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mantenimiento de la fluidez sangu&#237;nea y generaci&#243;n de neovasos<span class="elsevierStyleSup">1</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">En la sepsis se produce una activaci&#243;n endotelial masiva&#44; exagerada y sostenida que se caracteriza por desequilibrio entre mediadores pro y antiinflamatorios y p&#233;rdida del tono vasomotor&#46; En este caso la respuesta es &#34;desadaptada&#34; &#40;disfunci&#243;n endotelial&#41; y puede acabar con la vida del individuo afectado&#46; El t&#233;rmino disfunci&#243;n endotelial se relaciona con ambos tipos de respuesta &#40;local o sist&#233;mica&#41; y se refiere principalmente a aquellos casos en que la respuesta endotelial implica&#44; de una u otra manera&#44; un coste para el hu&#233;sped<span class="elsevierStyleSup">2</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">En este cap&#237;tulo nos referiremos a 4 aspectos de la activaci&#243;n endotelial&#58; a&#41; activaci&#243;n de la c&#233;lula endotelial como respuesta adaptativa normal&#59; b&#41; disfunci&#243;n endotelial en la sepsis&#59; c&#41; da&#241;o endotelial e insulto hip&#243;xico&#47;isqu&#233;mico&#44; y d&#41; endotelio y regulaci&#243;n del tono vasomotor &#40;unidad reguladora mioendotelial&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> ACTIVACION DE LA C&#201;LULA ENDOTELIAL COMO RESPUESTA ADAPTATIVA NORMAL</span></p><p class="elsevierStylePara">En condiciones normales las c&#233;lulas endoteliales se encuentran continuamente reconociendo y respondiendo en forma activa frente a los cambios que ocurren en el ambiente extracelular local&#44; como sucede en presencia de bacteremia&#44; trauma&#44; isquemia- reperfusi&#243;n&#44; etc&#46; En otras palabras&#44; la activaci&#243;n de la c&#233;lula endotelial se produce como respuesta adaptativa normal y la forma de presentaci&#243;n y duraci&#243;n de &#233;sta depender&#225; del tipo de est&#237;mulo&#44; sitio donde se desarrolla y momento en que ocurre su activaci&#243;n dentro del sistema circulatorio&#46; Este concepto temporoespacial de la activaci&#243;n endotelial se ha denominado &#34;heterogenicidad endotelial&#34; o &#34;diversidad vascular&#34;&#46; Cabe destacar adem&#225;s que la respuesta endotelial no es un fen&#243;meno del &#34;todo o nada&#34; &#40;<span class="elsevierStyleItalic">on-off</span>&#41;&#44; sino que representa un espectro amplio que depende del estado de salud o enfermedad del hu&#233;sped<span class="elsevierStyleSup">1</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> As&#237;&#44; cuando la respuesta endotelial beneficia al organismo en cuesti&#243;n&#44; &#233;sta puede ser considerada adaptativa y fisiol&#243;gica&#44; como ocurre en la invasi&#243;n local por un pat&#243;geno&#46; En este caso&#44; la liberaci&#243;n de mediadores inflamatorios&#44; marginaci&#243;n de leucocitos y activaci&#243;n de la coagulaci&#243;n cumplen la funci&#243;n de rodear la infecci&#243;n e impedir que &#233;sta se distribuya ampliamente en el resto del organismo&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Transducci&#243;n de la se&#241;al inducida por lipopolisac&#225;ridos</span></p><p class="elsevierStylePara">El lipopolisac&#225;rido &#40;LPS&#41; es el responsable de la iniciaci&#243;n de la cascada inflamatoria en las infecciones producidas por bacterias gramnegativas&#46; Su actividad biol&#243;gica es mediada por una glucoprote&#237;na de fase aguda de s&#237;ntesis hep&#225;tica que posee alta afinidad para LPS&#44; denominada prote&#237;na de enlace de LPS &#40;LBP&#41;&#46; La importancia de esta &#250;ltima en la activaci&#243;n de la sepsis ha quedado demostrada por la menor sensibilidad a LPS observada en ratas carentes del gen de LBP&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La LBP forma un complejo con LPS &#40;LPS-LBP&#41; y funciona como una prote&#237;na de transferencia que acarrea LPS hacia receptores ubicados en la superficie celular&#46; El