencia cardiaca acelerada por:
Descenso de actividad en barorreceptores arteriales
XII Aumento de actividad en receptores de estiramiento auricular
Inspiración
Núcleo Pir Excitación
ambiguo Nervio vago Ira
Corazón La mayoría de los estímulos dolorosos
Hipoxia
FIGURA 333 Vías básicas participantes en el control bulbar Ejercicio
Hormonas tiroideas
de la frecuencia cardiaca mediante el nervio vago. Las neuronas del Fiebre
núcleo del haz solitario (NTS) (línea punteada) se proyecta a las neuro- Frecuencia cardiaca disminuida por:
nas parasimpáticas preganglionares cardiacas y las inhibe, sobre todo Aumento en la actividad de los barorreceptores arteriales
en el núcleo ambiguo. Algunas se ubican también en el núcleo motor Espiración
dorsal del vago; sin embargo, este último contiene sobre todo neuronas Temor
motoras vagales que se proyectan al tubo digestivo. AP, área postrema; Aflicción
Pir, pirámide; XII, núcleo del hipogloso. Estimulación de las fibras del dolor en el nervio trigémino
Aumento de presión intracraneal
del seno carotídeo forman una rama distinta del nervio gloso-
faríngeo, el nervio del seno carotídeo. Las fibras del cayado Cuerpo carotídeo Arteria
aórtico forman una rama del nervio vago, el nervio depresor carótida
aórtico. Arteria carótida XX XXXXXX externa
interna X Seno
Los barorreceptores se estimulan por distensión de las es- X X carotídeo
tructuras en las cuales se localizan; por ello, emiten señales a X
mayor velocidad cuando se eleva la presión en estas estructuras. Cuerpo
Sus fibras aferentes pasan por los nervios glosofaríngeo y vago Arteria aórtico
hacia el bulbo raquídeo. La mayoría termina en el núcleo del haz carótida primitiva Tronco
solitario y el transmisor excitador que secretan es el glutamato braquiocefálico
(fig. 33-2). Las proyecciones excitadoras (glutamato) se extien- Arteria
den del núcleo del haz solitario a la parte ventrolateral caudal carótida primitiva
del bulbo raquídeo (CVLM), donde estimulan a las neuronas
inhibidoras secretoras de ácido aminobutírico γ (GABA) que se izquierda
proyectan a la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo.
Las proyecciones excitadoras también se extienden del núcleo Arteria subclavia X X X XX
del haz solitario a las neuronas motoras vagales en el núcleo am- izquierda X XXX
biguo y el núcleo motor dorsal (fig. 33-3). Por tanto, el aumento
en la descarga del barorreceptor inhibe la descarga tónica de los Cuerpo X XX
nervios simpáticos y excita los nervios vagales del corazón. Es- aórtico
tos cambios nerviosos generan vasodilatación, venodilatación,
caída de la presión sanguínea, bradicardia y descenso del gasto Cayado aórtico
cardiaco. (visto desde atrás)

FIGURA 334 Áreas barorreceptoras en el seno carotídeo y

cayado aórtico. X, sitios donde se localizan los receptores. También se
muestran los cuerpos carotídeo y aórtico, los cuales contienen quimio-
receptores.

560 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

ACTIVIDAD NERVIOSA Presiones arteriales medias (mmHg) Presión 80
DE LOS BARORRECEPTORES aórtica fásica
% de descenso en la presión arterial sistémica 70
Los barorreceptores son más sensibles a la presión pulsátil que a
la presión constante. Un declive en la presión del pulso sin cam- 60
bio en la presión media reduce la velocidad de descarga del baro-
receptor, lo cual da lugar a un aumento de la presión sanguínea 50
y taquicardia. Con cifras normales de presión arterial (presión
media cercana a 100 mmHg), aparece una salva de potenciales 40
de acción en una sola fibra del barorreceptor durante la sístole,
pero hay pocos potenciales de acción en la diástole temprana 30
(fig. 33-5). Con presiones medias menores, este cambio fásico en
la activación es aún más marcado, con actividad sólo durante la 20
sístole. Con estas presiones bajas, la velocidad general de activa-
ción se reduce de manera considerable. El umbral para inducir 10
actividad en el nervio del seno carotídeo es cercano a 50 mmHg;
la acción máxima ocurre con 200 mmHg. 0 50 100 150 200
Presión en el seno carotídeo (mmHg)
Cuando se aísla un seno carotídeo y se perfunde, con des-
nervación de los demás barorreceptores, no hay descarga en las FIGURA 336 Caída de la presión arterial sistémica producida
fibras aferentes del seno perfundido y no se origina caída de la
presión sanguínea ni de la frecuencia cardiaca del animal cuan- por incremento de varios valores de la presión en el seno carotídeo
do la presión de perfusión es menor de 30 mmHg (fig. 33-6). aislado. Línea continua: respuesta en un mono normal. Línea pun-
En el seno carotídeo, con presiones de perfusión de 70 a 110 teada: respuesta en un mono hipertenso que demuestra el reajuste del
mmHg hay una relación casi lineal entre la presión de perfu- barorreceptor (flecha).
sión y la reducción súbita de la presión sanguínea sistémica y
la frecuencia cardiaca. Con presiones de perfusión mayores de tación refleja que estabiliza la presión sanguínea y la frecuencia
150 mmHg ya no hay un aumento adicional en la respuesta, cardiaca. Cualquier caída en la presión sanguínea sistémica dis-
tal vez porque la frecuencia de descarga del barorreceptor y minuye la descarga inhibidora en los nervios amortiguadores,
el grado de inhibición de la actividad nerviosa simpática son con un incremento compensador en la presión sanguínea y el
máximos. gasto cardiaco. Cualquier aumento en la presión induce dilata-
ción de las arteriolas y reduce el gasto cardiaco hasta que la pre-
Con base en la descripción previa, resulta evidente que los ba- sión sanguínea regresa a su nivel normal previo.
rorreceptores del lado arterial de la circulación, sus conexiones
aferentes con las áreas cardiovasculares bulbares y las vías efe- REAJUSTE DE BARORRECEPTORES
rentes de estas áreas constituyan un mecanismo de retroalimen-
En la hipertensión crónica, el mecanismo reflejo barorreceptor
50 se “reajusta” para mantener una presión sanguínea alta, en lugar
de la normal. En estudios de perfusión en animales con hiper-
75 tensión experimental, el incremento de la presión en el seno ca-
rotídeo aislado reduce la presión sistémica elevada; el descenso
en la presión de perfusión incrementa la presión alta (fig. 33-6).
Se sabe poco sobre cómo y porqué ocurre esto, pero el reajuste se
presenta pronto en animales de experimentación; también éste
se revierte con rapidez, tanto en animales de experimentación
como en situaciones clínicas.

100 FUNCIÓN DE LOS BARORRECEPTORES
EN EL CONTROL DE LA PRESIÓN
125 SANGUÍNEA A CORTO PLAZO

200 Los cambios en la frecuencia del pulso y la presión sanguínea que
ocurren en seres humanos cuando se ponen de pie o se acuestan,
0 0.5 1.0 1.5 2.0 se deben en mayor medida a los reflejos barorreceptores. La fun-
Tiempo (s) ción de los receptores puede probarse mediante la vigilancia de
los cambios en la frecuencia cardiaca en función del aumento
FIGURA 335 Descargas (líneas verticales) en una sola fibra de la presión sanguínea durante la infusión del agonista adrenér-
gico α fenilefrina. En la figura 33-7, se muestra una respuesta nor-
nerviosa aferente del seno carotídeo con varios niveles de presión mal; desde una presión sistólica aproximada de 120 a 150 mmHg,
arterial media, graficadas contra los cambios en la presión aórtica hay una relación lineal entre la presión y el decremento de la
en el tiempo. Los barorreceptores son muy sensibles a los cambios en frecuencia cardiaca (mayor intervalo RR). Los barorreceptores
la presión del pulso, como se muestra en el registro de la presión aórtica son muy importantes en el control de la presión sanguínea a
fásica. (Con autorización de Berne RM, Levy MN: Cardiovascular Physiology, 3rd ed.

Mosby, 1977.)

CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 561

1800 RECUADRO CLÍNICO 33-2

Intervalo RR (ms) 1600 Pendiente = 33.3 ms/mmHg –1 Receptores cardiopulmonares quimiosensibles
1400 Umbral = 124 mmHg
Desde hace casi 150 años, se sabe que la activación de las fibras
1200 vagales C quimiosensibles en la región cardiopulmonar (p. ej.,
región yuxtacapilar de los alvéolos, ventrículos, aurículas, gran-
1000 des venas y arteria pulmonar) causa bradicardia marcada, hi-
potensión y un periodo breve de apnea seguido de respiración
800 rápida y superficial. Este patrón de respuesta se llama reflejo
de Bezold-Jarisch y recibió los nombres de los individuos que
600 100 120 140 160 comunicaron por primera vez estos datos. Este reflejo puede
80 Presión sistólica (mmHg) inducirse con diversas sustancias, incluidas capsaicina, seroto-
nina, fenilbiguanida y veratridina en gatos, conejos y roedores.
FIGURA 337 Descenso mediado por el barorreflejo en la fre- Aunque al principio se consideró una curiosidad farmacoló-
gica, cada vez hay más evidencia que apoya la idea de que el
cuencia cardiaca durante la infusión de fenilefrina en un sujeto reflejo de Bezold-Jarisch se activa durante algunas situaciones
humano. Nótese que los valores del intervalo RR del electrocardiogra- fisiopatológicas. Por ejemplo, este reflejo puede activarse du-
ma, los cuales se grafican en el eje vertical, guardan una proporción rante la isquemia y la reperfusión miocárdicas como resultado
inversa con la frecuencia cardiaca. (Con autorización de Kotrly K y cols.: Effects del aumento en la producción de radicales de oxígeno y por
agentes usados como contraste radiográfico para la angiogra-
of fentanyl-diazepam-nitrous oxide anaesthesia on arterial baroreflex control of heart fía coronaria. Esto quizá contribuya a la hipotensión que con
frecuencia es una complicación resistente de esta enfermedad.
rate in man. Br J Anaesth 1986;58:406.) La activación de receptores cardiopulmonares quimiosensibles
tal vez también sea parte de un mecanismo de defensa que
corto plazo. La activación del reflejo permite los ajustes rápidos protege a las personas de peligros químicos tóxicos. La activa-
en la presión sanguínea como respuesta a cambios súbitos en el ción de los reflejos cardiopulmonares puede reducir la canti-
volumen sanguíneo, el gasto cardiaco o la resistencia periférica dad de contaminantes inspirados absorbidos en la sangre, lo
durante el ejercicio. cual protege los órganos vitales de la toxicidad potencial de
dichos contaminantes y facilita la eliminación de los mismos.
Al principio, la presión arterial se eleva de manera súbita Por último, el síndrome de lentitud cardiaca con hipotensión
después de la sección bilateral de los nervios barorreceptores o (síncope vasovagal) se ha atribuido a la activación del reflejo
de lesiones bilaterales del núcleo del haz solitario. Sin embargo, de Bezold-Jarisch. El síncope vasovagal puede aparecer des-
luego de un tiempo la presión sanguínea media regresa casi a los pués de permanecer mucho tiempo en posición vertical, lo
niveles de control, pero hay enormes fluctuaciones en la presión cual genera estancamiento de la sangre en las extremidades
durante el día. La eliminación del reflejo barorreceptor impide inferiores y disminuye el volumen sanguíneo intracardiaco
que un individuo responda a los estímulos que causan cambios (también llamado síncope postural). Este fenómeno se exage-
súbitos en el volumen sanguíneo, el gasto cardiaco o la resisten- ra si se combina con deshidratación. Los barorreceptores del
cia periférica, incluidos los ejercicios y los cambios posturales. seno carotídeo perciben la hipotensión arterial resultante, y las
A largo plazo, el cambio en la presión sanguínea causado por fibras aferentes de estos receptores desencadenan las señales
la pérdida del reflejo barorreceptor se denomina hipertensión autonómicas que aumentan la frecuencia cardiaca y la contrac-
neurógena. tilidad. Sin embargo, los receptores de presión en la pared del
ventrículo izquierdo responden con la emisión de señales que
RECEPTORES AURICULARES producen bradicardia paradójica y descenso de la contracti-
DE ESTIRAMIENTO lidad; ello causa hipotensión marcada y súbita. Asimismo, las
personas sienten mareo y podrían experimentar una pérdida
Los receptores de estiramiento en las aurículas son de dos tipos: breve del estado de conciencia.
los que emiten descargas sobre todo durante la sístole auricular
(tipo A) y aquellos que generan descargas sobre todo al final de bradicardia vagal e hipotensión, comparable a un reflejo baro-
la diástole, al momento del llenado auricular máximo (tipo B). La receptor. Es probable que los receptores de estiramiento del ven-
descarga de los barorreceptores tipo B aumenta cuando el retor- trículo izquierdo participen en la preservación del tono vagal
no venoso se incrementa, y disminuye con la respiración con pre- que conserva la frecuencia cardiaca baja en reposo. Se conocen
sión positiva, lo cual indica que estos barorreceptores responden varias sustancias inductoras de los reflejos por la activación de
sobre todo a la distensión de las paredes auriculares. Los ajustes quimiorreceptores cardiopulmonares y quizá participen en va-
circulatorios reflejos iniciados por el aumento en la descarga de rios trastornos cardiovasculares (recuadro clínico 33-2).
la mayoría, si no en todos estos receptores, incluyen vasodilata-
ción y reducción súbita de la presión sanguínea. Sin embargo, la
frecuencia cardiaca se incrementa, en lugar de disminuir.

RECEPTORES CARDIOPULMONARES MANIOBRA DE VALSALVA

Los receptores en las superficies endocárdicas de los ventrícu- La función de los receptores puede valorarse mediante la vigilan-
los se activan durante la distensión ventricular. La respuesta es cia de los cambios en el pulso y la presión sanguínea que ocurren

562 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

Presión +40
esofágica 0
(cm H2O)
–40

Inicio Final 10 s

200

Presión
arterial
(mmHg)

0

FIGURA 338 Diagrama de la respuesta al pujo (maniobra de Valsalva) en un varón normal, registrada con una aguja en la arteria

braquial. La presión arterial se eleva al principio del esfuerzo porque el aumento de la presión intratorácica se agrega a la presión de la sangre
en la aorta. Luego cae porque la presión intratorácica alta comprime las venas, lo cual reduce el retorno venoso y el gasto cardiaco. (Cortesía de M.

McIlroy.)

como respuesta a periodos breves de pujo (espiración forzada ceptor es el aumento de la actividad nerviosa vagal. No obstante,
contra la glotis cerrada: la maniobra da Valsalva). Ésta ocurre la hipoxia produce hiperpnea y aumento en la secreción de ca-
normalmente durante la tos, la defecación y el levantamiento de tecolaminas en la médula suprarrenal, efectos ambos que cau-
objetos pesados. La presión sanguínea se eleva al principio del san taquicardia y aumento del gasto cardiaco. Una hemorragia
pujo (fig. 33-8) porque el incremento de la presión intratorácica generadora de hipotensión estimula los quimiorreceptores por
se agrega a la presión de la sangre en la aorta. Luego cae porque el decremento del flujo sanguíneo a los quimiorreceptores, con
la presión intratorácica alta comprime las venas, lo cual dismi- la anoxia consiguiente por estancamiento en esos órganos. La
nuye el retorno venoso y el gasto cardiaco. Los descensos en la descarga del quimiorreceptor contribuye a la producción de las
presión arterial y la presión del pulso inhiben a los barorrecep- ondas de Mayer. Éstas no deben confundirse con las ondas de
tores; esto genera taquicardia y aumento en la resistencia peri- Traube-Hering, las cuales corresponden a fluctuaciones en la
férica. Cuando la glotis se abre y la presión intratorácica regresa presión sanguínea sincronizadas con la respiración. Las ondas
a la normalidad, el gasto cardiaco se restaura, pero los vasos pe- de Mayer son oscilaciones lentas y regulares en la presión arte-
riféricos están constreñidos. Por tanto, la presión sanguínea se rial que ocurren con una frecuencia aproximada de una en 20
eleva por arriba de lo normal y esto estimula los barorreceptores, a 40 s durante la hipotensión. En estas condiciones, la hipoxia
lo cual causa bradicardia y descenso en la presión hasta valores estimula los quimiorreceptores. La estimulación eleva la presión
normales. sanguínea, lo cual mejora el flujo sanguíneo en los órganos re-
ceptores y elimina el estímulo a los quimiorreceptores; por ello,
En pacientes sujetos a simpatectomía, aún ocurren los cam- la presión cae y se inicia un nuevo ciclo.
bios en la frecuencia cardiaca porque los barorreceptores y los
nervios vagos permanecen intactos. Sin embargo, en pacientes EFECTOS DIRECTOS EN LA PARTE
con insuficiencia autonómica, un síndrome en el cual se altera VENTROLATERAL ROSTRAL DEL BULBO
la función autonómica, no hay cambios en la frecuencia cardia- RAQUÍDEO
ca. Por razones que todavía se desconocen, los individuos con
hiperaldosteronismo primario tampoco presentan los cambios Cuando la presión intracraneal aumenta, se afecta el riego san-
en la frecuencia cardiaca y el aumento en la presión sanguínea guíneo a las neuronas de la región ventrolateral rostral del bulbo
cuando la presión intratorácica regresa a la normalidad. Su res- raquídeo; la hipoxia y la hipercapnia locales incrementan su des-
puesta a la maniobra de Valsalva se normaliza luego de extirpar carga. El aumento resultante en la presión arterial sistémica (re-
el tumor secretor de aldosterona. flejo de Cushing) tiende a restaurar el flujo sanguíneo al bulbo
raquídeo y, en un intervalo considerable, la elevación de la pre-
REFLEJO QUIMIORRECEPTOR PERIFÉRICO sión sanguínea es proporcional a la de la presión intracraneal. El
incremento en la presión arterial induce un descenso reflejo en
Los quimiorreceptores arteriales periféricos en los cuerpos ca- la frecuencia cardiaca a través de los barorreceptores arteriales.
rotídeos y aórticos (fig. 33-2) tienen índices muy altos de flujo Por esta razón, es característica la bradicardia y no la taquicardia
sanguíneo. Estos receptores se activan sobre todo por el descen- en pacientes con hipertensión intracraneal.
so de la presión parcial de oxígeno (PaO2), pero también res-
ponden al incremento en la presión parcial de dióxido de carbo- La elevación de la presión parcial de dióxido de carbono es-
no (PaCO2) y el pH. Los quimiorreceptores ejercen sus efectos timula la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo, pero el
principales en la respiración, pero su activación también origina efecto directo de la hipercapnia es la vasodilatación. Por con-
vasoconstricción. Los cambios en la frecuencia cardiaca son va- siguiente, las acciones central y periférica tienden a cancelarse
riables y dependen de varios factores, incluidos los cambios en entre sí. La hiperventilación moderada, que disminuye de modo
la respiración. Un efecto directo en la activación del quimiorre-

CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 563

significativo la presión de dióxido de carbono en la sangre, ori- aumenta la permeabilidad capilar. Por tanto, tal vez ésta sea la
gina vasoconstricción cutánea y cerebral en seres humanos, pero causante de parte de la hinchazón en las áreas inflamadas. Es
hay poco cambio en la presión sanguínea. La exposición a altas factible que la adenosina tenga actividad vasodilatadora en el
concentraciones de dióxido de carbono se relaciona con vasodi- músculo cardiaco, pero no en el músculo esquelético; también
latación cutánea y cerebral marcada, pero en otras regiones hay inhibe la liberación de noradrenalina.
vasoconstricción y, casi siempre, un aumento lento en la presión
sanguínea. VASOCONSTRICCIÓN LOCALIZADA

REGULACIÓN LOCAL Las arterias y las arteriolas lesionadas se constriñen con fuerza.
Parece que la constricción se debe en parte a la liberación local
AUTORREGULACIÓN de serotonina de las plaquetas que se adhieren a la pared vascu-
lar en el área dañada. Las venas lesionadas se constriñen.
La habilidad de los tejidos para controlar su propio flujo sanguí-
neo se conoce como autorregulación. La mayoría de los lechos El descenso en la temperatura del tejido causa vasoconstric-
vasculares posee una capacidad intrínseca para compensar los ción y esta respuesta local al frío participa en la regulación de la
cambios moderados en la presión de perfusión mediante va- temperatura (cap. 18).
riaciones en la resistencia vascular, de manera que el flujo san-
guíneo permanece relativamente constante. Esta capacidad está SUSTANCIAS SECRETADAS
bien desarrollada en los riñones (cap. 38), pero también se ha POR EL ENDOTELIO
observado en mesenterio, músculo esquelético, cerebro, hígado
y miocardio. Quizá se deba en parte a la respuesta contráctil in- CÉLULAS ENDOTELIALES
trínseca del músculo liso al estiramiento (teoría miogénica de
la autorregulación). Conforme se eleva la presión, los vasos Como se indicó en el capítulo 32, las células endoteliales consti-
sanguíneos se distienden, y las fibras musculares lisas vasculares tuyen un tejido grande e importante. Secretan muchos factores
que rodean los vasos se contraen. Si se propone que el múscu- de crecimiento y sustancias vasoactivas. Estas últimas incluyen
lo responde a la tensión en la pared vascular, esta teoría podría prostaglandinas y tromboxanos, óxido nítrico y endotelinas.
explicar el mayor grado de contracción con presiones más altas;
la tensión en la pared es proporcional a la presión de distensión PROSTACICLINA Y TROMBOXANO A2
multiplicada por el radio del vaso (ley de Laplace; cap. 32), y la
conservación de una tensión de la pared determinada confor- La prostaciclina se genera en las células endoteliales y, el trom-
me se eleva la presión, requeriría un descenso en el radio. Las boxano A2, en las plaquetas a partir de un precursor común,
sustancias vasodilatadoras tienden a acumularse en los tejidos el ácido araquidónico, mediante la vía de la ciclooxigenasa. El
activos y estos “metabolitos” también contribuyen a la autorre- tromboxano A2 promueve la agregación plaquetaria y la vaso-
gulación (teoría metabólica de la autorregulación). Cuando constricción, en tanto la prostaciclina inhibe la agregación pla-
disminuye el flujo sanguíneo, aquéllos se acumulan y los vasos quetaria y fomenta la vasodilatación. El equilibrio entre el trom-
se dilatan; si el flujo sanguíneo aumenta, los mismos tienden a boxano A2 plaquetario y la prostaciclina favorece la agregación
diluirse y ser arrastrados. plaquetaria localizada y la formación subsiguiente del coágulo
(cap. 32), al tiempo que previene la extensión excesiva del coá-
METABOLITOS VASODILATADORES gulo y mantiene el flujo sanguíneo alrededor de éste.

Los cambios metabólicos que producen vasodilatación incluyen El balance entre tromboxano A2 y prostaciclina puede des-
el descenso en la presión de oxígeno y el pH en la mayoría de los viarse hacia la prostaciclina con la administración de dosis bajas
tejidos. Estos cambios inducen relajación de las arteriolas y los es- de ácido acetilsalicílico. Este fármaco produce inhibición irre-
fínteres precapilares. En particular, una caída focal en la presión versible de la ciclooxigenasa por acetilación de un residuo de
de oxígeno puede iniciar un programa de expresión génica va- serina en su sitio activo. Es obvio que esto disminuye la produc-
sodilatadora consecutiva a la producción de factor-1α inducible ción de tromboxano A2 y prostaciclina. Sin embargo, las células
por hipoxia (HIF-1α), un factor de transcripción con múltiples endoteliales generan nueva ciclooxigenasa en cuestión de horas,
blancos. Los aumentos en la presión de dióxido de carbono y mientras las plaquetas no pueden sintetizar la enzima y el valor
la osmolalidad también dilatan los vasos. La acción dilatadora se eleva sólo conforme las plaquetas nuevas ingresan a la circu-
directa de CO2 es más pronunciada en la piel y el cerebro. Los lación. Éste es un proceso lento porque la vida media de las pla-
efectos vasoconstrictores mediados por mecanismos nerviosos quetas es de casi cuatro días. Por tanto, la utilización de cantida-
de la hipoxia y la hipercapnia sistémicas, a diferencia de la hi- des pequeñas de ácido acetilsalicílico por periodos prolongados
poxia y la hipercapnia locales, ya se trataron antes. Un aumento disminuye la formación de coágulos, y se ha demostrado que es
en la temperatura ejerce un efecto vasodilatador, y la elevación valiosa en la prevención de infarto de miocardio, angina inesta-
térmica en los tejidos activos (por el calor del metabolismo) ble, episodios isquémicos transitorios y apoplejía.
quizá contribuya a la vasodilatación. El potasio es otra sustancia
acumulada de forma local y tiene actividad dilatadora demostra- ÓXIDO NÍTRICO
da a causa de la hiperpolarización de las células musculares lisas
vasculares. Asimismo, el lactato contribuye a la dilatación. En Hace 20 años, una observación fortuita condujo al descubri-
tejidos lesionados, la histamina liberada de las células dañadas miento de que el endotelio tiene una función clave en la vaso-

564 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

dilatación. Muchos estímulos diferentes actúan sobre las células sultante ayuda a conservar permeables los vasos sanguíneos con
endoteliales para producir factor de relajación derivado del en- endotelio intacto. Esto contrasta con los vasos sanguíneos lesio-
dotelio (EDRF), una sustancia conocida hoy como óxido nítri- nados, en los cuales el endotelio se daña en el sitio de la lesión,
co (NO). Este último se sintetiza a partir de arginina (fig. 33-9) las plaquetas se agregan y producen vasoconstricción (cap. 32).
en una reacción catalizada por la óxido nítrico sintasa (NOS).
Se han identificado tres isoformas de esta enzima: óxido nítrico Hay más pruebas de una participación fisiológica del óxi-
sintasa 1 (NOS 1), en el sistema nervioso; óxido nítrico sintasa 2 do nítrico en la observación de que los ratones carentes de
(NOS 2), la cual se encuentra en los macrófagos y otras células óxido nítrico sintasa 3 son hipertensos. Esto sugiere que la
inmunitarias, y óxido nítrico sintasa 3 (NOS 3), hallada en las liberación tónica de óxido nítrico sintasa es necesaria para
células endoteliales. La NOS 1 y la NOS 3 se activan por medio mantener la presión sanguínea normal.
de agentes que aumentan la concentración intracelular de calcio,
incluidos los vasodilatadores acetilcolina y bradicinina. La óxido El óxido nítrico también participa en la remodelación vascu-
nítrico sintasa de las células inmunitarias no se activa con calcio, lar y la angiogénesis, y es factible su acción en la patogenia de la
sino mediante citocinas. El óxido nítrico formado en el endotelio ateroesclerosis. En este aspecto, es interesante que algunos pa-
difunde a las células de músculo liso, donde activa la guanilil ci- cientes con trasplante cardiaco generen una modalidad acelera-
clasa soluble que produce 3,5-monofosfato de guanosina cíclico da de ateroesclerosis en los vasos del trasplante, y hay razón para
(cGMP; fig. 33-9), el cual a su vez media la relajación del múscu- creer que esto se desencadena por daño endotelial. La nitroglice-
lo liso vascular. El óxido nítrico se desactiva con hemoglobina. rina y otros vasodilatadores muy valiosos en el tratamiento de la
angina actúan mediante la estimulación de la guanilil ciclasa de
La adenosina, el péptido natriurético auricular (ANP) y los la misma manera que el óxido nítrico.
receptores H2 para histamina originan relajación del múscu-
lo liso vascular, independiente del endotelio. Sin embargo, la La erección del pene ocurre por liberación de óxido nítrico,
acetilcolina, la histamina a través de los receptores H1, la bra- con la vasodilatación subsiguiente y la ingurgitación de los cuer-
dicinina, el péptido intestinal vasoactivo (VIP), la sustancia P pos cavernosos (cap. 25). Esto explica la eficacia de los fármacos,
y algunos otros polipéptidos actúan a través del endotelio; va- como el sildenafil, los cuales reducen la desintegración del mo-
rios vasoconstrictores cuya acción es directa sobre el músculo nofosfato de guanosina cíclico.
liso vascular, inducirían una constricción mucho mayor si sus
efectos no se limitaran por su habilidad para inducir al mismo OTRAS FUNCIONES DEL ÓXIDO NÍTRICO
tiempo la liberación de óxido nítrico. Cuando el flujo a un teji-
do aumenta de manera súbita por la dilatación arteriolar, las ar- El óxido nítrico está presente en el cerebro y, al actuar mediante
terias grandes que llegan al tejido también se dilatan. Esta dila- el cGMP, es importante en la función cerebral (cap. 7). Es ne-
tación inducida por el flujo se debe a la liberación local de óxido cesario para la actividad antimicrobiana y citotóxica de varias
nítrico. Asimismo, los productos de la agregación plaquetaria células inflamatorias, aunque el efecto neto del óxido nítrico en
propician la liberación de óxido nítrico y la vasodilatación re- la inflamación y la lesión hística depende de la cantidad y la ci-
nética de la liberación, lo cual a su vez es una consecuencia de
L-arginina + O2 + NADPH la isoforma específica de óxido nítrico sintasa implicada. En el
tubo digestivo, aquél es importante para la relajación del múscu-
Ach Ca2+ NOS Tiol lo liso. Otras funciones del óxido nítrico se mencionan en otras
Bradicinina Tetrahidro- partes de este libro.
Fuerza de corte
biopterina MONÓXIDO DE CARBONO

FAD La producción de monóxido de carbono (CO) a partir de hem
se muestra en la figura 29-4. La enzima HO2, la cual cataliza
FMN la reacción, se encuentra en los tejidos cardiovasculares y cada
vez hay más evidencia de que al igual que el óxido nítrico, el
Citrulina + NO + NADP monóxido de carbono genera dilatación local de los vasos san-
guíneos. Resulta interesante que el sulfuro de hidrógeno (H2S)
Guanilil GTP surja también como un tercer transmisor gaseoso que regula el
ciclasa cGMP tono vascular, aunque las funciones relativas del óxido nítrico, el
soluble monóxido de carbono y el H2S aún se desconocen.

Relajación del músculo liso ENDOTELINAS

FIGURA 339 Síntesis de óxido nítrico a partir de arginina en Las células endoteliales producen endotelina-1, uno de los va-
soconstrictores más potentes aislados hasta ahora. Las endoteli-
las células endoteliales y su acción mediante la estimulación de la nas 1 (ET-1), 2 (ET-2) y 3 (ET-3) son integrantes de una familia
guanilil ciclasa soluble y la generación de monofosfato de guanosi- de tres polipéptidos similares con 21 aminoácidos (fig. 33-10).
na cíclico (cGMP) para inducir relajación de las células musculares Cada molécula está codificada en un gen distinto. La estructura
vasculares. La forma endotelial de la óxido nítrico sintasa (NOS) se única de las endotelinas se parece a la de las sarafotoxinas, po-
activa por aumento en la concentración intracelular de calcio, y se gene- lipéptidos que se encuentran en el veneno de una serpiente, el
ra un incremento por efecto de la acetilcolina (Ach), la bradicinina o las áspid israelí de madriguera.
fuerzas de corte que actúan sobre la membrana celular. El tiol, la tetrahi-
drobiopterina, el dinucleótido de flavina y adenina (FAD) y el mononu-
cleótido de flavina (FMN) son cofactores necesarios. NADPH, fosfato de
dinucleótido de dihidronicotinamida adenina; NADP, fosfato de dinu-
cleótido de nicotinamida y adenina; GTP, trifosfato de guanosina.

CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 565

L S CUADRO 334 Regulación de la secreción
S de endotelina-1 mediante la transcripción de su gen
Endotelina-1
M CSC Estimulantes

D IW Angiotensina II

K Catecolaminas
ECVY FCH LD I
Factores de crecimiento
WSS Endotelina-2 W
L CSC Hipoxia
HLD I I
D Insulina

K LDL oxidada
ECVY FC
HDL
Y TF Endotelina-3
K C TC Fuerza de corte

D IW Trombina

K Inhibidores
ECVYYCHL D I
NO
M DK Sarafotoxina b
T CSC ANP

D PGE2

K Prostaciclina
ECL Y FCHQDV I W
LDL, lipoproteína de baja densidad; HDL, lipoproteína de alta densidad; NO, óxido nítri-
FIGURA 3310 Estructura de las endotelinas humanas y una co; ANP, péptido natriurético auricular; PGE2, prostaglandina E2.

de las sarafotoxinas del veneno de serpiente. Los residuos de ami- FUNCIONES CARDIOVASCULARES
noácidos que difieren con respecto a la endotelina 1 están indicados
en rosa. Como se indicó antes, parece que la endotelina 1 es sobre
todo un regulador paracrino del tono vascular. Sin embargo,
ENDOTELINA 1 ésta no se eleva en la hipertensión; en ratones en los que se
eliminó un alelo del gen para endotelina 1, la presión sanguí-
En las células endoteliales, el producto del gen para endoteli- nea en realidad se eleva, en lugar de disminuir. No obstante,
na 1 se procesa hasta una prohormona de 39 aminoácidos, la la concentración de la endotelina-1 circulante se incrementa
endotelina 1 grande, la cual posee alrededor de 1% de la acti- en la insuficiencia cardiaca congestiva y después del infarto de
vidad de la endotelina 1. La prohormona se divide en un en- miocardio; por ello, quizá participe en la fisiopatología de estas
lace triptófano-valina (Trp-Val) para formar endotelina 1 por enfermedades.
acción de la enzima convertidora de endotelina. Pequeñas
cantidades de endotelina 1 grande y endotelina 1 se secretan a OTRAS FUNCIONES DE LAS ENDOTELINAS
la sangre, pero la mayor parte se libera de modo local y actúa
de manera paracrina. La endotelina 1 se encuentra en el cerebro y los riñones, además
de las células endoteliales. La endotelina 2 se produce sobre todo
Se han clonado dos receptores distintos para endotelina, am- en riñones e intestino. La endotelina 3 se encuentra en la sangre
bos acoplados con la fosfolipasa C mediante proteínas G (cap. y existen altas concentraciones en cerebro. Asimismo, ésta se ha-
2). El receptor ETA, específico para endotelina 1, se encuentra lla en riñones y tubo digestivo. Las endotelinas son abundantes
en muchos tejidos y media la vasoconstricción producida por en el encéfalo y, a temprana edad, se generan en los astrocitos y
endotelina 1. El receptor ETB responde a las tres endotelinas y se las neuronas; se encuentran también en los ganglios de la raíz
acopla con las proteínas G heterotriméricas inhibidoras (Gi). Es dorsal, las células del asta ventral, la corteza, el hipotálamo y las
probable que participe en la vasodilatación y parece mediar los células cerebelares de Purkinje. También participan en la regu-
efectos de las endotelinas en el desarrollo (véase más adelante). lación del transporte a través de la barrera hematoencefálica. Se
conocen receptores para endotelina en las células mesangiales
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN (cap. 38), y el polipéptido tiene una función en la retroalimenta-
ción tubuloglomerular.
La endotelina 1 no se almacena en gránulos secretores, y la
mayoría de los factores reguladores alteran la transcripción de Los ratones con deleción de ambos alelos del gen para endo-
su gen, lo cual cambia la secreción que ocurre poco después. telina 1 manifiestan anomalías craneofaciales graves y mueren
Los factores que activan e inhiben al gen se resumen en el por insuficiencia respiratoria al nacer; también tienen megaco-
cuadro 33-4.

566 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

lon (enfermedad de Hirschsprung), al parecer porque las células XII XIIa Coagulación
que debieran formar el plexo mientérico no migran a la parte Precalicreína
distal del colon. Además, las endotelinas participan en el cierre Calicreína
del conducto arterioso al nacer. plasmática

REGULACIÓN HORMONAL Cininógeno HMW Bradicinina
SISTÉMICA Cininógeno LMW Lisilbradicinina

Muchas hormonas circulantes afectan al sistema vascular. Las Calicreína
hormonas vasodilatadoras incluyen cininas, péptido intestinal hística
vasoactivo y péptido natriurético auricular. Las hormonas vaso-
constrictoras circulantes incluyen vasopresina, noradrenalina, FIGURA 3312 Formación de las cininas a partir de los cini-
adrenalina y angiotensina II.
nógenos de alto peso molecular (HMW) y de bajo peso molecular
CININAS (LMW).

En el organismo existen dos péptidos vasodilatadores relacio- tiva, la calicreína plasmática actúa sobre el cininógeno de alto
nados llamados cininas. Uno es el nonapéptido bradicinina, peso molecular y forma bradicinina.
el otro es el decapéptido lisilbradicinina, también llamado
calidina (fig. 33-11). La lisilbradicinina puede convertirse en La calicreína plasmática inactiva (precalicreína) se convierte
bradicinina por acción de la aminopeptidasa. Ambos péptidos en la modalidad activa, calicreína, por acción del factor XII acti-
se metabolizan hasta fragmentos inactivos por efecto de la ci- vo, el cual inicia la parte intrínseca de la cascada de coagulación.
ninasa I, una carboxipeptidasa que elimina la arginina (Arg) La calicreína también activa al factor XII en un ciclo de retroali-
del extremo carboxil. Además, la dipeptidilcarboxipeptidasa mentación positiva, y el cininógeno de alto peso molecular tiene
cininasa II desactiva la bradicinina y la lisilbradicinina me- una acción activadora del factor XII (fig. 32-13).
diante la eliminación de fenilalanina-arginina (Phe-Arg) del
extremo carboxil. La cininasa II es la misma enzima que la en- Las actividades de ambas cininas se parecen a las de la hista-
zima convertidora de angiotensina (cap. 39), la cual elimina mina. Son hormonas hísticas, sobre todo, aunque también exis-
la histidina-leucina (His-Leu) del extremo carboxil de la an- ten pequeñas cantidades en la sangre circulante. Ellas generan
giotensina I. contracción del músculo liso visceral, pero relajan el músculo
liso vascular a través del óxido nítrico, lo cual reduce la pre-
La bradicinina y la lisilbradicinina se forman a partir de dos sión sanguínea. También aumentan la permeabilidad capilar,
proteínas precursoras: cininógeno de alto peso molecular y el atraen leucocitos y causan dolor cuando se inyectan bajo la
cininógeno de bajo peso molecular (fig. 33-12). Se constitu- piel. Dichas cininas se forman durante la secreción activa en
yen por corte y pegado alternativo de un solo gen situado en el las glándulas sudoríparas, las glándulas salivales y la porción
cromosoma 3. Las proteasas llamadas calicreínas liberan a los exocrina del páncreas; tal vez también originen el aumento del
péptidos de sus precursores. En los seres humanos, éstas son flujo sanguíneo cuando los tejidos secretan sus productos de
productos de una familia de tres genes ubicados en el cromo- manera activa.
soma 19. Hay dos tipos de calicreínas: calicreína plasmática, la
cual circula en forma inactiva y, calicreína hística, que parece Se han identificado dos receptores para bradicinina, B1 y B2.
encontrarse sobre todo en las membranas apicales de las célu- Treinta y seis por ciento de sus residuos de aminoácidos es idén-
las encargadas del transporte transcelular de electrólitos. La ca- tico y ambos se acoplan con proteínas G. Quizás el receptor B1
licreína hística se halla en muchos tejidos, incluidos glándulas medie los efectos generadores del dolor de las cininas, pero se
sudoríparas y salivales, páncreas, próstata, intestino y riñones. sabe poco sobre su distribución y función. El receptor B2 tiene
La calicreína hística actúa sobre el cininógeno de alto peso mo- homología marcada con el receptor H2 y se encuentra en mu-
lecular para formar bradicinina y, sobre el cininógeno de bajo chos tejidos diferentes.
peso molecular, para constituir lisilbradicinina. Cuando se ac-
HORMONAS NATRIURÉTICAS
KII KI
Hay una familia de péptidos natriuréticos participantes en la re-
Lys Arg Pro Pro Gly Phe Ser Pro Phe Arg gulación vascular; dicha familia incluye el péptido natriurético
auricular (ANP) secretado por el corazón, el péptido natriuré-
Aminopeptidasa tico cerebral (BNP) y el péptido natriurético tipo C (CNP). És-
tos se liberan como respuesta a la hipervolemia. Los péptidos
Arg Pro Pro Gly Phe Ser Pro Phe Arg natriuréticos auricular y cerebral circulan, mientras el tipo C
actúa sobre todo en el ámbito paracrino. En general, estos pép-
KII KI tidos contrarrestan la acción de varios agentes vasoconstrictores
y disminuyen la presión sanguínea. Los péptidos natriuréticos
FIGURA 3311 Cininas. La lisilbradicinina (arriba) puede conver- auricular y cerebral también coordinan el control del tono vascu-
lar mediante la homeostasis del líquido y los electrólitos por sus
tirse en bradicinina (abajo) por acción de la aminopeptidasa. Los pépti- efectos en riñones.
dos son desactivados por la cininasa I (KI) o la cininasa II (KII) en los sitios
indicados por las flechas cortas.