complejo LPS-LBP ejerce su actividad al entregar LPS a un receptor de membrana espec&#237;fico denominado mCD14 que se encuentra en la superficie de macr&#243;fagos&#44; monocitos y neutr&#243;filos&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Existen resultados contradictorios con respecto a la expresi&#243;n de este receptor en la superficie de las c&#233;lulas endoteliales&#59; sin embargo&#44; algunos autores han logrado estimular c&#233;lulas endoteliales mCD14 negativas&#46; En ausencia de mCD14&#44; LPS puede actuar sobre las c&#233;lulas endoteliales por medio de la forma soluble de este receptor &#40;sCD14&#41;&#46; Este &#250;ltimo es liberado a la circulaci&#243;n desde los monocitos activados y es capaz de actuar como mediador de la actividad de LPS en una forma LBP-dependiente similar a mCD14<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Ambas formas de CD14 se comportan como mol&#233;culas de reconocimiento que interact&#250;an no s&#243;lo con LPS&#44; sino tambi&#233;n con otros componentes microbianos como peptidoglicano soluble y &#225;cido lipoteicoico&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El mCD14&#44; al carecer de dominio intracelular&#44; es incapaz de iniciar por s&#237; mismo una respuesta celular&#44; raz&#243;n por la cual debe acompa&#241;arse de prote&#237;nas transmembrana&#46; Entre &#233;stas destacan los receptores <span class="elsevierStyleItalic">toll-like</span> &#40;TLR&#41; identificados como indispensables para inducir la activaci&#243;n de mediadores intracelulares tales como prote&#237;nas quinasas y factor nuclear kappa-B &#40;NF-&#954;B&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La c&#233;lula endotelial expresa predominantemente dos tipos de TLR&#44; TLR-4 y TLR-2&#46; Ambos son regulados por factores relacionados con la inflamaci&#243;n&#44; entre ellos LPS&#44; factor de necrosis tumoral-&#945; &#40;TNF-&#945;&#41; e interfer&#243;n-&#947; &#40;IFN&#947;&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">En los mam&#237;feros&#44; el TLR-4 es probablemente la prote&#237;na transmembrana m&#225;s importante involucrada en la transmisi&#243;n de la se&#241;al inducida por LPS&#59; no obstante&#44; es necesario mencionar que se han identificado otros tipos de prote&#237;nas como el fMLP&#44; que se comportan de manera similar&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Recientemente en una variedad de ratas resistentes a LPS &#40;C3H&#47;HeJ y C57BL&#47;10ScCr&#41; se demostr&#243; que la mutaci&#243;n del gen para TLR-4 les confer&#237;a resistencia a los efectos de la endotoxina bacteriana&#46; Sorprendentemente&#44; esta anomal&#237;a no pudo ser corregida por transfecci&#243;n de sus l&#237;neas celulares con receptores TLR-4 lo que hizo plantear la existencia de mol&#233;culas adicionales&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> TLR-4 para ejercer su acci&#243;n requiere la presencia de una glucoprote&#237;na accesoria denominada MD-2&#44; &#233;sta se une al dominio extracelular de TLR-4 otorg&#225;ndole mayor capacidad de respuesta frente a LPS&#46; Probablemente cada miembro de la familia de TLR necesita una prote&#237;na accesoria espec&#237;fica para reconocer los diferentes componentes bacterianos<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Factor de transcripci&#243;n NF-&#954;B</span></p><p class="elsevierStylePara">Los efectos proinflamatorios del LPS se cree que est&#225;n mediados por activaci&#243;n del NF-&#954;B que se encuentra presente tanto en c&#233;lulas mieloides &#40;monocito-macr&#243;fago&#44; polimorfonucleares &#91;PMN&#93;&#41; como en c&#233;lulas endoteliales&#46; Este factor desempe&#241;a un papel central en la regulaci&#243;n de la transcripci&#243;n de citocinas&#44; mol&#233;culas de adhesi&#243;n y otros mediadores que depender&#225;n del tipo de c&#233;lula estimulada&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El NF-&#954;B forma parte de una familia de prote&#237;nas estructuralmente relacionadas que