CAPÍTULO 33 Mecanismos reguladores cardiovasculares 567

VASOCONSTRICTORES CIRCULANTES ■ La activación de los quimiorreceptores periféricos en los cuerpos ca-
rotídeo y aórtico por la disminución en la presión parcial de oxígeno
La vasopresina es un vasoconstrictor potente, pero cuando se o el aumento en la presión parcial de dióxido de carbono origina
inyecta en personas normales se presenta un descenso com- un incremento de la vasoconstricción. Los cambios en la frecuencia
pensador en el gasto cardiaco; por ello, cambia poco la presión cardiaca son variables y dependen de diversos factores, incluidos los
sanguínea. Su función en la regulación de la presión arterial se cambios en la respiración.
describe en el capítulo 18.
■ Además de varias señales nerviosas, las neuronas de la parte ventro-
La noradrenalina tiene acción vasoconstrictora generaliza- lateral rostral del bulbo raquídeo se activan de manera directa por la
da, mientras la adrenalina dilata los vasos en músculo esque- hipoxia y la hipercapnia.
lético e hígado. La falta de importancia relativa de la noradre-
nalina circulante, a diferencia de la noradrenalina liberada en ■ La mayoría de los lechos vasculares tiene una habilidad intrínseca
los nervios vasomotores, se señala en el capítulo 22, en el cual para reaccionar a los cambios en la presión sanguínea dentro de
se describen con detalle las acciones cardiovasculares de las ca- cierto intervalo, mediante la modificación de la resistencia vascular
tecolaminas. para conservar el flujo sanguíneo estable. Esta propiedad se conoce
como autorregulación.
La angiotensina II tiene un efecto vasoconstrictor genera-
lizado. Se forma por acción de la enzima convertidora de an- ■ Los factores locales, como la presión de oxígeno, el pH, la temperatu-
giotensina sobre la angiotensina I, la cual se libera por el efecto ra y los productos metabólicos, contribuyen a la regulación vascular;
de la renina proveniente de los riñones en el angiotensinógeno muchos generan vasodilatación para restaurar el flujo sanguíneo.
circulante (cap. 39). A su vez, la secreción de la renina aumenta
cuando cae la presión sanguínea o cuando se reduce el volumen ■ El endotelio es una fuente importante de mediadores vasoactivos
del líquido extracelular (ECF); por esto, la angiotensina II ayu- que actúan para contraer o relajar el músculo liso vascular.
da a mantener la presión sanguínea. Asimismo, esta molécula
incrementa la ingestión de agua y estimula la secreción de aldos- ■ Tres mediadores gaseosos (óxido nítrico, monóxido de carbono y
terona; el aumento en la formación de angiotensina II es parte sulfuro de hidrógeno) son reguladores importantes de la vasodila-
del mecanismo homeostásico que opera para preservar el volu- tación.
men del líquido extracelular (cap. 22). Además, hay sistemas de
renina-angiotensina en muchos órganos diferentes, así que es ■ Las endotelinas y la angiotensina II producen vasoconstricción y tal
probable su presencia en las paredes vasculares. La angiotensina vez participen en la patogenia de algunas presentaciones de hiper-
II generada en las paredes vasculares quizá sea importante en tensión.
algunas modalidades de hipertensión clínica. La función del an-
giotensinógeno II en la regulación cardiovascular se demuestra PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE
ampliamente con el uso difundido de los llamados inhibidores
de la enzima convertidora de angiotensina como medicamentos Para todas las preguntas elija una sola respuesta, a menos que se indique
antihipertensores. lo contrario.

La urotensina II, un polipéptido aislado por primera vez en 1. Cuando un feocromocitoma (tumor de la médula suprarrenal) li-
la médula espinal de peces, se encuentra en el tejido cardiaco y bera súbitamente gran cantidad de adrenalina a la circulación, se
vascular humano. Es uno de los vasoconstrictores más potentes espera que la frecuencia cardiaca del paciente
conocidos en los mamíferos, pero en este momento sus acciones
fisiopatológicas y fisiológicas son tema de un gran interés. A) aumente porque el incremento de la presión arterial estimula
los barorreceptores carotídeos y aórticos
RESUMEN DEL CAPÍTULO
B) se incremente porque la adrenalina tiene un efecto cronotrópi-
■ Las neuronas de la parte ventrolateral rostral del bulbo raquídeo se co directo en el corazón
proyectan al haz intermediolateral toracolumbar y liberan glutama-
to hacia las neuronas simpáticas preganglionares que inervan al co- C) aumente por el incremento de la descarga parasimpática al co-
razón y los vasos sanguíneos. razón

■ El núcleo del haz solitario emite la principal señal excitadora a las D) disminuya porque el aumento de la presión sanguínea estimu-
neuronas motoras vagales cardiacas en el núcleo ambiguo. la los quimiorreceptores carotídeos y aórticos

■ El seno carotídeo y los barorreceptores depresores aórticos están E) disminuya por el aumento en la descarga parasimpática tónica
inervados por ramas del IX y X pares craneales, respectivamente al corazón
(nervios depresores glosofaríngeo y aórtico). Estos receptores son
muy sensibles a los cambios en la presión del pulso, pero también 2. La activación del reflejo barorreceptor
responden a cambios en la presión arterial media.
A) participa sobre todo en la regulación a corto plazo de la pre-
■ Los nervios de los barorreceptores terminan en el núcleo del haz sión sanguínea sistémica
solitario y liberan glutamato. Las neuronas del núcleo del haz so-
litario (NTS) se proyectan a la parte ventrolateral caudal del bulbo B) aumenta la frecuencia cardiaca por la inhibición de las neuro-
raquídeo y al núcleo ambiguo, y liberan glutamato. Las neuronas de nas motoras cardiacas vagales
dicha región ventrolateral caudal del bulbo raquídeo se proyectan a
la parte ventrolateral rostral del mismo y liberan ácido aminobutí- C) inhibe las neuronas en la región ventrolateral caudal del bulbo
rico γ. Esto induce un descenso de la actividad simpática y aumento raquídeo
de la acción vagal (o sea, el reflejo barorreceptor).
D) excita las neuronas de la región ventrolateral rostral del bulbo
raquídeo

E) todo lo anterior

3. Se esperaría que la actividad nerviosa simpática aumentara

A) si se bloquearan los receptores para glutamato en el núcleo del
haz solitario

B) si se bloquearan los receptores para el ácido aminobutírico γ
en la región ventrolateral rostral del bulbo raquídeo

C) si se comprimiera la región ventrolateral rostral del bulbo ra-
quídeo

D) durante la hipoxia
E) con todo lo anterior

568 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

RECURSOS DEL CAPÍTULO Loewy AD, Spyer KM (editors): Central Regulation of Autonomic
Function. Oxford University Press, 1990.
Ahluwalia A, MacAllister RJ, Hobbs AJ: Vascular actions of natriuretic
peptides. Cyclic GMP-dependent and -independent mechanisms. Marshall JM: Peripheral chemoreceptors and cardiovascular regula-
Basic Res Cardiol 2004;99:83. tion. Physiol Rev 1994;74:543.

Benarroch EE: Central Autonomic Network. Functional Organization Paffett ML, Walker BR: Vascular adaptations to hypoxia: Molecular
and Clinical Correlations. Futura Publishing, 1997. and cellular mechanisms regulating vascular tone. Essays Biochem
2007;43:105.
Chapleau MW, Abboud F (editors): Neuro-cardiovascular regulation:
From molecules to man. Ann NY Acad Sci 2001;940. Squire LR, Bloom FE, Spitzer NC, du Lac S, Ghosh A, Berg D (editors):
Fundamental Neuroscience, 3rd ed. Academic Press, 2008.
de Burgh Daly M: Peripheral Arterial Chemoreceptors and Respiratory-
Cardiovascular Integration. Clarendon Press, 1997. Trouth CO, Millis RM, Kiwull-Schöne HF, Schläfke ME: Ventral Bra-
instem Mechanisms and Control of Respiration and Blood Pressure.
Haddy FJ, Vanhouttee PM, Feletou M: Role of potassium in regulating Marcel Dekker, 1995.
blood flow and blood pressure. Am J Physiol Regul Integr Comp
Physiol 2006;290:R546.

Circulación por regiones CAPÍTULO
especiales
34

OBJETIVOS

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

■ Definir las características especiales de la circulación en cerebro, vasos coronarios, piel y
feto, así como su regulación.

■ Describir cómo se forma y reabsorbe el líquido cefalorraquídeo (LCR), y su función en la
protección del cerebro contra lesiones.

■ Comprender cómo la barrera hematoencefálica impide la entrada de sustancias específicas
al encéfalo.

■ Identificar cómo las arterias coronarias satisfacen las necesidades de oxígeno del miocardio
contráctil y las consecuencias de su oclusión.

■ Listar las reacciones vasculares de la piel y los reflejos que las producen.
■ Comprender cómo el feto recibe el oxígeno y los nutrimentos en el útero, así como los

fenómenos circulatorios requeridos para una transición a la vida independiente después
del nacimiento.

INTRODUCCIÓN

En el cuadro 34-1, se muestra la distribución del gasto cardiaco su fisiología. La circulación portal de la hipófisis anterior se
en las diversas partes del organismo en reposo en una perso- describe en el capítulo 24; la circulación pulmonar, en el 35; la
na normal. Los principios generales descritos en los capítulos circulación renal, en el 38 y, la circulación del área esplácnica,
precedentes se aplican a la circulación en todas estas regiones, sobre todo del intestino y el hígado, en los capítulos 26 y 29.
pero los suministros vasculares de muchos órganos tienen ca- Aquí se analizan las circulaciones especiales en cerebro, cora-
racterísticas especiales adicionales que son importantes para zón, piel, placenta y feto.

CIRCULACIÓN CEREBRAL: carótida se distribuyen casi de manera exclusiva en el hemisferio
CONSIDERACIONES ANATÓMICAS cerebral del mismo lado. En estados normales, no hay cruzamien-
to, tal vez porque la presión es igual en ambos lados. Incluso cuan-
VASOS do no ocurre así, los conductos anastomósicos en el polígono no
permiten un flujo muy alto. La oclusión de una arteria carótida,
El flujo arterial principal al cerebro humano deriva de cuatro ar- sobre todo en sujetos de edad avanzada, a menudo causa síntomas
terias: dos carótidas internas y dos vertebrales. En seres huma- graves de isquemia cerebral. Hay anastomosis precapilares entre
nos, las arterias carótidas tienen mayor importancia cuantitativa. los vasos cerebrales, pero el flujo a través de estos conductos casi
Las arterias vertebrales se unen para formar la arteria basilar; ésta siempre es insuficiente para mantener la circulación y prevenir el
junto con las carótidas forman el polígono de Willis debajo del infarto, en caso de oclusión de una arteria cerebral.
hipotálamo. Dicho polígono es el origen de seis grandes vasos que
riegan la corteza cerebral. Las sustancias inyectadas en una arteria En seres humanos, el drenaje venoso del cerebro mediante
venas profundas y senos durales llega sobre todo a las venas
yugulares internas, aunque una pequeña cantidad de sangre

569

570 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

CUADRO 341 Flujo sanguíneo en reposo y consumo de oxígeno de varios órganos en un varón adulto
de 63 kg con presión sanguínea media de 90 mmHg y consumo de oxígeno de 250 ml/min

Flujo de sangre Consumo de Resistencia Porcentaje del total
ml/min ml/100 g/min oxígeno (unidades R)a
Masa Diferencia ml/100 Gasto Consumo de
(kg) arteriovenosa de Por
Región oxígeno (ml/L) ml/min g/min Absoluta kg cardiaco oxígeno
51 2.0 3.6 9.4
Hígado 2.6 1 500 57.7 34 18 6.0 4.3 1.3 27.8 20.4
46 3.3 7.2 10.1
Riñones 0.3 1 260 420.0 14 12 0.3 11.7 42.1 23.3 7.2

Cerebro 1.4 750 54.0 62 50 0.2 6.4 198.4 13.9 18.4

Piel 3.6 462 12.8 25 29 9.7 21.4 6.4 8.6 4.8

Músculo 2.7 60 44 0.2 16.1 383.2 15.6 20.0
esquelé- 4.7 11.6
tico 31.0 840 250 0.4 1.0 63.0 6.2 17.6
100.0 100.0
Músculo 0.3 250 84.0 114
cardiaco

Resto del 336 1.4 129
organismo 23.8

Todo el 63.0 5 400 8.6 46
cuerpo

aLas unidades R son la presión (mmHg) dividida entre el flujo sanguíneo (ml/s).
Con autorización de Bard P (ed.): Medical Physiology, 11th ed. Mosby, 1961.

venosa drena por los plexos venosos oftálmico y pterigoideo, a Muchas muestran también péptido intestinal vasoactivo (VIP) y
través de las venas emisarias del cuero cabelludo y por el sistema el péptido histidilmetionina 27 (PHM-27) (cap. 7). Estos nervios
de venas paravertebrales en el conducto espinal. terminan sobre todo en arterias grandes. Los nervios sensitivos se
encuentran en arterias más distales; los cuerpos celulares de és-
Los vasos cerebrales tienen varias características anatómicas tos se hallan en los ganglios del trigémino y contienen sustancia
únicas. En los plexos coroideos, se observan brechas entre las célu- P, neurocinina A y péptido relacionado con el gen de calcitonina
las endoteliales de la pared capilar, pero las células epiteliales coroi- (CGRP). La sustancia P, este último péptido, el péptido intestinal
deas que las separan del líquido cefalorraquídeo (LCR) se conectan vasoactivo y el péptido histidilmetionina 27 causan vasodilata-
entre sí mediante uniones intercelulares herméticas. Los capilares ción, mientras el neuropéptido Y es vasoconstrictor. El contacto o
de la sustancia cerebral se parecen a los capilares no fenestrados la tracción sobre los vasos cerebrales causa dolor.
en el músculo (cap. 32), pero hay uniones herméticas entre las cé-
lulas endoteliales que limitan el paso de sustancias a través de las 1
uniones. Además, existen relativamente pocas vesículas en el cito- 2
plasma endotelial y se supone que también hay poco transporte 4
vesicular. Sin embargo, hay múltiples sistemas de transporte en las
células capilares. Los capilares cerebrales están rodeados por los 3
pies terminales de los astrocitos (fig. 34-1). Estos pies terminales se
aplican de manera estrecha a la lámina basal de los capilares, pero FIGURA 34-1 Relación de astrocito fibroso (3) con un capilar (2)
no cubren toda la pared capilar y se observan espacios de unos 20
nm entre dichos pies (fig. 34-2). No obstante, los pies terminales y una neurona (4) en el cerebro. Los pies terminales de los procesos
inducen las uniones intercelulares herméticas en los capilares (cap. de los astrocitos forman una membrana discontinua alrededor del capi-
32). El protoplasma de los astrocitos se encuentra alrededor de las lar (1). Las prolongaciones del astrocito también envuelven la neurona.
sinapsis, donde parece aislar las sinapsis cerebrales unas de otras.
(Adaptada de Krstic RV: Die Gewebe des Menschen und der Säugetiere. Springer, 1978.)
INERVACIÓN

Hay tres sistemas de nervios que llegan a los vasos sanguíneos ce-
rebrales. Los cuerpos de las neuronas simpáticas posganglionares
ubicados en los ganglios cervicales superiores y sus terminaciones
contienen noradrenalina. Muchas poseen neuropéptido Y. Las
neuronas colinérgicas que tal vez se originen en los ganglios esfe-
nopalatinos, inervan los vasos cerebrales; las neuronas colinérgi-
cas posganglionares de los vasos sanguíneos contienen acetilcolina.

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 571

Núcleo Mitocondria CUADRO 342 Concentración de varias sustancias
en líquido cefalorraquídeo (LCR) y plasma humanos

Difusión Sustancia Índice
liposoluble, LCR/
transporte LCR Plasma plasma
mediado
por portador Glucosa, Na+ (meq/kg H2O) 147.0 150.0 0.98
etc. K+ (meq/kg H2O) 2.9 4.6 0.62
Mg2+ (meq/kg H2O) 2.2 1.6 1.39
Pie Ca2+ (meq/kg H2O) 2.3 4.7 0.49
terminal Cl– (meq/kg H2O) 99.0 1.14
HCO3– (meq/L) 113.0
glial PCO2 (mmHg) 25.1 24.8 1.01
pH 50.2 39.5 1.28
Unión intercelular 7.33 7.40 …
hermética

FIGURA 34-2 Transporte a través de los capilares cerebrales.

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO Osmolalidad (mosm/kg H2O) 289.0 289.0 1.00
Proteína (mg/100 ml) 20.0 6 000.0 0.003
FORMACIÓN Y ABSORCIÓN
Glucosa (mg/100 ml) 64.0 100.0 0.64
El líquido cefalorraquídeo llena los ventrículos y el espacio
subaracnoideo. En seres humanos, el volumen del líquido ce- P inorgánico (mg/100 ml) 3.4 4.7 0.73
falorraquídeo es cercano a 150 ml y la velocidad de su produc-
ción es de unos 550 ml/día. Por tanto, éste se recambia casi 3.7 Urea (mg/100 ml) 12.0 15.0 0.80
veces en un día. En experimentos con animales, se calculó que
50 a 70% del líquido cefalorraquídeo se forma en los plexos Creatinina (mg/100 ml) 1.5 1.2 1.25
coroideos y el resto se produce alrededor de los vasos sanguí-
neos y en las paredes ventriculares. Se supone que en seres hu- Ácido úrico (mg/100 ml) 1.5 5.0 0.30
manos, la situación será similar. El líquido cefalorraquídeo de
los ventrículos fluye por los orificios de Magendie y Luschka a Colesterol (mg/100 ml) 0.2 175.0 0.001
través de la cisterna magna hacia el espacio subaracnoideo y es
absorbido por las vellosidades aracnoideas hacia las venas, so- este último por conductos en las membranas apicales de la célula
bre todo a los senos venosos cerebrales. Las vellosidades con- epitelial. Las acuaporinas permiten el movimiento de agua para
sisten en proyecciones de membrana aracnoides y endotelio equilibrar los gradientes osmóticos. La composición del líqui-
de los senos fusionados que sobresalen en los senos venosos. do cefalorraquídeo (cuadro 34-2) es la misma que la del líquido
Vellosidades similares, pero más pequeñas, se proyectan hacia extracelular (ECF) cerebral, el cual en los seres humanos vivos
las venas alrededor de las vías nerviosas espinales. Tal vez estas comprende hasta 15% del volumen cerebral. En adultos, en apa-
proyecciones contribuyan a la salida del líquido cefalorraquí- riencia hay una comunicación libre entre el líquido intersticial
deo hacia la sangre venosa por un proceso conocido como flujo cerebral y el líquido cefalorraquídeo, aunque las distancias de
global, el cual es unidireccional. Sin embargo, estudios recientes difusión desde algunas partes del cerebro a este líquido son
sugieren que, al menos en animales, una vía más importante para apreciables. Por consiguiente, el equilibrio puede tardar cierto
la reabsorción de dicho líquido hacia la corriente sanguínea es tiempo, y algunas zonas del cerebro tal vez tengan microam-
por la lámina cribiforme, la cual se sitúa por arriba de la nariz, bientes extracelulares con diferencias transitorias con respecto
y de allí a los linfáticos cervicales. Sin embargo, la reabsorción al líquido cefalorraquídeo.
a través de válvulas unidireccionales (con estructura incierta)
en las vellosidades aracnoideas, quizás asuma una función más La presión lumbar normal de este último es de 70 a 180
importante si se eleva la presión del líquido cefalorraquídeo. mmH2O. Hasta con cifras de presión mucho mayores a éstas, su
De igual manera, cuando se acumula una cantidad anormal velocidad de formación es independiente de la presión intraven-
de este último, se manifiestan los conductos de agua acuapori- tricular. Sin embargo, la absorción es proporcional a la presión
na en el plexo coroideo y los vasos microscópicos del cerebro (fig. 34-3). Con una presión de 112 mmH2O, que es la presión
como adaptación compensadora. promedio normal del líquido cefalorraquídeo, la filtración y la
absorción son iguales. Por debajo de una presión cercana a 68
El líquido cefalorraquídeo se forma todo el tiempo en el plexo mmH2O, la absorción se detiene. Cuando la capacidad de reab-
coroideo en dos etapas. En la primera, el plasma se filtra de ma- sorción de dicho líquido disminuye, se acumulan grandes can-
nera pasiva a través del endotelio capilar coroideo. Después, la tidades de él (hidrocefalia externa, hidrocefalia comunicante).
secreción de agua y iones a través del epitelio coroideo ejerce el Éste también se acumula proximal al bloqueo y distiende los
control activo de la composición y la cantidad del líquido cefa- ventrículos cuando se obstruyen los orificios de Luschka y Ma-
lorraquídeo. Los iones bicarbonato, cloruro y potasio entran en gendie, o cuando hay una obstrucción dentro del sistema ven-
tricular (hidrocefalia interna, hidrocefalia no comunicante).

572 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

1.6 Lámina externa
del cráneo
Flujo (ml/min) 1.2 Hueso
0.8 Absorción trabecular
Lámina interna
0.4 Formación del cráneo
Duramadre
0 Espacio
subdural
0 68 100 112 200 (potencial)
Aracnoides
Presión de salida (mmH2O del LCR) Espacio
subaracnoideo
FIGURA 34-3 Formación y absorción de líquido cefalorraquí- Trabéculas
subaracnoideas
deo (LCR) en seres humanos con varias presiones del mismo. Arteria
Piamadre
Nótese que a 112 mmH2O, la formación y la absorción son iguales y, a Espacios
68 mmH2O, la absorción es cero. (Modificada con autorización de Cutler RWP, perivasculares

et al. Formation and absorption of cerebrospinal fluid in man. Brain, 1968;91:707.) Cerebro

FUNCIÓN PROTECTORA FIGURA 34-4 Membranas que cubren el cerebro. Se muestra su

La función más crucial del líquido cefalorraquídeo (y las menin- relación con el cráneo y el tejido cerebral. (Con autorización de Wheater PR
ges) es proteger al cerebro. La duramadre está unida con fuerza
al hueso. En situaciones normales, no hay “espacio subdural”, la et al: Functional Histology, Churchill Livingstone, 1979.)
aracnoides se mantiene unida con la duramadre por la tensión
superficial de la capa delgada de líquido entre ambas membra- BARRERA HEMATOENCEFÁLICA
nas. Como se muestra en la figura 34-4, el cerebro mismo está
sostenido dentro de la aracnoides por los vasos sanguíneos y las Las uniones herméticas entre las células endoteliales capilares
raíces nerviosas, así como por las múltiples y finas trabéculas del cerebro y entre las células epiteliales del plexo coroideo im-
aracnoideas fibrosas. El cerebro pesa alrededor de 1 400 g en el piden el ingreso de proteínas al cerebro en los adultos y dismi-
aire, pero en su “baño líquido” de líquido cefalorraquídeo tiene nuyen también la velocidad de penetración de algunas moléculas
un peso neto de sólo 50 g. La flotabilidad del cerebro en el líqui- más pequeñas. Un ejemplo es el ingreso lento de la urea (fig.
do cefalorraquídeo hace posible que sus uniones relativamente 34-5). Este intercambio limitado único de sustancias en el cere-
frágiles lo suspendan de manera muy eficaz. Cuando la cabeza bro se conoce como barrera hematoencefálica, un término usa-
recibe un golpe, la aracnoides se desliza sobre la duramadre y el do con mayor frecuencia para referirse a la barrera en general
cerebro se mueve, pero su movimiento es limitado con suavidad y, de manera más específica, a la barrera en el epitelio coroideo
por la amortiguación del líquido cefalorraquídeo y las trabéculas entre la sangre y el líquido cefalorraquídeo.
aracnoideas.
La difusión pasiva a través de los capilares cerebrales her-
El dolor producido por la deficiencia de este líquido ilustra la méticos es muy limitada, el transporte vesicular es escaso. Sin
importancia de él para sostener el cerebro. La extracción de di- embargo, hay muchos sistemas de transporte activo y media-
cho líquido en una punción lumbar puede causar cefalea intensa dos por portadores en los capilares cerebrales. Estos sistemas
por la disminución del mismo, ya que el encéfalo cuelga de los desplazan sustancias hacia el interior y el exterior del cerebro,
vasos y las raíces nerviosas, y la tracción sobre éstos estimula las aunque el movimiento fuera de éste suele ser más libre que
fibras nerviosas. El dolor puede aliviarse con la inyección intra- hacia el interior.
tecal de solución salina isotónica estéril.
PENETRACIÓN DE SUSTANCIAS
LESIONES CEFÁLICAS AL CEREBRO

Sin la protección del líquido cefalorraquídeo y las meninges, es El agua, el dióxido de carbono (CO2) y el oxígeno (O2) ingre-
probable que el cerebro fuera incapaz de soportar incluso los san con facilidad al cerebro, al igual que las formas liposo-
traumatismos menores de la vida diaria, pero con dicha pro- lubles libres de hormonas esteroideas, mientras, en general,
tección se necesita un golpe bastante intenso para generar daño
cerebral. El encéfalo se daña más a menudo cuando el cráneo se
fractura y el hueso se empuja hacia el tejido nervioso (fractura
craneal deprimida), cuando el cerebro se desplaza lo suficiente
para desgarrar las delicadas venas que van de la corteza al hueso
o si el cerebro se acelera con un golpe en la cabeza y se empuja
contra el cráneo o la tienda del cerebelo en el punto opuesto al
impacto (lesión por contragolpe).

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 573

1.0 Músculo GLUT 3
Cerebro GLUT 1 55K
Oligodendroglia

Concentración tejido/plasma 0.8 LCR GLUT 1 45K

GLUT 5

0.6 Astroglia

GLUT 1

Célula 55K GLUT 1
endotelial
0.4 45K Neurona

Microglia
0.2

0 Luz de vaso
30 60 90 120 150 180 microscópico

Minutos después de iniciar la infusión GLUT 3

FIGURA 34-5 Ingreso de urea a músculo, cerebro, médula es- GLUT 5

pinal y líquido cefalorraquídeo. La urea se proporcionó en infusión FIGURA 34-6 Localización de los diversos transportadores de
continua.
glucosa (GLUT) en el cerebro. (Adaptada de Maher F, Vannucci SJ, Simpson IA:
sus modalidades unidas a proteína, todas las proteínas y los
polipéptidos no cruzan con facilidad. La penetración pasiva Glucose transporter proteins in brain. FASEB J 1994;8:1003.)
rápida de dióxido de carbono contrasta con la penetración
transcelular regulada de hidrogeniones (H+) y bicarbonato ÓRGANOS CIRCUNVENTRICULARES
(HCO3–), lo cual tiene importancia fisiológica en la regulación
de la respiración (cap. 37). Cuando se inyectan pigmentos que se unen con proteínas en
el plasma, éstos tiñen muchos tejidos pero no afectan la mayor
La glucosa es la fuente última principal de energía para las parte del cerebro. Sin embargo, cuatro pequeñas áreas en o cer-
células nerviosas. Su difusión a través de la barrera hematoence- ca del tallo encefálico captan el pigmento. Estas áreas son: 1) la
fálica sería muy lenta, pero la velocidad de transporte al líquido hipófisis posterior (neurohipófisis) y la parte ventral adyacente
cefalorraquídeo se incrementa mucho con la presencia de trans- de la eminencia media del hipotálamo; 2) el área postrema; 3)
portadores específicos, incluido el transportador de glucosa 1 el órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT, cresta su-
(GLUT 1). El cerebro contiene dos formas de este último: GLUT praóptica), y 4) el órgano subfornical (SFO).
1 55K y GLUT 1 45K. Ambos están codificados con el mismo
gen, pero difieren en la magnitud de su glucosilación. El trans- El conjunto de estas regiones se conoce como órganos cir-
portador de glucosa 1 se encuentra en altas concentraciones en cunventriculares (fig. 34-7). Todas tienen capilares fenestrados
los capilares cerebrales (fig. 34-6). Los lactantes con deficiencia y, por su permeabilidad, se dice que están “fuera de la barrera
congénita de dicho transportador generan concentraciones bajas hematoencefálica”. Algunos de éstos funcionan como órganos
de glucosa en el líquido cefalorraquídeo en presencia de glucosa neurohemáticos; o sea, áreas en las cuales los péptidos secre-
plasmática normal; presentan crisis convulsivas y retraso en el tados por neuronas entran en la circulación. Otros contienen
desarrollo. Además, en la barrera hematoencefálica se encuen- receptores para muchos péptidos diferentes y otras sustancias, y
tran los transportadores para hormonas tiroideas; varios ácidos funcionan como zonas quimiorreceptoras en las cuales las sus-
orgánicos; colina; precursores de ácido nucleico, y aminoácidos tancias de la sangre circulante pueden desencadenar cambios en
neutros, básicos y ácidos. la función cerebral sin penetrar la barrera hematoencefálica. Por
ejemplo, el área postrema es una zona activadora quimiorrecep-
Diversos fármacos y péptidos en realidad cruzan los capila- tora que inicia el vómito como respuesta a cambios químicos en
res cerebrales, pero se transportan pronto de regreso a la san- el plasma (cap. 28). Dicha área también participa en el control
gre por medio de un transportador inespecífico para múltiples cardiovascular y, en muchas especies, la angiotensina II circu-
compuestos en la membrana apical de las células endoteliales. La lante actúa sobre el área postrema para inducir un aumento de
glucoproteína P es un miembro de la familia de los casetes para la presión arterial mediado por mecanismos neurales. La angio-
unión con trifosfato de adenosina (ATP) que transportan varias tensina II actúa sobre el órgano subfornical y quizá también en
proteínas y lípidos a través de las membranas celulares (cap. 2). el órgano vasculoso de la lámina terminal para aumentar el con-
Los ratones con ausencia de este transportador tienen porcenta- sumo de agua. Además, parece que este último es el sitio del os-
jes mucho más altos de las dosis sistémicas utilizadas de varios morreceptor que controla la secreción de vasopresina (cap. 39);
agentes quimioterapéuticos, analgésicos y péptidos opioides en hay evidencia indicadora de que la interleucina 1 (IL-1) circulante
el cerebro en comparación con los testigos. Si pueden perfec- causa fiebre por acción en esta zona.
cionarse fármacos que inhiban este transportador, podrían ser
valiosos en el tratamiento de tumores cerebrales y otras enfer- El órgano subcomisural (fig. 34-7) tiene una relación estre-
medades del sistema nervioso central (SNC), en las cuales es cha con la glándula pineal y sus rasgos histológicos se parecen
difícil introducir las cantidades adecuadas de los compuestos a los de los órganos circunventriculares. Sin embargo, no tie-
terapéuticos al cerebro. ne capilares fenestrados, no es muy permeable y no posee una

574 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

SFO PI RECUADRO CLÍNICO 34-1
SCO
Implicaciones clínicas de la barrera
OVLT hematoencefálica

NH Los médicos deben conocer el grado en que los fármacos
penetran al cerebro para tratar de manera inteligente las en-
AP fermedades en el sistema nervioso central. Por ejemplo, tie-
ne relevancia clínica que las aminas dopamina y serotonina
FIGURA 34-7 Órganos circunventriculares. Se muestra la neu- penetren muy poco al tejido cerebral, pero sus precursores
ácidos respectivos, L-dopa y 5-hidroxitriptófano, entran con
rohipófisis (NH), el órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT), el facilidad (caps. 7 y 16). Otra consideración clínica importante
órgano subfornical (SFO) y el área postrema (AP) en un corte sagital del es que la barrera hematoencefálica tiende a romperse en áreas
cerebro humano. SCO, órgano subcomisural, PI, pineal. de infección o lesión. Los tumores propician la aparición de va-
sos sanguíneos nuevos, y los capilares formados carecen de
contacto con los astrocitos normales. Por tanto, no hay unio-
nes intercelulares herméticas y los vasos pueden incluso estar
fenestrados. La falta de barrera ayuda a identificar la ubica-
ción de los tumores; las sustancias, como la albúmina marca-
da con yodo radiactivo penetran el tejido cerebral normal con
gran lentitud, pero entran en el tejido tumoral, lo cual hace
que el tumor resalte como una isla de radiactividad en el ce-
rebro normal circundante. La barrera hematoencefálica tam-
bién puede interrumpirse temporalmente con los aumentos
súbitos en la presión arterial o con la inyección intravenosa de
líquidos hipertónicos.

función conocida. Por el contrario, la pineal y la adenohipófisis Los seres humanos son más maduros cuando nacen que las
muestran capilares fenestrados y se hallan fuera de la barrera ratas y otros animales de experimentación, y no se cuenta con
hematoencefálica, pero ambas son glándulas endocrinas y no datos detallados sobre la permeabilidad pasiva de la barrera
forman parte del cerebro. hematoencefálica humana. Sin embargo, en lactantes con ic-
tericia grave, con concentraciones plasmáticas altas de bilirru-
FUNCIÓN DE LA BARRERA bina libre y un sistema hepático inmaduro de conjugación de
HEMATOENCEFÁLICA bilirrubina, la bilirrubina libre entra en el cerebro y, en pre-
sencia de asfixia, daña los ganglios basales (kernícterus). La
La barrera hematoencefálica actúa para mantener la constancia contraparte de esta situación en etapas ulteriores de la vida es
del ambiente neuronal en el sistema nervioso central (recuadro el síndrome de Crigler-Najjar, en el cual hay deficiencia con-
clínico 34-1). Incluso las variaciones ligeras en las concentra- génita de glucuronil transferasa. Estas personas pueden tener
ciones de iones potasio, calcio, magnesio e hidrógeno, así como cifras muy altas de bilirrubina libre en sangre y desarrollan
de otros iones pueden tener consecuencias trascendentales. La encefalopatía. En otros trastornos, la concentración de bili-
constancia de la composición del líquido extracelular en todas rrubina libre casi nunca es lo bastante alta para originar daño
las partes del organismo se preserva con múltiples mecanismos cerebral.
homeostásicos (caps. 1 y 39), pero por la sensibilidad de las neu-
ronas corticales al cambio iónico, no es sorprendente la apari- FLUJO SANGUÍNEO CEREBRAL
ción de una defensa adicional para protegerlas. Otras funciones Y SU REGULACIÓN
de la barrera hematoencefálica incluyen protección del cerebro
contra toxinas endógenas y exógenas en la sangre, así como pre- MÉTODO DE KETY
vención del escape de neurotransmisores hacia la circulación
general. Según el principio de Fick (cap. 31), el flujo sanguíneo de cual-
quier órgano puede medirse mediante la cuantificación de una
DESARROLLO DE LA BARRERA sustancia determinada (Qx) eliminada de la corriente sanguínea
HEMATOENCEFÁLICA por el órgano, por unidad de tiempo; luego el valor obtenido se
divide por la diferencia de concentración de la sustancia entre la
En animales de experimentación, muchas moléculas pequeñas sangre arterial y la sangre venosa del órgano ([Ax] – [Vx]). Por
penetran al encéfalo con más facilidad durante el periodo fetal tanto:
y neonatal que en el adulto. Con base en esto, a menudo se
refiere que la barrera hematoencefálica es inmadura al nacer. Flujo sanguíneo cerebral (CBF) = Qx
[Ax] – [Vx]

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 575

En clínica, esto puede aplicarse si se usa óxido nitroso (N2O) los vasos disminuye y el flujo sanguíneo se altera mucho menos
inhalado (método de Kety). El flujo sanguíneo cerebral prome- de lo que ocurriría de otra manera. Por el contrario, durante la
dio en adultos jóvenes es de 54 ml/100 g/min. El cerebro del aceleración descendente, la fuerza que actúa hacia la cabeza (g
adulto promedio pesa 1 400 g, por lo que el flujo cerebral com- negativa) incrementa la presión arterial al nivel de la cabeza,
pleto es cercano a 756 ml/min. Nótese que el método de Kety pero la presión intracraneal también se eleva, por lo que los va-
proporciona un valor promedio para las áreas perfundidas del sos tienen un soporte y no se rompen. Los vasos cerebrales están
cerebro porque no aporta información sobre diferencias regio- protegidos de la misma manera durante el pujo relacionado con
nales en el flujo sanguíneo. Además, sólo puede medir el flujo en la defecación o el parto.
las partes perfundidas del cerebro. Si se obstruye el flujo sanguí-
neo a una región del encéfalo, el flujo medido no cambia porque AUTORREGULACIÓN
el área sin perfusión no capta el óxido nitroso.
Como se ve en otros lechos vasculares, la autorregulación es
A pesar de las marcadas fluctuaciones locales del flujo san- prominente en el encéfalo (fig. 34-9). Este proceso, por el cual
guíneo cerebral según la actividad neural, la circulación cerebral se conserva el flujo a muchos tejidos en valores relativamente
está regulada de tal modo que el flujo total permanece relativa- constantes a pesar de las variaciones en la presión de perfusión,
mente constante. Los factores involucrados en la regulación del se describe en el capítulo 32. En el cerebro, la autorregulación
flujo se resumen en la figura 34-8. preserva el flujo sanguíneo cerebral con presiones arteriales en-
tre 65 y 140 mmHg.
FUNCIÓN DE LA PRESIÓN INTRACRANEAL
FUNCIÓN DE LOS NERVIOS
En adultos, el cerebro, la médula espinal y el líquido cefalorra- VASOMOTORES Y SENSORIALES
quídeo están encerrados en un estuche óseo rígido, junto con los
vasos cerebrales. La cavidad craneal normal contiene el encéfalo, La inervación de los grandes vasos cerebrales por nervios sim-
el cual pesa alrededor de 1 400 g, 75 ml de sangre y 75 ml de páticos y parasimpáticos posganglionares, y la inervación distal
líquido cefalorraquídeo. Como este último y el tejido cerebral adicional por los nervios sensoriales ya se describieron antes.
son incompresibles, el volumen de la sangre, el líquido cefalo- Los nervios también controlan el tono de manera indirecta, me-
raquídeo y el cerebro deben ser relativamente constantes den- diante la liberación de sustancias paracrinas de los astrocitos.
tro del cráneo en cualquier momento determinado (doctrina Sin embargo, el papel preciso de estos nervios aún es tema de
de Monro-Kellie). Lo que es más importante, los vasos cerebra- debate. Se argumenta que existe descarga adrenérgica cuando la
les se comprimen siempre que la presión intracraneal se eleva. presión arterial se eleva mucho. Esto reduce el aumento pasivo
Cualquier cambio en la presión venosa induce pronto un cam- resultante en el flujo sanguíneo y ayuda a proteger la barrera
bio similar en la presión intracraneal. Por tanto, un incremento hematoencefálica de la interrupción que, de otra manera, podría
en la presión venosa reduce el flujo sanguíneo cerebral, tanto ocurrir (antes). Por tanto, las descargas vasomotoras influyen
por descenso de la presión de perfusión efectiva como por com- en la autorregulación. Con la estimulación simpática, el flujo
presión de los vasos cerebrales. Esta relación ayuda a compensar constante, o bien, la parte en meseta de la curva presión-flujo se
los cambios en la presión sanguínea arterial en la cabeza. Por extiende a la derecha (fig. 34-9); o sea, tal vez haya mayores in-
ejemplo, si el cuerpo se acelera hacia arriba (gravedad positiva), crementos en la presión sin que se eleve el flujo. Por otro lado, el
la sangre se desplaza hacia los pies y disminuye la presión arte- vasodilatador hidralazina y el inhibidor de la enzima converti-
rial al nivel de la cabeza. Sin embargo, la presión venosa también dora de angiotensina (ECA) captopril reducen la longitud de la
cae, junto con la presión intracraneal, por lo cual la presión en meseta. Por último, el acoplamiento neurovascular puede ajus-
tar la perfusión local como respuesta a los cambios en la activi-
Presión Cráneo dad cerebral (véase más adelante).
intracraneal
Cerebro, 100
Constricción médula espinal
local y y LCR
dilatación de
las arteriolas
cerebrales

CBF
50
Presión arterial media Columna
a nivel cerebral vertebral 70 140
Presión arterial (mmHg)
Viscosidad sanguínea
FIGURA 34-9 Autorregulación del flujo sanguíneo cerebral
Presión venosa media
a nivel cerebral (CBF) en condiciones de estado estable. La línea azul muestra la alte-
ración producida durante la autorregulación.
FIGURA 34-8 Resumen esquemático de los factores que afec-

tan el flujo sanguíneo cerebral general.

576 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

FIGURA 34-10 Actividad en el cerebro humano en cinco niveles horizontales distintos mientras un sujeto genera un verbo apropiado

para cada sustantivo presentado por el examinador. Esta tarea mental activa la corteza frontal (cortes 1 a 4), el giro del cíngulo anterior (corte 1)
y el lóbulo temporal posterior (corte 3) del lado izquierdo, y el cerebelo (cortes 4 y 5) en el lado derecho. Púrpura claro, acción moderada; púrpura
intensa, activación marcada. (Basada en gammagramas de tomografía por emisión de positrones [PET] en Posner MI, Raichle MR: Images of Mind. Scientific American Library, 1994.)