contienen una regi&#243;n aminoterminal denominada dominio hom&#243;logo Rel &#40;RDH&#41;&#44; donde se encuentra el dominio de dimerizaci&#243;n y la se&#241;al de localizaci&#243;n nuclear &#40;NLS&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Cuando la c&#233;lula se encuentra en estado quiescente&#44; en el citoplasma celular NF-&#954;B&#44; heterod&#237;mero constituido por las subunidades p50 &#40;NF-&#954;B1&#41; y p65 &#40;RelA&#41;&#44; se encuentra unido a una prote&#237;na inhibidora conocida como I&#954;B que enmascara la NLS<span class="elsevierStyleSup">4</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Mediadores intracelulares y activaci&#243;n del NF-&#954;B</span></p><p class="elsevierStylePara"> Como se mencion&#243;&#44; el NF-&#954;B unido al I&#954;B permanece en el citoplasma como un factor de transcripci&#243;n latente&#46; La liberaci&#243;n del NF-&#954;B se consigue a trav&#233;s de la fosforilaci&#243;n y degradaci&#243;n proteol&#237;tica del I&#954;B en el citoplasma&#44; proceso que puede ocurrir en respuesta a una amplia gama de est&#237;mulos tales como TNF-&#945;&#44; interleucina 1B &#40;IL-1&#223;&#41;&#44; LPS&#44; ARN doble hebra&#44; especies reactivas de ox&#237;geno &#40;ERO&#41;&#44; radiaci&#243;n gamma&#44; etc&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El I&#954;B est&#225; constituido por dos subunidades inhibidoras &#40;I&#954;B&#945; e I&#954;B&#223;&#41;&#46; Ambas son susceptibles de ser fosforiladas y esto ocurre a nivel de residuos de serina espec&#237;ficos ubicados en su extremo aminoterminal &#40;Ser32&#44; Ser36&#41;&#46; Este proceso se inicia con la activaci&#243;n de dos quinasas de I&#954;B &#40;IKK&#945; e IKK&#223;&#41;&#44; tambi&#233;n conocidas como IKK-1 e IKK-2&#44; en respuesta a los est&#237;mulos antes citados&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Luego&#44; las quinasas de I&#954;B forman homo y heterod&#237;meros que se unen a una tercera prote&#237;na conocida como modulador esencial de NF-&#954;B &#40;NEMO&#41;&#46; Este complejo formado por IKK-1&#44; IKK-2 y NEMO pasa a formar parte&#44; junto a otras prote&#237;nas&#44; de una estructura de alto peso molecular denominada IKK signalosoma&#44; capaz de acoplarse a otras quinasas activadoras corriente arriba&#44; entre ellas&#44; prote&#237;nas quinasa-quinasa-quinasa activadas por mit&#243;genos &#40;MAP3K&#41;&#44; quinasa inductora de NF-&#954;B &#40;NIK&#41; y quinasa quinasa-1 reguladora de la se&#241;al extracelular &#40;MEKK-1&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">A su vez&#44; para que estas quinasas corriente arriba contin&#250;en con el proceso de fosforilaci&#243;n de I&#954;B&#44; requieren interactuar directamente con diferentes factores que se encuentran asociados a los receptores de TNF-&#945; e IL-1&#46; Estos factores forman parte de complejos de se&#241;al citoplasm&#225;tica receptor-espec&#237;ficos&#44; entre los que destacan TRAF1&#44; TRAF2&#44; receptor de TNF 1-asociado al dominio proteico de muerte &#40;TRADD&#41; y TRAF6 donde TRADD se encuentra asociado con receptores de TNF-&#945;  y TRAF6 con los de IL-1<span class="elsevierStyleSup">5</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Un ejemplo de ello&#44; es la capacidad que tiene NIK para unirse directamente con TRAF2 e iniciar la activaci&#243;n del NF-&#954;B&#46; Aunque no existe consenso&#44; parece que la sobreexpresi&#243;n de NIK y MEKK-1 conducen a la fosforilaci&#243;n de IKK-1 e IKK-2&#44; donde NIK expresa preferencia por IKK-1 y MEKK-1 por IKK-2<span class="elsevierStyleSup">4</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Una vez concluida la fosforilaci&#243;n de I&#954;B&#44; &#233;ste es ubiquitinado por la ubiquitina ligasa E3&#44; miembro terminal de una cascada de enzimas conjugantes de ubiquitina&#44; para luego ser degradado por el proteasoma 26S&#46; En ese momento el heterod&#237;mero p50-p65 libre es translocado al n&#250;cleo&#44; donde se une a secuencias &#954;B en regiones promotoras de genes espec&#237;ficos que codifican mediadores activados transcripcionalmente por este factor&#46; En el caso de las c&#233;lulas endoteliales los principales mediadores ser&#225;n mol&#233;culas de adhesi&#243;n&#44; tales como E-selectina&#44; mol&#233;culas de adhesi&#243;n intracelular &#40;ICAM-1&#41; y mol&#233;cula de adhesi&#243;n intercelular &#40;VCAM-1&#41;<span class="elsevierStyleSup">4</span> &#40;fig&#46; 1&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="64v29n03-13074186fig01.