FLUJO SANGUÍNEO EN VARIAS en el giro poscentral. Sobre todo cuando los movimientos se
realizan en secuencia, el flujo se incrementa también en el área
PARTES DEL CEREBRO motora complementaria. Cuando los sujetos hablan, hay un au-
mento en el flujo sanguíneo bilateral en las áreas sensoriales y
Una ventaja importante en los decenios recientes ha sido el per- motoras de cara, lengua y boca, además de la corteza premotora
feccionamiento de técnicas para vigilar el flujo sanguíneo regio- superior en el hemisferio categórico (casi siempre el izquierdo).
nal en seres humanos vivos y despiertos. Entre los métodos más Cuando el habla es estereotipada, las áreas de Broca y de Wer-
valiosos están la tomografía por emisión de positrones (PET) nicke no presentan elevación del flujo, pero si el habla es creativa
y las técnicas relacionadas, en las cuales se usa un radioisótopo (o sea, cuando implica ideas), el flujo se incrementa en esas dos
para marcar un compuesto que luego se inyecta. La llegada y la áreas. La lectura genera aumentos diseminados del flujo sanguí-
eliminación del marcador se vigilan con detectores de centelleo neo. La solución de problemas, el razonamiento y la ideación
situados sobre la cabeza. Como el flujo sanguíneo está muy vincu- motora sin movimiento origina elevaciones en áreas selecciona-
lado con el metabolismo cerebral, la captación local de 2-desoxi- das de las cortezas premotora y frontal. Cuando se anticipa una
glucosa también es un buen índice de flujo sanguíneo (véase más tarea cognitiva, muchas de las zonas cerebrales que se activarán
adelante y cap. 1). Si la 2-desoxiglucosa se marca con un emisor durante la tarea, lo hacen con anticipación, como si el cerebro
de positrones de vida media corta, como 18F, 11O u 15O, es posi- produjera un modelo interno de la tarea esperada. En sujetos
ble vigilar su concentración en cualquier parte del cerebro. diestros, el flujo sanguíneo en el hemisferio izquierdo es mayor
si se lleva a cabo una tarea verbal, y el flujo sanguíneo al he-
Otra técnica valiosa es la imagen por resonancia magnética misferio derecho es mayor cuando se efectúa una tarea espacial
(MRI). Ésta se basa en la detección de señales resonantes de dis- (recuadro clínico 34-2).
tintos tejidos en un campo magnético. La imagen por resonan-
cia magnética funcional (fMRI) mide la cantidad de sangre en METABOLISMO CEREBRAL
el área del tejido. Cuando las neuronas se activan, su aumento Y REQUERIMIENTOS DE OXÍGENO
de descarga altera el potencial del campo local. Un mecanismo
aún desconocido desencadena un aumento en el flujo sanguí- CAPTACIÓN Y LIBERACIÓN
neo local y de oxígeno. El incremento en la sangre oxigenada DE SUSTANCIAS EN EL CEREBRO
se detecta con imagen por resonancia magnética funcional. La
imagen conseguida con tomografía por emisión de positrones Si se conoce el flujo sanguíneo cerebral, es posible calcular el
puede usarse para medir no sólo el flujo sanguíneo, sino la con- consumo o la producción cerebral de oxígeno, dióxido de car-
centración de moléculas, como dopamina, en varias regiones del bono, glucosa o cualquier otra sustancia presente en la corriente
cerebro vivo. Por otro lado, la imagen por resonancia magnética sanguínea, si se multiplica el flujo sanguíneo cerebral por la dife-
funcional no implica el uso de radiactividad. Por consiguiente, rencia de la concentración de la sustancia entre la sangre arterial
puede usarse a intervalos frecuentes para medir cambios en el y la sangre venosa cerebral (cuadro 34-3). Cuando se calcula de
flujo sanguíneo regional en un individuo particular. esta manera, un valor negativo indica que el cerebro produce la
sustancia.
En las personas en reposo, el flujo sanguíneo promedio en
la sustancia gris es de 69 ml/100 g/min, en comparación con 28 CONSUMO DE OXÍGENO
ml/100 g/min en la sustancia blanca. Una característica impre-
sionante de la función cerebral es la variación marcada en el flu- El consumo de oxígeno del cerebro humano (índice metabólico
jo sanguíneo local con los cambios en la actividad cerebral. En la cerebral para oxígeno, CMRO2) promedia 20% del consumo
figura 34-10, se muestra un ejemplo. En sujetos despiertos, pero corporal total de este gas en reposo (cuadro 34-1). El encéfalo
en reposo, el flujo sanguíneo es mayor en las regiones premotora
y frontal. Ésta es la parte del cerebro que se cree tiene vincula-
ción con la decodificación y el análisis de las señales aferentes,
así como con la actividad intelectual. Durante el cierre voluntario
de la mano derecha, el flujo aumenta en el área de la mano de la
corteza motora izquierda y las áreas sensoriales correspondientes

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 577

RECUADRO CLÍNICO 34-2 que causan hipoxia bastante prolongada, con funciones vegeta-
tivas normales pero deficiencias intelectuales graves y perma-
Cambios en el flujo sanguíneo cerebral nentes. Los ganglios basales tienen un índice muy alto de consu-
en la enfermedad mo de oxígeno; pueden ocasionarse síntomas de la enfermedad
de Parkinson y deficiencias intelectuales con la hipoxia crónica.
Se sabe que varias entidades patológicas se acompañan de El tálamo y el colículo inferior también son muy susceptibles al
cambios localizados o generales en el flujo sanguíneo cerebral, daño hipóxico (recuadro clínico 34-3).
como revelan el gammagrama de la tomografía por emisión de
positrones y las técnicas de imagen por resonancia magnética FUENTES ENERGÉTICAS
funcional. Por ejemplo, los focos epilépticos presentan hiper-
emia durante las crisis convulsivas, mientras se reduce el flujo La glucosa es la fuente final principal de energía para el cerebro;
sanguíneo en otras partes del cerebro. Entre dichas crisis, el flu- en situaciones normales, 90% de la energía necesaria para man-
jo a veces se halla reducido en los focos generadores de crisis tener los gradientes iónicos a través de las membranas celulares
convulsivas. El flujo parietooccipital disminuye en pacientes con y transmitir impulsos eléctricos, proviene de esta fuente. La glu-
síntomas de agnosia (cap. 14). En la enfermedad de Alzheimer, cosa ingresa al cerebro por medio del transportador de glucosa 1
el cambio más temprano es la reducción del metabolismo y el en los capilares cerebrales (véase antes). Luego, otros transpor-
flujo sanguíneo en la corteza parietal superior, con extensión tadores la distribuyen en las neuronas y células gliales.
ulterior a la corteza temporal y, por último, a la frontal. Se ob-
serva ausencia relativa de afección de los giros precentral y pos- La glucosa se capta de la sangre en grandes cantidades, y el
central, los ganglios basales, el tálamo, el tallo encefálico y el cociente respiratorio (RQ; cap. 21) del tejido cerebral es de 0.95
cerebelo. En la enfermedad de Huntington, el flujo sanguíneo a 0.99 en personas normales. Un hecho importante es que la ma-
se reduce en el núcleo caudado a ambos lados, y esta alteración yoría de las células cerebrales no necesita insulina para utilizar
del flujo ocurre en una fase temprana de la enfermedad. En ma- la glucosa. En general, el uso de glucosa en reposo es paralelo al
niacodepresivos (es interesante que no ocurra en pacientes con flujo sanguíneo y el consumo de oxígeno. Esto no significa que
depresión unipolar), existe un descenso general en el flujo san- la fuente total de energía sea siempre la glucosa. Durante la in-
guíneo cortical cuando los pacientes están deprimidos. Se tiene anición prolongada, hay utilización apreciable de otras sustan-
alguna evidencia de que en la esquizofrenia se reduce el flujo cias. De hecho, la evidencia indica que hasta 30% de la glucosa
sanguíneo en los lóbulos frontal, los lóbulos temporales y los captada en condiciones normales se convierte en aminoácidos,
ganglios basales. Por último, durante el aura de personas con lípidos y proteínas, y que las sustancias distintas a glucosa se
migraña, inicia un decremento del flujo sanguíneo en la corteza metabolizan para obtener energía durante las crisis convulsivas.
occipital que se extiende hacia delante, a los lóbulos temporal También existe alguna utilización de aminoácidos de la circula-
y parietal. ción, aunque la diferencia arteriovenosa de aminoácidos a través
del cerebro casi siempre es diminuta.
es en extremo sensible a la hipoxia, y la oclusión de su aporte
sanguíneo origina estado de inconsciencia en tan sólo 10 s. Las En el capítulo 21, se describen las consecuencias de la hipo-
estructuras vegetativas del tallo encefálico son más resistentes a glucemia, desde el punto de vista de la función nerviosa.
la hipoxia que la corteza cerebral, y quizá los pacientes se recu-
peren de accidentes, como un paro cardiaco y otros trastornos ELIMINACIÓN DE GLUTAMATO
Y AMONIACO
CUADRO 343 Utilización y producción de sustancias
en el cerebro humano in vivo La captación cerebral de glutamato está más o menos equili-
brada con la salida de glutamina. El glutamato que entra en el
Sustancia Captación (+) o Total/min cerebro, capta el amoniaco y sale como glutamina. La conver-
salida (–) por 100 g sión glutamato-glutamina en el encéfalo, la reacción opuesta a
de cerebro/min la renal que genera parte del amoniaco que ingresa a los túbulos,
sirve como mecanismo destoxificador para conservar el cerebro
Sustancias utilizadas libre de amoniaco. Este compuesto es muy tóxico para las célu-
las nerviosas; se cree que la intoxicación por amoniaco es una
Oxígeno +3.5 ml +49 ml causa importante de síntomas neurológicos extraños en el coma
hepático (cap. 29).
Glucosa +5.5 mg +77 mg
CIRCULACIÓN CORONARIA
Glutamato +0.4 mg +5.6 mg
CONSIDERACIONES ANATÓMICAS
Sustancias
producidas Las dos arterias coronarias que riegan el miocardio surgen de los
senos detrás de dos de las cúspides de la válvula aórtica en la
Dióxido de carbono –3.5 ml –49 ml raíz de la aorta (fig. 34-11). Las contracorrientes (remolino) pre-
servan las valvas alejadas de los orificios de las arterias y per-
Glutamina –0.6 ml –8.4 mg manecen permeables durante todo el ciclo cardiaco. La mayor

Sustancias no usadas ni producidas en estado alimentado: lactato, piruvato, cetonas
totales y cetoglutarato α.

578 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

RECUADRO CLÍNICO 34-3 Arteria coronaria Arteria coronaria
derecha izquierda

Apoplejía Rama circunfleja

Cuando se interrumpe el riego sanguíneo a una parte del cere- Rama
bro, la isquemia daña o mata las células del área, lo cual origina descendente
los signos y los síntomas de una apoplejía. Hay dos tipos gene- anterior
rales de ésta: hemorrágico e isquémico. El primero se presenta
cuando una arteria o arteriola cerebral se rompe, a veces en el Ramas
sitio de un pequeño aneurisma, aunque no siempre es así. El septales
segundo aparece si está afectado el flujo en un vaso por pla-
cas ateroescleróticas sobre las cuales se forman trombos. Quizá Rama
también los trombos surjan en otro sitio (p. ej., en las aurícu- marginal
las de pacientes con fibrilación auricular) y lleguen al cerebro
como émbolos, donde se alojan e interrumpen el flujo. Antes, Rama
era poco lo que podía hacerse para modificar la evolución de marginal
una apoplejía y sus consecuencias. Sin embargo, hoy ha que-
dado claro que en la penumbra, el área que rodea el daño ce- Rama descendente posterior
rebral más grave, la isquemia reduce la captación de glutamato
en los astrocitos; este aumento local de glutamato genera daño FIGURA 34-11 Arterias coronarias y sus ramas principales en se-
excitotóxico y muerte de las neuronas (cap. 7). En animales de
experimentación y tal vez en seres humanos, los fármacos que res humanos. (Con autorización de Ross G: The cardiovascular system. En: Essentials of
previenen este daño excitotóxico reduce de modo significativo
los efectos de las apoplejías. Además, los agentes que desba- Human Physiology. Ross G [ed.]. Copyright © 1978 by Year Book Medical Publishers.)
ratan los coágulos, como el activador hístico del plasminógeno
(t-PA) (cap. 32) son beneficiosos en las apoplejías isquémicas. la sístole (cuadro 34-4). Por consiguiente, el flujo ocurre en las
Tanto el tratamiento antiexcitotóxico como el activador hístico arterias que riegan la porción subendocárdica del ventrículo iz-
del plasminógeno deben proporcionarse en fases tempranas de quierdo sólo durante la diástole, aunque la fuerza se disipa lo
una apoplejía para obtener el máximo beneficio; ésta es la razón suficiente en las regiones más superficiales del miocardio ven-
por la cual la apoplejía se ha vuelto un trastorno en el que son tricular izquierdo para hacer posible cierto flujo en esta región
importantes el diagnóstico y el tratamiento rápidos. Además, durante todo el ciclo cardiaco. Como la diástole es más corta
por supuesto que es esencial establecer si dicha apoplejía es cuando la frecuencia cardiaca es alta, el flujo coronario ventricu-
trombótica o hemorrágica, ya que la lisis del coágulo está con- lar izquierdo se reduce en la taquicardia. Por otro lado, la dife-
traindicada en esta última. rencia de presión entre la aorta y el ventrículo derecho, y la
diferencia entre la aorta y las aurículas son un poco mayores en
parte de la sangre venosa regresa al corazón a través del seno el curso de la sístole que durante la diástole. Por tanto, el flu-
coronario y las venas cardiacas anteriores (fig. 34-12), las cua- jo coronario en esas partes del corazón no disminuye de modo
les drenan en la aurícula derecha. Además, hay otros vasos que apreciable durante la sístole. El flujo en las arterias coronarias
se vacían de manera directa en las cavidades cardiacas. Éstos derecha e izquierda se muestra en la figura 34-13. Como en la
incluyen los arteriosinusoidales, los sinusoidales parecidos a porción subendocárdica del ventrículo no hay flujo sanguíneo
capilares que conectan las arteriolas con las cavidades; las ve- durante la sístole, esta región es proclive al daño isquémico y es
nas de Tebesio que conectan los capilares con las cavidades, y el sitio más frecuente de infarto de miocardio. El flujo sanguíneo
unos cuantos vasos arterioluminales, pequeñas arterias que se al ventrículo izquierdo disminuye en pacientes con estenosis val-
vacían de manera directa en las cavidades. Hay unas cuantas vular aórtica porque la presión en el ventrículo izquierdo debe
anastomosis entre las arteriolas coronarias y las arteriolas ex-
tracardiacas, sobre todo alrededor de las aberturas de las gran- Arterias Arterias
des venas. Las anastomosis entre las arteriolas coronarias en
los seres humanos sólo permiten el paso de partículas menores extracoronarias coronarias
de 40 μm de diámetro, pero la evidencia indica que estos con-
ductos crecen y aumentan en número en pacientes con enfer- Arteriolas Arteriolas
medad coronaria.
Vasos Capilares Vasos
GRADIENTES DE PRESIÓN Y FLUJO arteriosinusoidales Venas arterioluminales
EN LOS VASOS CORONARIOS
Venas
El corazón es un músculo que, como el esquelético, comprime Seno coronario de Tebesio
sus vasos sanguíneos cuando se contrae. La presión dentro del o venas cardiacas
ventrículo izquierdo es un poco más alta que en la aorta durante
anteriores

Cavidades cardiacas

FIGURA 34-12 Diagrama de la circulación coronaria.

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 579

CUADRO 344 Presión en la aorta y los ventrículos El flujo sanguíneo coronario se ha medido mediante la in-
derecho (VD) e izquierdo (VI) en la sístole y la diástole serción de un catéter en el seno coronario, con aplicación del
método de Kety al corazón, con la suposición de que el conte-
Presión (mmHg) en Diferencia de nido de óxido nitroso de la sangre venosa coronaria es típico
presión (mmHg) para todo el efluente miocárdico. El flujo coronario en reposo
Aorta VI VD entre aorta y en los seres humanos es cercano a 250 ml/min (5% del gasto
cardiaco). Se han usado varias técnicas que utilizan radionú-
Sístole 120 121 25 VI VD clidos, marcadores radiactivos que se revelan con detectores
Diástole de radiación sobre el pecho, para detectar áreas de isquemia
80 0 0 –1 95 e infarto, así como para valorar la función ventricular. Los ra-
dionúclidos como talio-201 (201Tl) ingresan a las células mio-
80 80 cárdicas mediante la Na+, K+-ATPasa y se equilibran con la
reserva intracelular de potasio. Durante los primeros 10 a 15
Presión aórticaser mucho más alta comparada con la de la aorta para expulsar min después de la inyección intravenosa, el talio-201 se dis-
(mmHg)la sangre. Por ende, los vasos coronarios sufren una compresión tribuye de manera directamente proporcional al flujo sanguí-
intensa durante la sístole. Los pacientes con esta enfermedad neo miocárdico, y las áreas de isquemia pueden detectarse por
Flujo sanguíneo coronariotienen tendencia particular a presentar síntomas de isquemiasu captación baja. A menudo, la captación de este isótopo se
fásico (ml/min)miocárdica, en parte por esta compresión y en parte porque determina poco después del ejercicio y de nuevo varias horas
el miocardio requiere más oxígeno para expulsar la sangre a más tarde para revelar las áreas en las cuales el esfuerzo afecta
través de la válvula aórtica estrecha. El flujo coronario tam- el flujo. Por el contrario, el tejido infartado capta los radiofár-
bién disminuye cuando la presión diastólica aórtica es baja. El macos, como el pirofosfato estañoso de tecnecio-99m (99mTc-
incremento de la presión venosa en trastornos, como la insu- PYP) de manera selectiva por algún mecanismo desconocido,
ficiencia cardiaca congestiva, reduce el flujo coronario debido lo cual hace que los infartos resalten como “manchas calien-
al decremento de la presión de perfusión coronaria efectiva tes” en los centelleogramas torácicos. La angiografía coronaria
(recuadro clínico 34-4). puede combinarse con la medición de la eliminación de xenón
133 (133Xe) (véase antes) para permitir el análisis detallado del
120 flujo sanguíneo coronario. El medio de contraste radiopaco se
inyecta primero en las arterias coronarias y se usan rayos X
100 para delinear su distribución. Luego, la cámara angiográfica se
cambia por la cámara de centelleo y se mide la eliminación de
80 xenón 133.

100 VARIACIONES EN EL FLUJO CORONARIO
80
60 En reposo, el corazón extrae 70 a 80% del oxígeno de cada uni-
dad de sangre suministrada (cuadro 34-1). El consumo de oxí-
40 geno sólo puede incrementarse de manera significativa si se au-
Coronaria izquierda menta el flujo sanguíneo. Por tanto, no es sorprendente que el
flujo sanguíneo se incremente cuando se eleva el metabolismo
20 miocárdico. El calibre de los vasos coronarios y, por consiguien-
0 te, el índice del flujo coronario, depende no sólo de los cambios
de presión en la aorta, también lo hace de los factores químicos
y nerviosos. Asimismo, la circulación coronaria posee autorre-
gulación considerable.

15 FACTORES QUÍMICOS

10 La estrecha relación entre el flujo sanguíneo coronario y el
consumo miocárdico de oxígeno indica que uno o más de los
5 Coronaria derecha productos del metabolismo genera dilatación coronaria. Se
sospecha que los factores con esta función incluyen falta de
0 oxígeno y elevación de las concentraciones locales de dióxido
de carbono, hidrogeniones, iones potasio, lactato, prostaglan-
0.2 0.4 0.6 0.8 dinas, nucleótidos de adenina y adenosina. Tal vez varios o
Tiempo (s) todos estos metabolitos vasodilatadores actúan de manera in-
tegrada, redundante o de ambas maneras. La asfixia, la hipoxia
FIGURA 34-13 Flujo sanguíneo en las arterias coronarias iz- y las inyecciones intracoronarias de cianuro aumentan el flujo
sanguíneo coronario 200 a 300% en corazones desnervados o
quierda y derecha durante varias fases del ciclo cardiaco. La sístole intactos, y la característica común a estos tres estímulos es la
ocurre entre las dos líneas verticales punteadas. (Con autorización de Berne

RM, Levy MN: Physiology, 2nd ed. Mosby, 1988.)

580 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular FACTORES NERVIOSOS

RECUADRO CLÍNICO 34-4 Las arteriolas coronarias contienen receptores adrenérgicos α,
los cuales median la vasoconstricción, y receptores adrenérgi-
Enfermedad coronaria cos β, que median la vasodilatación. La actividad de los nervios
noradrenérgicos del corazón y las inyecciones de noradrenali-
Cuando se reduce el flujo en una arteria coronaria hasta el na causan vasodilatación coronaria. Sin embargo, la adrena-
punto que el miocardio que riega experimenta hipoxia, se lina eleva la frecuencia cardiaca y la fuerza de la contracción
produce angina de pecho (cap. 31). Si la isquemia miocárdi- miocárdica; la vasodilatación se debe a la producción de meta-
ca es grave y prolongada, se presentan cambios irreversibles bolitos vasodilatadores en el miocardio debido al incremento
en el músculo y el resultado es el infarto de miocardio. Mu- de su actividad. Cuando se bloquean los efectos inotrópicos y
chas personas tienen angina sólo durante el esfuerzo, y el flujo cronotrópicos de la descarga noradrenérgica con un bloquea-
sanguíneo es normal en reposo. Otras manifiestan restricción dor adrenérgico β, la estimulación de los nervios noradrenér-
más grave del flujo sanguíneo y también presentan dolor de gicos o la inyección de noradrenalina en animales no sujetos
angina en reposo. Las arterias coronarias con obstrucciones anestesiados induce vasoconstricción coronaria. Por tanto, el
parciales pueden constreñirse más por vasoespasmo, lo cual efecto directo de la estimulación noradrenérgica es la constric-
causa infarto miocárdico. Sin embargo, hoy está claro que el ción, más que la dilatación de los vasos coronarios. Por otro
origen más frecuente del infarto de miocardio es la rotura de lado, la estimulación de las fibras vagales al corazón dilata las
una placa ateroesclerótica o una hemorragia dentro de ésta, coronarias.
lo cual desencadena la formación de un coágulo que obstruye
la coronaria en el sitio de la placa. Los cambios electrocardio- Cuando cae la presión sanguínea sistémica, el efecto general
gráficos en el infarto miocárdico se describen en el capítulo 30. del aumento reflejo en la descarga noradrenérgica es el aumento
Cuando las células miocárdicas mueren, dejan escapar enzimas en el flujo sanguíneo coronario consecutivo a los cambios me-
a la circulación; la medición de los incrementos en las enzimas y tabólicos en el miocardio en un momento en que los vasos cu-
las isoenzimas séricas generadas por las células miocárdicas táneos, renales y esplácnicos están constreñidos. De este modo,
infartadas también tiene un sitio importante en el diagnóstico la circulación cardiaca, como la cerebral, se conserva a pesar de la
del infarto de miocardio. Las enzimas cuantificadas con mayor alteración del flujo en otros órganos.
frecuencia hoy en día son el isómero MB de la creatina cinasa
(CK-MB), la troponina T y la troponina I. El infarto de miocardio CIRCULACIÓN CUTÁNEA
es una causa muy frecuente de muerte en países desarrollados
por la frecuencia de la ateroesclerosis. Además, existe relación La cantidad de calor que se pierde del cuerpo es regulada en gran
entre la ateroesclerosis y los valores circulantes de lipopro- medida por la variación en el volumen sanguíneo que fluye por
teína (a) (Lp[a]). Esta última posee una cubierta externa de la piel. Los dedos de pies y manos, las palmas de las manos y los
apo(a). Interfiere con la fibrinólisis mediante la regulación en lóbulos de las orejas presentan conexiones anastomósicas bien
descenso de la producción de plasmina (cap. 32). También se inervadas entre arteriolas y vénulas (anastomosis arterioveno-
conoce una vinculación positiva importante entre la ateroes- sas, cap. 32). El flujo sanguíneo como respuesta a los estímulos
clerosis y las concentraciones circulantes de homocisteína. termorreguladores puede variar desde uno hasta 150 ml/100 g
Esta sustancia daña las células endoteliales. Se convierte en de piel por minuto, y se ha propuesto que estas variaciones son
metionina no tóxica en presencia de folato y vitamina B12; hay posibles porque la sangre es capaz de desviarse a través de las
estudios clínicos en proceso para conocer si los complementos anastomosis. Los plexos venoso y capilar subdérmicos constitu-
de folato y vitamina B12 reducen la incidencia de enfermedad yen un reservorio sanguíneo de alguna importancia, y la piel es
coronaria. Hoy parece que la ateroesclerosis tiene también un uno de los pocos sitios donde pueden verse las reacciones de los
componente inflamatorio importante. Las lesiones de la enfer- vasos sanguíneos.
medad contienen células inflamatorias, y existe una relación
positiva de las concentraciones altas de proteína C reactiva REACCIÓN BLANCA
y otros marcadores inflamatorios en la circulación con el
infarto de miocardio subsiguiente. El tratamiento del infarto Cuando un objeto puntiagudo se desplaza con suavidad sobre
miocárdico ayuda a restaurar el flujo a las áreas afectadas lo la piel, las líneas de contacto se vuelven pálidas (reacción blan-
más rápidamente posible, al tiempo que se minimiza la lesión ca). Parece que el estímulo mecánico inicia la contracción de
por perfusión. Sobra decir que las medidas terapéuticas deben los esfínteres precapilares, y la sangre drena de los capilares y
iniciarse lo más pronto posible para evitar los cambios irrever- pequeñas venas. La respuesta aparece en unos 15 s.
sibles en la función cardiaca.

hipoxia de las fibras miocárdicas. Se produce un incremento RESPUESTA TRIPLE
similar en el flujo del área con riego de una arteria coronaria si
ésta se ocluye y luego se libera. Tal hiperemia reactiva es Cuando la piel se frota con más firmeza con un instrumento pun-
similar a la observada en la piel (véase más adelante). La evi- tiagudo, en lugar de la reacción blanca se observa enrojecimiento
dencia sugiere que en el corazón aquélla se debe a la liberación de en el sitio, el cual aparece en unos 10 s (reacción roja). Luego
adenosina. de unos cuantos minutos, le sigue inflamación local y enrojeci-
miento moteado difuso alrededor de la lesión. El enrojecimiento

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 581

inicial se debe a la dilatación capilar, una respuesta directa de la sangre que fluye hacia los vasos dilatados hace que la piel ad-
los capilares a la presión. La inflamación (roncha) es ede- quiera un color rojo intenso. El oxígeno de la atmósfera puede
ma local causado por el aumento en la permeabilidad de los difundir una pequeña distancia a través de la piel, y la hiperemia
capilares y las vénulas poscapilares, con la subsiguiente extra- reactiva se previene si la circulación de la extremidad se ocluye
vasación de líquido. El enrojecimiento que se extiende fuera en una atmósfera de oxígeno al 100%. Por ende, quizá la dilata-
de la lesión (eritema) se debe a la dilatación arteriolar. Esta ción arteriolar se debe al efecto local de la hipoxia.
respuesta en tres partes (la reacción roja, roncha y eritema)
se llama respuesta triple y es parte de la reacción normal a la RESPUESTAS GENERALIZADAS
lesión (cap. 3). Persiste después de la simpatectomía total. Por
otro lado, el eritema está ausente en la piel con anestesia local La estimulación nerviosa noradrenérgica así como la adrenalina
y en la piel desnervada después de la degeneración de nervios y la noradrenalina circulantes constriñen los vasos sanguíneos
sensitivos, pero surge justo después del bloqueo o la sección cutáneos. No se conocen fibras nerviosas vasodilatadoras que se
nerviosos por arriba del sitio de la lesión. Esto, junto con otra extiendan a los vasos cutáneos; por ello, la vasodilatación apa-
evidencia, indica que tal fenómeno se debe a un reflejo axó- rece por un descenso en el tono constrictor y por la producción
nico, una respuesta en la cual los impulsos iniciados en los local de metabolitos vasodilatadores. El color y la temperatura
nervios sensitivos por la lesión son relevados en sentido anti- de la piel también dependen del estado de los capilares y las
drómico por otras ramas de las fibras nerviosas sensitivas (fig. vénulas. En la piel fría, azul o gris, las arteriolas se hallan con-
34-14). Ésta es la única situación en el cuerpo en la cual hay traídas y los capilares dilatados; en la piel roja y tibia, ambos se
datos sustanciales de un efecto fisiológico por conducción an- encuentran dilatados.
tidrómica. El transmisor liberado en la terminación central de
las neuronas de las fibras sensitivas C es la sustancia P (cap. 7), y Como los estímulos dolorosos causan descarga noradrenér-
esta última junto con el péptido relacionado con el gen de cal- gica difusa, una lesión dolorosa da lugar a vasoconstricción cu-
citonina se encuentran en todas las regiones de las neuronas. tánea generalizada, además de la respuesta local triple. Cuando
Ambos transmisores dilatan las arterias y, además, la sustancia la temperatura corporal se eleva durante el ejercicio, los vasos
P causa extravasación de líquido. Ya se crearon antagonistas sanguíneos cutáneos se dilatan a pesar de la descarga noradre-
no peptídicos eficaces de la sustancia P, los cuales disminuyen nérgica continua en otras partes del organismo. La dilatación de
la extravasación. Por tanto, en apariencia estos péptidos origi- los vasos cutáneos como respuesta al incremento de la tempe-
nan la roncha. ratura hipotalámica rebasa otra actividad refleja. El frío causa
vasoconstricción cutánea; no obstante, en el frío intenso es po-
HIPEREMIA REACTIVA sible la prevalencia de la vasodilatación superficial. Esta vasodi-
latación es la causa de la apariencia rubicunda observada en un
Una respuesta de los vasos sanguíneos presente en muchos órga- día frío.
nos, pero visible en la piel, es la hiperemia reactiva, un aumento
en la cantidad de sangre en una región cuando se restablece su El choque es más profundo en pacientes con temperaturas
circulación después de un periodo de oclusión. Si se ocluye el altas por la vasodilatación cutánea; los pacientes en choque no
riego sanguíneo a una extremidad, las arteriolas cutáneas dista- deben entibiarse hasta el punto que su temperatura corporal se
les a la oclusión se dilatan. Cuando la circulación se restablece, eleve. A veces, esto es un problema porque algunos legos bien
intencionados leyeron en libros de primeros auxilios que “los
pacientes lesionados deben mantenerse tibios” y apilan coberto-
res sobre las víctimas de accidentes que están en choque.

Médula espinal Neurona sensitiva CIRCULACIÓN PLACENTARIA
Y FETAL
Terminaciones
en la piel CIRCULACIÓN UTERINA

Conducción ortodrómica Terminaciones cerca El flujo sanguíneo del útero es paralelo a la actividad metabólica
Conducción antidrómica de la arteriola del miometrio y el endometrio, y experimenta fluctuaciones cí-
Dirección de los impulsos clicas vinculadas con el ciclo menstrual en no embarazadas. La
función de las arterias espirales y basilares del endometrio en
FIGURA 34-14 Reflejo axónico. la menstruación se describe en el capítulo 25. Durante el emba-
razo, el flujo sanguíneo se incrementa con rapidez conforme el
útero aumenta de tamaño (fig. 34-15). No hay duda que los me-
tabolitos vasodilatadores se generan en el útero, como en otros
tejidos activos. En el embarazo temprano, la diferencia arterio-
venosa de oxígeno en el útero es pequeña y se ha sugerido que
los estrógenos actúan sobre los vasos sanguíneos para elevar el
flujo sanguíneo uterino más allá de las necesidades hísticas de
oxígeno. Sin embargo, aunque el flujo sanguíneo del útero se
incrementa 20 veces durante el embarazo, el tamaño del produc-
to de la concepción aumenta mucho más, cambia de una sola

582 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

Unidades relativas Parto Amnios
Flujo sanguíneo uterino Tabique
Arterias umbilicales

Vena
umbilical

Peso fetal

Saturación de O2 Sangre venosa sistémica Cordón umbilical

Sangre Corion
venosa Vellosidad
uterina
Espacio
Parto intervelloso
Arteriola espiral
Tiempo después de la concepción Placa basal
Placa coriónica
FIGURA 34-15 Cambios en el flujo sanguíneo uterino y la can- Endometrio

tidad de oxígeno en sangre venosa del útero durante el embarazo. Miometrio

(Tomada de Barcroft H. Modificada y redibujada con autorización de Keele CA, Neil E:
Samson Wright’s Applied Physiology, 12th ed. Oxford University Press, 1971.)

célula a un feto más una placenta que pesan 4 a 5 kg al término FIGURA 34-16 Diagrama de un corte a través de la placenta
en seres humanos. Por consiguiente, se extrae más oxígeno de la
sangre uterina durante la última parte del embarazo, y la satu- humana que muestra la forma en que las vellosidades fetales se
ración de oxígeno en la sangre uterina cae. Tal vez la hormona proyectan en los senos maternos. (Con autorización de Benson RC: Handbook
liberadora de corticotropina tiene una participación importante
para regular en ascenso el flujo sanguíneo uterino, así como en of Obstetrics and Gynecology, 8th ed. Originalmente publicada por Appleton & Lange.
el momento final del parto. Copyright © 1983 McGraw-Hill.)

PLACENTA circulación arterial del adulto. El conducto venoso (fig. 34-18)
deriva parte de esta sangre directamente a la vena cava inferior;
La placenta es el “pulmón fetal” (figs. 34-16 y 34-17). Su porción el resto se mezcla con la sangre portal del feto. La sangre ve-
materna es, en efecto, un gran seno sanguíneo. En este “lago”, se nosa portal y sistémica de éste sólo presenta una saturación de
proyectan las vellosidades de la porción fetal que contienen las 26%, y la saturación de la sangre mixta en la vena cava inferior
pequeñas ramas de las arterias y la vena umbilicales fetales (fig. se aproxima a 67%. La mayor parte de la sangre que ingresa al
34-16). La sangre fetal capta oxígeno y el dióxido de carbono se corazón por la vena cava inferior se desvía de manera directa a
elimina hacia la circulación materna a través de las paredes de la aurícula izquierda a través de la ventana oval permeable. Casi
las vellosidades, de manera análoga al intercambio de oxígeno toda la sangre de la vena cava superior entra en el ventrículo de-
y dióxido de carbono en los pulmones (cap. 36). Sin embargo, recho y se expulsa hacia la arteria pulmonar. La resistencia de los
las capas celulares que cubren las vellosidades son más gruesas pulmones colapsados es alta y la presión de la arteria pulmonar
y menos permeables comparadas con las membranas alveola- es varios milímetros de mercurio más alta comparada con la de
res en los pulmones; por ello, el intercambio es mucho menos la aorta; por esto, la mayor parte de la sangre de la arteria pulmo-
eficaz. La placenta también es la vía por la cual entran todos los nar pasa por el conducto arterioso hacia la aorta. De esta ma-
materiales nutritivos en el feto; por ella, los desechos fetales se nera, la sangre relativamente insaturada del ventrículo derecho
descargan en la sangre materna. se dirige al tronco y la parte inferior del cuerpo fetal, mientras la
cabeza recibe la sangre mejor oxigenada del ventrículo izquier-
do. Desde la aorta, una porción de la sangre se bombea a las
arterias umbilicales y de regreso a la placenta. La saturación de
oxígeno de la sangre en la parte inferior de la aorta y las arterias
umbilicales del feto es cercana a 60%.

CIRCULACIÓN FETAL RESPIRACIÓN FETAL

En la figura 34-17, se presenta un diagrama de la organización Los tejidos de los mamíferos fetales y neonatos muestran una
de la circulación en el feto. Cincuenta y cinco por ciento del resistencia notable, pero poco comprendida, a la hipoxia. Sin
gasto cardiaco fetal pasa por la placenta. Se cree que la sangre embargo, la saturación de oxígeno en la sangre materna placen-
de la vena umbilical en los seres humanos tiene una saturación de taria es tan baja que el feto podría sufrir daño hipóxico si los
oxígeno de 80%, comparada con 98% de la saturación en la

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 583

Placenta

Cuerpo Cuerpo Cuerpo

FO Hemicardio Hemicardio
izquierdo izquierdo
Hemicardio
izquierdo Pulmones

DA DA Hemicardio
Pulmones Pulmones derecho
ADULTO
Hemicardio Hemicardio FIGURA 34-17 Diagrama de la circulación del feto,
derecho derecho
el recién nacido y el adulto. DA, conducto arterioso; FO,
FETO RECIÉN NACIDO ventana oval. (Redibujada con autorización de Born GVR et al: Chan-

ges in the heart and lungs at birth. Cold Spring Harbor Symp Quant Biol

1954;19:102.)

Vena cava Aurícula izquierda Conducto eritrocitos fetales no tuvieran una mayor afinidad por el oxígeno
superior arterioso que los eritrocitos del adulto (fig. 34-19). Los eritrocitos feta-
les contienen hemoglobina fetal (hemoglobina F), en tanto las
Ventana Vena Arteria células del adulto poseen hemoglobina de adulto (hemoglobina
oval cava pulmonar A). La causa de la diferencia en la afinidad por el oxígeno entre
inferior Ventrículo ambas radica en que la hemoglobina F se une con 2,3-difosfogli-
Aurícula derecha izquierdo cerato con menor eficacia comparada con la hemoglobina A. El
Ventrículo descenso en la afinidad por el oxígeno causado por la unión con
derecho Aorta 2,3-difosfoglicerato se describe en el capítulo 32.

Conducto venoso Hay cierta hemoglobina A en la sangre fetal (cap. 32). Des-
pués del nacimiento, en estados normales, cesa la producción
de hemoglobina F, y para los cuatro meses de edad, 90% de la
hemoglobina circulante es de tipo A.

Vena Arterias Contenido de O2 (ml/100 ml) Feto
porta umbilicales 22
20
Vena 18
umbilical
Madre
Desde 16
la placenta 14
12
A la placenta
10
FIGURA 34-18 Circulación en el feto. La mayor parte de la sangre 8
6
oxigenada que llega al corazón a través de la vena umbilical y la vena 4
cava inferior se desvía por la ventana oval y se bombea por la aorta a la 2
cabeza, mientras la sangre desoxigenada que regresa por la vena cava 0
superior se bombea por la arteria pulmonar y el conducto arterioso a los 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
pies y las arterias umbilicales.
PO2 (mmHg)

FIGURA 34-19 Curvas de disociación de la hemoglobina en la

sangre materna y fetal humana.

584 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

CAMBIOS EN LA CIRCULACIÓN ■ El control del flujo sanguíneo cutáneo es una faceta clave en la regu-
FETAL Y LA RESPIRACIÓN lación de la temperatura, y es sostenido por derivaciones en varios
AL NACER niveles mediante anastomosis arteriovenosas. La hipoxia, los refle-
jos axónicos y las señales simpáticas constituyen factores determi-
A causa de la persistencia del conducto arterioso y la ventana nantes para el flujo por la vasculatura cutánea.
oval permeable (fig. 34-18), los lados izquierdo y derecho del
corazón bombean en paralelo en el feto y no en serie como ■ La circulación fetal, aporta oxígeno y nutrimentos al feto en creci-
ocurre en el adulto. Al nacer, la circulación placentaria se cor- miento, a través de la placenta que se une al feto por el cordón um-
ta y la resistencia periférica se incrementa de manera súbita. bilical y a la circulación materna por vasos sanguíneos que emergen
La presión de la aorta se eleva hasta rebasar la de la arteria de la pared uterina para además eliminar productos de desecho. Las
pulmonar. Mientras tanto, como se eliminó la circulación pla- características anatómicas únicas de la circulación fetal, así como
centaria, el lactante presenta asfixia cada vez mayor. Por últi- las propiedades bioquímicas de la hemoglobina fetal sirven para
mo, el sujeto jadea varias veces y los pulmones se expanden. La asegurar el suministro adecuado de oxígeno, sobre todo a la cabeza.
presión intrapleural negativa tan marcada (–30 a –50 mmHg) Al nacer, la ventana oval y el conducto arterioso se cierran; por ello,
durante los jadeos contribuye a la expansión pulmonar, pero los pulmones neonatales sirven ya como sitio para el intercambio
quizá también participen otros factores. La acción de succión de oxígeno.
del primer respiro más la constricción de las venas umbilicales
exprimen hasta 100 ml de sangre de la placenta (“transfusión PREGUNTAS DE OPCIÓN
placentaria”). MÚLTIPLE

Una vez que los pulmones se expanden, la resistencia vascu- Para todas las preguntas elija una sola respuesta, a menos que se indique
lar pulmonar cae a menos de 20% del valor que tenía en el úte- lo contrario.
ro y el flujo sanguíneo pulmonar aumenta mucho. El retorno
sanguíneo de los pulmones eleva la presión de la aurícula iz- 1. ¿En cuál de los siguientes vasos se encuentra normalmente la Po2
quierda, lo cual cierra la ventana oval al empujar la valva que la más baja?
guarda contra el tabique interauricular. El conducto arterioso A) arteria materna
se constriñe unas cuantas horas después del nacimiento; esto B) vena uterina materna
genera un cierre funcional; el cierre anatómico permanente C) vena femoral materna
ocurre en las 24 a 48 h siguientes por el engrosamiento ex- D) arteria umbilical
tenso de la íntima. No se comprende del todo el mecanismo E) vena umbilical
que produce la constricción inicial, pero el aumento en la pre-
sión arterial de oxígeno tiene una función importante. Hay 2. La diferencia de presión entre el corazón y la aorta es menor en
concentraciones relativamente altas de vasodilatadores en el A) el ventrículo izquierdo durante la sístole
conducto in utero, sobre todo prostaglandina F2a, y la síntesis B) el ventrículo izquierdo durante la diástole
de estas prostaglandinas se bloquea a causa de la inhibición de C) el ventrículo derecho durante la sístole
la ciclooxigenasa al nacer. En muchos lactantes prematuros, D) el ventrículo derecho durante la diástole
el conducto no se cierra de forma espontánea, pero puede in- E) la aurícula izquierda durante la sístole
ducirse el cierre con infusión de fármacos inhibidores de la
ciclooxigenasa. También es posible que el óxido nítrico par- 3. Es probable que la inyección de activador hístico del plasminógeno
ticipe en la preservación de la permeabilidad ductal en estas (t-PA) sea más provechosa
circunstancias. A) después de al menos un año de recuperación no complicada
luego de la oclusión de una arteria coronaria
RESUMEN DEL CAPÍTULO B) después de al menos dos meses de reposo y recuperación ulte-
rior de la oclusión de una arteria coronaria
■ El líquido cefalorraquídeo se produce sobre todo en el plexo coroi- C) durante la segunda semana después de la oclusión de una arte-
deo del cerebro, en parte por mecanismos de transporte activo en ria coronaria
las células epiteliales coroideas. El líquido se reabsorbe a la corrien- D) en el curso del segundo día luego de la oclusión de una arteria
te sanguínea para conservar la presión adecuada en presencia de la coronaria
producción continua. E) durante la segunda hora posterior a la oclusión de una arteria
coronaria
■ La penetración de las sustancias circulantes al cerebro está estricta-
mente controlada. El agua, el dióxido de carbono y el oxígeno cru- 4. ¿Cuáles de los siguientes órganos tiene el mayor flujo sanguíneo por
zan de manera libre. Otras sustancias (como la glucosa) requieren 100 g de tejido?
mecanismos de transporte específicos, mientras la entrada de ma- A) cerebro
cromoléculas es insignificante. La eficacia de la barrera hematoen- B) miocardio
cefálica para impedir la entrada de xenobióticos está sostenida por C) piel
la salida activa mediada por la glucoproteína P. D) hígado
E) riñones
■ La circulación coronaria aporta oxígeno al miocardio contráctil. Los
productos metabólicos y las señales nerviosas inducen vasodilata- 5. ¿Cuál de los siguientes no dilata las arteriolas de la piel?
ción según se requiera para el requerimiento de oxígeno. La obs- A) aumento de temperatura corporal
trucción de las arterias coronarias puede producir lesión irreversible B) adrenalina
del tejido cardiaco. C) bradicinina
D) sustancia P
E) vasopresina

CAPÍTULO 34 Circulación por regiones especiales 585

6. Un lactante del género masculino llega al hospital por presentar cri- RECURSOS DEL CAPÍTULO
sis convulsivas. Durante la valoración, se descubre que la tempera-
tura corporal y la glucosa plasmática son normales, pero la glucosa Begley DJ, Bradbury MW, Kreater J (editors): The Blood–Brain Barrier
del líquido cefalorraquídeo es de 12 mg/100 ml (normal, 65 mg/100 and Drug Delivery to the CNS. Marcel Dekker, 2000.
ml). Una posible explicación de este trastorno es
Birmingham K (editor): The heart. Nature 2002;415:197.
A) activación constitutiva del transportador de glucosa 3 en las Duncker DJ, Bache RJ: Regulation of coronary blood flow during exer-
neuronas
cise. Physiol Rev 2008;88:1009.
B) deficiencia de transportador de glucosa dependiente de sodio Hamel E: Perivascular nerves and the regulation of cerebrovascular
1 en los astrocitos
tone. J Appl Physiol 2006;100:1059.
C) deficiencia del transportador de glucosa 5 en los capilares cere- Johanson CE, et al: Multiplicity of cerebrospinal fluid functions: New
brales
challenges in health and disease. Cerebrospinal Fluid Res 2008;
D) deficiencia del transportador de glucosa 1 55K en los capilares 5:10.
cerebrales Ward JPT: Oxygen sensing in context. Biochim Biophys Acta 2008;
1777:1.
E) deficiencia del transportador de glucosa 1 45K en la micro-
glia

586 SECCIÓN VI Fisiología cardiovascular

CAPÍTULO 35 Función pulmonar 587

SECCIÓN VII FISIOLOGÍA RESPIRATORIA

Función pulmonar CAPÍTULO

35

OBJETIVOS

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

■ Definir y calcular la presión parcial de cada uno de los gases importantes en la atmósfera al
nivel del mar.

■ Listar las vías por las cuales pasa el aire desde el exterior a los alvéolos y describir las células
que las recubren.

■ Mencionar los principales músculos implicados en la respiración y señalar la función de
cada uno.

■ Definir las medidas básicas del volumen pulmonar y mencionar los valores aproximados
para cada una en el adulto normal.

■ Definir la distensibilidad y presentar ejemplos de enfermedades en las cuales ésta se en-
cuentra alterada.

■ Describir la composición química y la función del factor surfactante.
■ Listar los factores que determinan la ventilación alveolar.
■ Definir la capacidad de difusión, y comparar la difusión de oxígeno con la de dióxido de

carbono en los pulmones.
■ Comparar las circulaciones pulmonar y sistémica, y listar las diferencias principales entre ellas.
■ Describir las funciones pulmonares básicas de defensa y metabólicas.

INTRODUCCIÓN se presentan en toda esta sección. En este capítulo, se exploran
los procesos encargados de la captación de oxígeno y la excre-
La respiración, como se usa generalmente el término, incluye ción de dióxido de carbono en los pulmones. En el capítulo 36,
dos procesos: respiración externa, la absorción de oxígeno (O2) se analiza el transporte de ambos gases hacia y desde los tejidos.
y eliminación de dióxido de carbono (CO2) del organismo como En el capítulo final de esta sección se examinan algunos factores
un todo, y la respiración interna, la cual se refiere a la utili- clave que regulan la respiración. En cada capítulo, se presentan
zación de oxígeno y producción de dióxido de carbono en las las implicaciones clínicas de la fisiología específica.
células, así como los intercambios gaseosos entre las células y su
medio líquido. Los aspectos de la fisiología respiratoria externa

587

588 SECCIÓN VII Fisiología respiratoria

PROPIEDADES DE LOS GASES CUADRO 351 Condiciones estándar según las cuales
se corrigen las mediciones de los volúmenes gaseosos
La presión de un gas es proporcional a su temperatura y al nú-
mero de molas por volumen: STPD 0°C, 760 mmHg, seco (temperatura y presión estándar,
BTPS seco)
P = nRT (de la ecuación del estado del gas ideal) ATPD
V ATPS Temperatura y presión corporales, saturado con vapor
de agua
donde
Temperatura y presión ambientales, seco
P = presión
Temperatura y presión ambientales, saturado con
n = número de molas vapor de agua

R = constante gaseosa con la temperatura y la presión, y ya que la cantidad de vapor
de agua en ellos varía, estos dispositivos tienen la habilidad de
T = temperatura absoluta corregir las mediciones respiratorias que involucran volumen
hasta un conjunto determinado de situaciones generales. Los
V = volumen cuatro estándares más usuales y sus abreviaturas se muestran
en el cuadro 35-1. Es indispensable señalar que las mediciones
PRESIONES PARCIALES correctas dependen mucho de la habilidad del médico para alen-
tar de modo apropiado al paciente para que utilice al máximo
A diferencia de los líquidos, los gases se expanden hasta llenar el dispositivo. Las técnicas modernas de análisis de gases hacen
el volumen disponible, y el volumen ocupado por un número posible mediciones rápidas y confiables de la composición de
determinado de moléculas de gas a una temperatura y presión mezclas gaseosas y del contenido gaseoso de los líquidos corpo-
definidas es (de manera idónea) el mismo sin importar la com- rales. Por ejemplo, pueden insertarse electrodos para oxígeno y
posición del gas. Por tanto, la presión que ejerce un gas en una dióxido de carbono (pequeñas sondas sensibles a O2 y CO2) en
mezcla de gases (su presión parcial) es igual a la presión total la vía respiratoria, vasos sanguíneos o tejidos con el propósito
por la fracción de la cantidad total de gas que representa. de obtener registros continuos de Po2 y Pco2. La valoración a
largo plazo de la oxigenación se lleva a cabo de manera incruen-
La composición del aire seco es 20.98% de oxígeno, 0.04% de ta con el oxímetro de pulso, el cual casi siempre se conecta a la
dióxido de carbono, 78.06% de nitrógeno (N2) y 0.92% de otros oreja.
constituyentes inertes, como el argón y el helio. La presión baro-
métrica (PB) al nivel del mar es de 760 mmHg (una atmósfera). ANATOMÍA DE LOS PULMONES
Por consiguiente, la presión parcial (indicada por el símbolo P) del
oxígeno en el aire seco es de 0.21 × 760, o 160 mmHg al nivel SISTEMA RESPIRATORIO
del mar. La presión de nitrógeno (Pn2) y de los otros gases iner-
tes es de 0.79 × 760, o 600 mmHg, y la Pco2 es de 0.0004 × 760, o Éste se encuentra formado por un órgano que intercambia ga-
0.3 mmHg. El vapor de agua en el aire de la mayoría de los climas ses (los pulmones) y una “bomba” que ventila los pulmones. La
disminuye un poco estos porcentajes y, por ende, las presiones bomba se compone de pared torácica; músculos respiratorios,
parciales. El aire equilibrado con agua se halla saturado con va- los cuales aumentan o disminuyen el tamaño de la cavidad to-
por de agua, y el aire inspirado está saturado para cuando llega a rácica; áreas del cerebro que controlan los músculos y haces y
los pulmones. La presión de agua (Ph2o) a temperatura corporal nervios que conectan el cerebro con los músculos. En reposo, el
(37°C) es de 47 mmHg. Por tanto, las presiones parciales al nivel ser humano normal respira 12 a 15 veces por minuto. Se inspi-
del mar de los otros gases en el aire que llega a los pulmones son ran y espiran cerca de 500 ml de aire en cada respiración, o 6 a 8
Po2, 149 mmHg; Pco2, 0.3 mmHg y Pn2 (incluidos los otros gases L/min. Este aire se mezcla con el gas presente en los alvéolos y,
inertes), 564 mmHg. por difusión simple, el oxígeno entra en la sangre de los capilares
pulmonares mientras el dióxido de carbono ingresa a los alvéo-
El gas se difunde desde las áreas de presión alta a las de baja los. De esta manera, 250 ml de oxígeno entran en el organismo
presión, y la velocidad de difusión depende del gradiente de con- cada minuto y se excretan 200 ml de dióxido de carbono.
centración y la naturaleza de la barrera entre las dos regiones.
Cuando una mezcla de gases está en contacto con un líquido y se En el aire espirado también se encuentran trazas de otros ga-
le permite equilibrarse con éste, cada gas de la mezcla se disuelve ses, como el metano proveniente del intestino. El alcohol y la
en el líquido en la medida determinada por su presión parcial y acetona se espiran cuando se hallan en cantidades apreciables en
su solubilidad en el líquido. La presión parcial de un gas en el cuerpo. De hecho, se han identificado más de 250 sustancias
un líquido es la presión que, en la fase gaseosa en equilibrio con volátiles distintas en el aliento humano.
el líquido, produciría la concentración de moléculas de gas que
se encuentra en el líquido. VÍAS RESPIRATORIAS

MÉTODOS PARA CUANTIFICAR Después de pasar por las cavidades nasales y la faringe, donde se
LOS FENÓMENOS RESPIRATORIOS calienta y capta vapor de agua, el aire inspirado pasa por la trá-

Los espirómetros modernos permiten medir de manera directa
el ingreso y la salida de gas. Como los volúmenes de gas varían

CAPÍTULO 35 Función pulmonar 589

Tráquea Bronquiolo
terminal
Arteria pulmonar
izquierda Rama de
la vena pulmonar
Venas
pulmonares Rama de la
arteria pulmonar
Bronquiolo

Bronquio
principal
izquierdo
Corazón

A Músculo liso

Bronquiolo
respiratorio

Alvéolos

Capilar

B

FIGURA 351 Estructura del sistema respiratorio. A) Se presenta un diagrama de dicho sistema con un pulmón transparente para resaltar el flujo

del aire que entra en el sistema y sale de él. B) El aumento del área señalada en (A) muestra la transición de las vías respiratorias de conducción a las respi-
ratorias, con énfasis en la anatomía de los alvéolos. Los colores rojo y azul representan la sangre oxigenada y desoxigenada, respectivamente. (Continúa.)

quea y los bronquiolos, los bronquiolos respiratorios y los con- mentan mucho el total de superficie transversal de las vías respi-
ductos alveolares hasta los alvéolos, donde ocurre el intercambio ratorias, de 2.5 cm2 en la tráquea a 11 800 cm2 en los alvéolos (fig.
gaseoso (fig. 35-1). Entre la tráquea y los sacos alveolares, las vías 35-2). Por consiguiente, la velocidad del flujo del aire en las vías
respiratorias se dividen 23 veces. Las primeras 16 generaciones respiratorias pequeñas disminuye a valores muy bajos.
de vías forman la zona de conducción de las vías respiratorias y
transportan gas al interior y al exterior. Ellas están conformadas Los alvéolos están rodeados por capilares pulmonares (fig.
por bronquios, bronquiolos y bronquiolos terminales. Las siete 35-1). En la mayoría de las áreas, el aire y la sangre están separa-
generaciones restantes constituyen las zonas de transición y res- dos sólo por el epitelio alveolar y el endotelio capilar; por ello se
piratoria, en las cuales se lleva a cabo el intercambio gaseoso; tales hallan a una distancia de 0.5 μm (fig. 35-3). Los seres humanos
generaciones están conformadas por bronquiolos respiratorios, tienen 300 millones de alvéolos, y la superficie total de las pare-
conductos alveolares y alvéolos. Estas múltiples divisiones au- des alveolares en contacto con los capilares de ambos pulmones
es cercana a 70 m2.

590 SECCIÓN VII Fisiología respiratoria

Nombre de las ramas Número 500
Tráquea de tubos 400
Bronquios en la rama

1

2

Zona de conducción 4 Superficie transversal total (cm2) 300
8
Bronquiolos 16 200 Zona
Bronquiolos terminales 32 Zona de conducción respiratoria

6 × 104

Zona respiratoria Bronquiolos respiratorios 100
Conductos alveolares
5 × 105

Bronquiolos
terminales

Sacos alveolares 8 × 106 0 5 10 15 20 23

C Generación de vía respiratoria

FIGURA 351 (Continuación) C) Se presentan los patrones de rami- FIGURA 352 Superficie transversal total de las vías

ficación de la vía respiratoria durante la transición de las vías de conduc- respiratorias en función de la generación de estas mismas.
ción a las respiratorias (no se plasman todas las divisiones, los dibujos Nótese el aumento extremadamente rápido en la superficie transversal
no están a escala). total en la zona respiratoria. Como resultado, la velocidad anterógrada
del gas durante la inspiración cae a un nivel muy bajo en esta zona.

(Con autorización de West JB: Respiratory Physiology: The Essentials, 4th ed. Williams &
Wilkins, 1991.)

Los alvéolos están recubiertos por dos tipos de células epite- tán ausentes desde el epitelio de los bronquiolos y los bronquio-
liales. Las células tipo I son células planas con grandes extensio- los terminales; además, sus paredes no presentan cartílago. Sin
nes citoplásmicas y son las principales células de recubrimien- embargo, sus paredes contienen más músculo liso, del cual la
to de los alvéolos, las cuales se encuentran sobre casi 95% de mayor cantidad en relación con el grosor de las paredes se en-
la superficie epitelial alveolar. Las células tipo II (neumocitos cuentra en los bronquiolos terminales.
granulares) son más gruesas y poseen muchos cuerpos de in-
clusión laminares. Las paredes de bronquios y bronquiolos se hallan inervadas
por el sistema nervioso autónomo. Los receptores muscarínicos
Una función principal de estas células es secretar factor sur- son abundantes y la descarga colinérgica genera broncoconstric-
factante, pero también son importantes para la reparación al- ción. El epitelio bronquial y el músculo liso poseen receptores
veolar y en otros aspectos de la fisiología celular. Aunque estas adrenérgicos β2. Muchos de éstos no se encuentran inervados.
células constituyen cerca de 5% de la superficie, constituyen casi Algunos se ubican en terminaciones colinérgicas, donde inhiben
60% de las células epiteliales de los alvéolos. Éstos también po- la liberación de acetilcolina. Los receptores β2 median la bron-
seen otras células especializadas, incluidos macrófagos alveola- codilatación; aumentan la secreción bronquial, mientras los
res pulmonares (PAM), linfocitos, células plasmáticas, células receptores adrenérgicos α1 impiden la secreción. Además, hay
neuroendocrinas y mastocitos. Estos últimos portan heparina, inervación no colinérgica, no adrenérgica de los bronquiolos,
varios lípidos, histamina y algunas proteasas que participan en la cual genera broncodilatación; se cuenta con evidencia indica-
las reacciones alérgicas (cap. 3). dora de que el polipéptido intestinal vasoactivo (VIP) es el
mediador de la dilatación.
BRONQUIOS Y SU INERVACIÓN
ANATOMÍA DEL FLUJO SANGUÍNEO
La tráquea y los bronquios tienen cartílago en las paredes, pero EN LOS PULMONES
relativamente poco músculo liso; están recubiertos por un epi-
telio ciliado que contiene glándulas mucosas y serosas. Existen Tanto la circulación pulmonar como la circulación bronquial
cilios hasta los bronquiolos respiratorios, pero las glándulas es- contribuyen al flujo sanguíneo de los pulmones. En la circu-

CAPÍTULO 35 Función pulmonar 591

Capilares

Bronquiolo Conducto alveolar Alvéolo
respiratorio
Poro
Alvéolo alveolar

Alvéolo

ma

A Aire alveolar Célula tipo II Membrana
basal
Endotelio cf a
capilar en

Eritrocito Intersticio a epI cap

Plasma en cf
el capilar

Eritrocito

Célula tipo I Aire alveolar C
B

FIGURA 353 Porción de un tabique interalveolar en el pulmón del adulto humano. A) Un corte transversal de la zona respiratoria

muestra la relación entre capilares y el epitelio de la vía respiratoria. Sólo cuatro de los 28 alvéolos están señalados. B) Aumento del área
delimitada en (A) que muestra la relación esencial entre los capilares, el intersticio y el epitelio alveolar. C) Micrografía electrónica que muestra
el área señalada en (B). El capilar pulmonar (cap) en el tabique contiene plasma con eritrocitos en aposición a las células epiteliales delgadas
que recubren los alvéolos. Nótense la pared endotelial y el epitelio pulmonar en estrecha aposición, separados en algunos sitios por fibras de
tejido conjuntivo (cf); en, núcleo de la célula endotelial; epI, núcleo de la célula epitelial alveolar tipo I; a, espacio alveolar; ma, macrófago
alveolar. (Con autorización de (A, B) Widmaier EP, Raff H, Strang KT: Vander’s Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, 11th ed. McGraw-Hill, 2008, y

(C) Burri PA: Development and growth of the human lung. En: Handbook of Physiology, Section 3, The Respiratory System. Fishman AP; Fisher AB [eds.]. American Physiological

Society, 1985.)

lación pulmonar, casi toda la sangre del cuerpo pasa a través de MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN
la arteria pulmonar hacia el lecho capilar pulmonar, donde se
oxigena y regresa a la aurícula izquierda por las venas pulmona- INSPIRACIÓN Y ESPIRACIÓN
res (fig. 35-4).
Los pulmones y la pared torácica son estructuras elásticas. En
La circulación bronquial, separada y mucho más pequeña, inclu- condiciones normales, no existe más que una película delgada de
ye las arterias bronquiales que provienen de arterias sistémicas. líquido entre los pulmones y la pared torácica (espacio intrapleu-
Forman capilares, los cuales drenan en las venas bronquiales o ral). Los pulmones se deslizan con facilidad sobre dicha pared,
forman anastomosis con los capilares o las venas pulmonares pero se resisten a separarse de ella de la misma forma que dos
(fig. 35-5). Las venas bronquiales se descargan en la vena ácigos. fragmentos húmedos de vidrio se deslizan uno sobre otro, pero se
La circulación bronquial nutre desde la tráquea hasta los bron- resisten a la separación. La presión en el “espacio” entre los pul-
quiolos terminales; asimismo, riega la pleura y los ganglios lin- mones y la pared torácica (presión intrapleural) es subatmosfé-
fáticos hiliares. Es necesario señalar que los vasos linfáticos son rica (fig. 35-6). Los pulmones se estiran cuando se expanden al
más abundantes en los pulmones en comparación con cualquier nacer y, al final de la espiración tranquila, la tendencia de éstos
otro órgano.

592 SECCIÓN VII Fisiología respiratoria

12 12 Inspi- Espi-
ración ración
12
14 14 12 Presión en +2
120/80 los alvéolos +1
24
Presión 0
2 98 intrapleural
120 –1
Presión
25 0
0 –2 (mmHg)
–3

120 –4
80 –5
–6

20 30 Volumen de la 0.6
10 respiración
0.4
Volumen
(L)

0.2

FIGURA 354 Circulaciones pulmonar y sistémica. Las áreas 0
0 1 2 34
representativas del flujo sanguíneo están marcadas con la presión san-
guínea correspondiente (mmHg). (Modificada de Comroe JH Jr.: Physiology of Tiempo (s)

Respiration, 2nd ed. Year Book, 1974.) FIGURA 356 Presión en los alvéolos y el espacio pleural en

a retroceder de la pared torácica se equilibra con la tendencia relación con la presión atmosférica durante la inspiración y la es-
de esta última a retroceder en el sentido contrario. Si se abre la piración. La línea punteada indica cuál sería la presión intrapleural en
pared torácica, los pulmones se colapsan, y si éstos pierden su ausencia de resistencia de la vía respiratoria y del tejido; la curva real
elasticidad, el tórax se expande y adquiere forma de barril. (línea continua) está desviada a la izquierda por la resistencia. Se grafica
el volumen de respiración durante la inspiración/espiración como com-
La inspiración es un proceso activo. La contracción de los paración.
músculos inspiratorios aumenta el volumen intratorácico. La
presión intrapleural en la base de los pulmones, la cual en si-

Arteria A Vena tuaciones habituales es menor de 2.5 mmHg (en relación con
pulmonar pulmonar la atmosférica) al principio de la inspiración, disminuye hasta
cerca de –6 mmHg. Esto tira de los pulmones a una posición
B C más expandida. La presión en la vía respiratoria se torna un
poco negativa y el aire fluye hacia los pulmones. Al final de la
Anastomosis arterial broncopulmonar Vena inspiración, el retroceso pulmonar empieza a tirar de regreso al
D bronco- tórax a la posición espiratoria, donde las presiones de retroceso
pulmonar de los pulmones y el tórax se equilibran. La presión en la vía
respiratoria se vuelve un poco positiva, y el aire fluye fuera de los
Arteria bronquial Vena bronquial Vena ácigos pulmones. La espiración durante la respiración tranquila es pa-
siva en cuanto a que no se contraen músculos que disminuyan el
FIGURA 355 Relación entre las circulaciones bronquial y volumen intratorácico. Sin embargo, existe alguna contracción
de los músculos inspiratorios en la parte inicial de la espiración.
pulmonar. La arteria pulmonar riega la red capilar pulmonar. A. La Esta contracción ejerce una acción de freno a las fuerzas de re-
arteria bronquial alimenta las redes capilares B, C y D. Las áreas de troceso y hace más lenta la espiración.
color azul representan la sangre con bajo contenido de oxígeno. (Con
Los esfuerzos inspiratorios intensos reducen la presión in-
autorización de Murray JF: The Normal Lung. Saunders, 1986.) trapleural hasta valores tan bajos como menos de 30 mmHg,
lo cual genera grados más altos correspondientes de inflación
pulmonar. Cuando la ventilación aumenta, la magnitud de la
deflación pulmonar también lo hace por la contracción activa
de los músculos espiratorios que disminuyen el volumen in-
tratorácico.

CAPÍTULO 35 Función pulmonar 593

VOLÚMENES PULMONARES que puede expulsarse después de un esfuerzo inspiratorio máxi-
mo, a menudo se mide en clínica como un índice de la función
La cantidad de aire que ingresa a los pulmones con cada ins- pulmonar. Aporta información útil acerca de la fuerza de los
piración (o la cantidad que sale con cada espiración) se llama músculos respiratorios y otros aspectos de la función pulmonar.
volumen de ventilación pulmonar (volumen corriente). En La fracción de la capacidad vital espirada durante el primer
un esfuerzo inspiratorio máximo, el aire inspirado adicional al segundo de una espiración forzada se conoce como FEV1 (an-
volumen de ventilación pulmonar corresponde al volumen de tes llamada capacidad vital cronometrada) (fig. 35-8). El co-
reserva inspiratoria. El volumen expulsado en un esfuerzo es- ciente entre FEV1 y la capacidad vital forzada (FEV1/FVC) es
piratorio activo después de la espiración pasiva es el volumen una herramienta útil para el diagnóstico de la enfermedad de
de reserva espiratoria, y el aire que queda en los pulmones vías respiratorias (recuadro clínico 35-1). La cantidad de aire
luego del esfuerzo espiratorio máximo es el volumen residual. inspirado por minuto (ventilación pulmonar, volumen respi-
En la figura 35-7, se presentan los valores normales de estos ratorio por minuto) normal es de 6 L (500 ml por respiración
volúmenes pulmonares y los nombres aplicados a sus combi- por 12 respiraciones por minuto). La ventilación voluntaria
naciones. El espacio en la zona de conducción de las vías respi- máxima (MVV) corresponde al volumen más grande de gas
ratorias ocupado por gas que no se intercambia con la sangre que puede desplazarse dentro y fuera de los pulmones en un
en los vasos pulmonares es el espacio muerto respiratorio. minuto mediante un esfuerzo voluntario. La ventilación vo-
La capacidad vital forzada (FVC), la mayor cantidad de aire luntaria máxima normal es de 125 a 170 L/min.

Espiración Volumen pulmonar (ml) Inspiración 6 000 Máxima inspiración posible

Espacio 5 000 2 5 Capacidad 6 Capacidad
muerto 4 000 vital inspiratoria
Volumen de reserva
RV inspiratoria

ERV 3 000 8
TV
IRV 1 Volumen Capacidad pulmonar
2 000 de ventilación total

pulmonar 3

1 000 Volumen de reserva
Espiración espiratoria
voluntaria
máxima 4 Capacidad funcional residual

0 Volumen residual 7

Volúmenes y capacidades respiratorios para un varón adulto promedio

Medición Valor típico Definición

Volúmenes respiratorios

1 Volumen de ventilación pulmonar (TV) 500 ml Cantidad de aire inhalado o espirado en una respiración durante la respiración tranquila y relajada
2 Volumen de reserva inspiratoria (IRV) 3 000 ml Cantidad de aire en exceso a la inspiración corriente que puede inhalarse con un esfuerzo máximo
3 Volumen de reserva espiratoria (ERV) 1 200 ml Cantidad de aire en exceso a la inspiración corriente que puede espirarse con un esfuerzo máximo
4 Volumen residual 1 200 ml Cantidad de aire restante en los pulmones después de la espiración máxima; mantiene los alvéolos
inflados entre respiraciones y mezcla el aire fresco de la siguiente inspiración

Capacidades respiratorias

5 Capacidad vital (VC) 4 700 ml Cantidad de aire que puede espirarse con un esfuerzo máximo después de la inspiración máxima
(ERV + TV + IRV); se usa para valorar la fuerza de los músculos torácicos y la función pulmonar

6 Capacidad inspiratoria (IC) 3 500 ml Cantidad máxima de aire que puede inhalarse después de una espiración corriente normal (TV + IRV)
7 Capacidad funcional residual (FRC) 2 400 ml Cantidad de aire restante en los pulmones después de una espiración corriente normal (RV + ERV)
8 Capacidad pulmonar total (TLC) 5 900 ml Cantidad máxima de aire que pueden contener los pulmones (RV + VC)

FIGURA 357 Volúmenes pulmonares y mediciones de la capacidad. Arriba a la izquierda: una representación del espacio pulmonar dividi-

do en volúmenes pulmonares. El espacio muerto se refiere a las áreas en las cuales no hay intercambio gaseoso; todos los demás espacios se definen
en el cuadro anexo. Arriba a la derecha: se muestran los registros del espirómetro con indicación de los volúmenes y las capacidades pulmonares.
El cuadro inferior expone las mediciones individuales y los valores de las gráficas superiores. Nótese que el volumen residual, la capacidad pulmonar
total y la capacidad residual funcional no pueden medirse con un espirómetro. (Figura derecha reproducida con autorización de Widmaier EP; Raff H, Strang KT:

Vander’s Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, 11th ed. McGraw-Hill, 2008.)

594 SECCIÓN VII Fisiología respiratoria

Volumen (L) 6 VC rálisis bilateral del nervio frénico, pero con inervación intacta de
5 los músculos intercostales, la respiración es un poco laboriosa,
4 pero adecuada para conservar la vida. Los músculos escaleno y
3 esternocleidomastoideo en el cuello son inspiratorios accesorios
2 FEV1 que ayudan a elevar la caja torácica durante la respiración labo-
1 riosa profunda.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cuando los músculos espiratorios se contraen, disminuye el
volumen intratorácico y se produce la espiración forzada. Los
Tiempo (s) intercostales internos tienen esta acción porque pasan en sen-
tido oblicuo hacia abajo y atrás de una costilla a otra; por esta
FIGURA 358 Volumen de gas espirado por un varón razón, tiran de la caja torácica hacia abajo cuando se contraen.
Las contracciones de los músculos de la pared abdominal ante-
adulto normal durante una espiración forzada, se demuestra rior también ayudan a la espiración porque jalan la caja torácica
el volumen espiratorio forzado en 1 s (FEV1) y la capacidad hacia abajo y adentro, y aumentan la presión intraabdominal, lo
vital (VC) total. (Con autorización de Crapo RO: Pulmonary-function cual empuja el diafragma hacia arriba.

testing. N Engl J Med 1994;331:25. Copyright © 1994, Massachusetts Medical GLOTIS
Society.)
Los músculos abductores de la laringe se contraen al princi-
MÚSCULOS RESPIRATORIOS pio de la inspiración; esto separa las cuerdas vocales y abre la
glotis. Durante la deglución y la náusea, la contracción refleja
El movimiento del diafragma explica casi 75% del cambio de los músculos aductores cierra la glotis e impide la aspira-
en el volumen intratorácico durante la inspiración tranquila. ción de alimento, líquido o vómito hacia los pulmones. En
Insertado alrededor de la parte inferior de la caja torácica, pacientes inconscientes o anestesiados, tal vez el cierre de la
este músculo forma un arco sobre el hígado y se mueve hacia glotis sea incompleto y el vómito entre en la tráquea, lo cual
abajo como un pistón cuando se contrae. La distancia que se causa una reacción inflamatoria pulmonar (neumonía por as-
desplaza varía entre 1.5 y 7 cm con la inspiración profunda piración).
(fig. 35-9).
Los músculos laríngeos están inervados por los nervios vagos.
El diafragma tiene tres partes: la porción costal, formada Cuando los abductores se paralizan, se escucha estridor inspira-
por fibras musculares insertadas en las costillas alrededor de la torio. Cuando los aductores se paralizan, el alimento y el líquido
base de la caja torácica; la porción crural, constituida por fibras ingresan a la tráquea, lo cual origina neumonía por aspiración
unidas a los ligamentos a lo largo de las vértebras y, el tendón y edema. La vagotomía cervical bilateral en animales induce el
central, en el cual se insertan las fibras costales y crurales. El desarrollo lento de congestión y edema pulmonares letales. El
tendón central también es la parte inferior del pericardio. Las edema se debe a la aspiración, al menos en parte, aunque surge
fibras crurales pasan a ambos lados del esófago y pueden com- cierto edema incluso si se realiza una traqueostomía antes de la
primirlo cuando se contraen. Las regiones costal y crural es- vagotomía.
tán inervadas por distintas partes del nervio frénico y pueden
contraerse por separado. Por ejemplo, durante el vómito y los TONO BRONQUIAL
eructos, la presión intraabdominal aumenta por la contracción
de las fibras costales, pero las fibras crurales permanecen rela- En general, el músculo liso de las paredes bronquiales ayuda a la
jadas, lo cual hace posible que el material pase del estómago al respiración. Los bronquios se dilatan durante la inspiración y se
esófago. constriñen en el curso de la espiración. La dilatación aparece por
descarga simpática y, la constricción, por descarga parasimpáti-
Los otros músculos inspiratorios importantes son los múscu- ca. La estimulación de los receptores sensitivos de las vías respi-
los intercostales externos, los cuales transcurren en sentido ratorias por irritantes y sustancias, como el dióxido de azufre,
oblicuo hacia abajo y al frente de una costilla a la otra. Las costi- produce broncoconstricción refleja, mediada por las vías coli-
llas se mueven como si formaran una bisagra en la espalda; por nérgicas. El aire frío también causa broncoconstricción, al igual
ello cuando los intercostales externos se contraen, se elevan las que el ejercicio, tal vez porque el aumento de la respiración rela-
costillas inferiores. Esto empuja al esternón hacia fuera y au- cionado con éste, enfría las vías respiratorias. Además, los múscu-
menta el diámetro anteroposterior del tórax. El diámetro trans- los bronquiales protegen los bronquios durante la tos. El tono
versal también se incrementa, pero en menor medida. Ya sea el bronquial posee un ritmo circadiano, con constricción máxima
diafragma o los músculos intercostales externos pueden man- alrededor de las 6:00 a,m, y dilatación máxima cerca de las 6:00
tener la ventilación adecuada por sí solos en reposo. La sección p,m. Muchas sustancias químicas, como péptido intestinal vaso-
de la médula espinal por arriba del tercer segmento cervical es activo, sustancia P, adenosina, muchas citocinas y reguladores
letal sin respiración artificial, no así la sección debajo del quin- inflamatorios, influyen en el tono bronquial, aunque todavía no
to segmento cervical, ya que deja intactos los nervios frénicos se conoce por completo su función en el control fisiológico del
que inervan el diafragma; estos últimos nervios derivan de los tono bronquial.
segmentos cervicales 3-5. Por el contrario, en pacientes con pa-

CAPÍTULO 35 Función pulmonar 595

RECUADRO CLÍNICO 35-1

Enfermedades de las vías respiratorias que incluyen elastasa, que actúa sobre el tejido elástico pulmo-
que alteran el flujo de aire nar. Al mismo tiempo, se inhibe la antitripsina α1, una proteína
plasmática que en situaciones normales desactiva la elastasa y
Enfermedad obstructiva: asma otras proteasas. La antitripsina α1 es desactivada por radicales
oxígeno, los cuales son liberados por los leucocitos. El resultado
El asma se caracteriza por presencia episódica o crónica de sibi- final es un desequilibrio proteasa-antiproteasa con aumento de
lancias, tos y sensación de opresión en el tórax a causa de bronco- la destrucción del tejido pulmonar. Puede haber un desequilibrio
constricción. Aunque la enfermedad no se comprende del todo, proteasa-antiproteasa similar por la deficiencia congénita de an-
existen tres alteraciones en el sistema respiratorio: obstrucción titripsina α1.
de la vía respiratoria que es al menos reversible, inflamación de
la vía respiratoria y aumento en la respuesta de dicha vía a va- Mediciones del flujo aéreo en la enfermedad
rios estímulos. Desde hace mucho, se reconoce un vínculo con obstructiva y restrictiva
la alergia, y los valores de IgE plasmática a menudo son altos. Las
proteínas liberadas de los eosinófilos en la reacción inflamatoria En un varón adulto normal, la capacidad vital forzada es cerca-
pueden dañar el epitelio de la vía respiratoria y contribuir al au- na a 5.0 L, el volumen espiratorio forzado en 1 s es de casi 4.0 L
mento en la capacidad de respuesta. Se liberan leucotrienos de y, por tanto, la relación FEV1/FVC calculada es de 80%. Como es
los eosinófilos y los mastocitos, y aquéllos intensifican la bronco- de esperar, los pacientes con enfermedades obstructivas o res-
constricción. Muchas otras aminas, neuropéptidos, quimiocinas e trictivas tienen disminución de la capacidad vital forzada, la cual
interleucinas tienen efectos en el músculo liso bronquial o genera corresponde a casi 3.0 L; esta medición sola no distingue entre
inflamación y pueden evolucionar en asma. ambos tipos de trastornos. Sin embargo, la medición del volumen
espiratorio forzado en 1 s varía mucho entre los dos tipos de pa-
Como los receptores adrenérgicos β2 median la broncodilata- decimientos. En los trastornos obstructivos, los pacientes tienden
ción, desde hace tiempo los agonistas adrenérgicos β2 son la base a manifestar una pendiente constante y lenta de la capacidad vi-
del tratamiento para los episodios de asma leves a moderados. tal forzada, lo cual deriva en un volumen espiratorio forzado en
Los esteroides inhalados y sistémicos se usan incluso en casos le- 1 s bajo, cercano a 1.3 L. Sin embargo, en sujetos con trastorno
ves a moderados para disminuir la inflamación; son muy eficaces, restrictivo, el flujo del aire tiende a ser rápido al principio y luego
pero sus efectos colaterales resultan un problema. Los agentes se nivela pronto por la pérdida de elasticidad para aproximarse
que bloquean la síntesis de leucotrienos o a su receptor CysLT1 a la capacidad vital forzada. El volumen espiratorio forzado en 1 s
también son útiles en algunos casos. resultante es mucho mayor, cercano a 2.8 L, aunque la capaci-
dad vital forzada es equivalente. Un cálculo rápido de FEV1/FVC
Enfermedad restrictiva: enfisema para pacientes con enfermedad obstructiva (24%) comparados
con aquéllos con enfermedad restrictiva (90%) define las medi-
El enfisema es una enfermedad pulmonar degenerativa y poten- ciones características para valorar estos dos padecimientos. Los
cialmente letal, la cual se caracteriza por la pérdida de elasticidad trastornos obstructivos generan un descenso más marcado de la
pulmonar y reemplazo de los alvéolos por grandes sacos aéreos. capacidad vital forzada y de FEV1/FVC, mientras que los trastornos
Esta pérdida de elasticidad impide la expansión completa de los restrictivos originan disminución de la capacidad vital forzada sin
pulmones, o restricción de la vía respiratoria, durante la respi- disminución de FEV1/FVC.
ración. La causa más frecuente de enfisema es el tabaquismo in-
tenso. El humo induce un aumento de los macrófagos alveolares
pulmonares, los cuales liberan una sustancia que atrae a los leu-
cocitos a los pulmones. A su vez, los leucocitos liberan proteasas

DISTENSIBILIDAD DE LOS PULMONES positiva con cantidades mayores y negativa con volúmenes me-
nores. El cambio en el volumen pulmonar por cambio unitario
Y LA PARED TORÁCICA en la presión de la vía respiratoria (ΔV/ΔP) es la distensibilidad
(capacidad de estiramiento) de los pulmones y la pared torácica.
La interacción entre el retroceso pulmonar y el de la pared torá- Por lo general, se mide en el intervalo de presión en el cual la cur-
cica puede demostrarse en sujetos vivos mediante un espiróme- va de presión de relajación es más empinada y el valor normal es
tro que tenga una válvula justo después de la boquilla. Esta últi- cercano a 0.2 L/cmH2O. Sin embargo, la distensibilidad depende
ma contiene un dispositivo que mide la presión. Después que el del volumen pulmonar; una persona que sólo tiene un pulmón
sujeto inhala una cantidad determinada, la válvula se cierra; ello posee casi la mitad de ΔV, para un ΔP determinado. Asimismo,
bloquea la vía respiratoria. Luego, los músculos respiratorios se la distensibilidad es un poco mayor cuando se mide durante la
relajan mientras se registra la presión en la vía respiratoria. El deflación comparada con la medición durante la inflación. Por
procedimiento se repite después de inhalar o espirar de manera consiguiente, aporta más información para examinar la curva
activa varios volúmenes. La curva de presión en la vía respira- de presión-volumen completa. La curva se desplaza hacia abajo
toria obtenida de este modo, graficada en contraposición con el y a la derecha (disminuye la distensibilidad) con la congestión
volumen, es la curva de presión de relajación del sistema respi- pulmonar y la fibrosis pulmonar intersticial (fig. 35-11). La fi-
ratorio total (fig. 35-10). La presión es de cero con un volumen brosis pulmonar es una enfermedad restrictiva progresiva de las
pulmonar que corresponda a la cantidad de gas en los pulmones vías respiratorias de causa desconocida, en la cual hay rigidez y
al final de la espiración tranquila (capacidad funcional residual cicatrización de los pulmones. La curva se desvía hacia arriba
[FRC]; también conocida como volumen de relajación). Ésta es


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