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Figura 1&#46; Mediadores intracelulares y activaci&#243;n del factor nuclear kappa-B &#40;NF-</span>&#954;<span class="elsevierStyleItalic">B&#41;&#46; TNF&#58; factor de necrosis tumoral&#59; TRADD&#58; receptor de TNF1 asociado al dominio proteico de muerte&#46;</span></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> DISFUNCION ENDOTELIAL EN LA SEPSIS</span></p><p class="elsevierStylePara">El compromiso de la funci&#243;n endotelial forma parte de la respuesta multicelular integrada que el hu&#233;sped es capaz de montar frente a un pat&#243;geno agresor&#46; Esta disfunci&#243;n puede culminar en una alteraci&#243;n grave de la homeostasis vascular que se caracteriza por oclusi&#243;n microvascular de magnitud variable que puede llevar a un desequilibrio entre la oferta y demanda de ox&#237;geno a nivel tisular<span class="elsevierStyleSup">6</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">En la sepsis&#44; la c&#233;lula endotelial cambia desde un fenotipo quiescente &#40;anticoagulante&#44; antiadhesivo&#44; vasodilatador&#41; a uno activado &#40;procoagulante&#44; proadhesivo&#44; vasoconstrictor&#41; donde ocurren cambios estructurales y funcionales que la caracterizan &#40;tabla 1&#41;&#46; Tanto las c&#233;lulas endoteliales como los monocitos participan en la activaci&#243;n paralela de las cascadas de inflamaci&#243;n y coagulaci&#243;n que tendr&#225;n como fin eliminar el agente pat&#243;geno&#46; Sin embargo&#44; simult&#225;neamente esta respuesta puede generar da&#241;o colateral en tejidos normales que puede contribuir al desarrollo de disfunciones de &#243;rganos cuya consecuencia ser&#225; un aumento de la morbimortalidad en este tipo de pacientes<span class="elsevierStyleSup">7</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="64v29n03-13074186tab02.gif"></img></p><p class="elsevierStylePara">En condiciones normales&#44; la actividad biol&#243;gica de los mediadores involucrados en la respuesta inflamatoria est&#225; sometida a un estricto control por parte de inhibidores espec&#237;ficos&#46; En el paciente s&#233;ptico&#44; en cambio&#44; este balance se encuentra deteriorado y se manifiesta a trav&#233;s de cambios considerables en las tasas de producci&#243;n de los distintos mediadores con el desarrollo de un estado de desequilibrio entre pro y antiinflamaci&#243;n<span class="elsevierStyleSup">8</span> &#40;fig&#46; 2&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="64v29n03-13074186fig03.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Figura 2&#46; Respuesta endotelial a la agresi&#243;n&#46; Modificada de Ten V&#44; Pinsky D<span class="elsevierStyleSup">13</span>&#46; AMPc&#58; 3&#39;&#44; 5&#39;-adenosin monofosfato c&#237;clico&#59; PAI-1&#58; inhibidor del activador del plasmin&#243;geno 1&#59; ICAM&#58; mol&#233;culas de adhesi&#243;n intracelular&#59; VCAM&#58; mol&#233;culas de adhesi&#243;n intercelular&#59; ERO&#58; especies reactivas de ox&#237;geno&#46;</span></p><p class="elsevierStylePara">A continuaci&#243;n haremos una breve descripci&#243;n de las caracter&#237;sticas m&#225;s importantes que adquiere la c&#233;lula endotelial en su estado activado&#58; a&#41; propiedades procoagulantes&#59; b&#41; propiedades proadhesivas&#59; c&#41; p&#233;rdida de la funci&#243;n de barrera&#44; y d&#41; apoptosis de la c&#233;lula endotelial</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Propiedades procoagulantes</span></p><p class="elsevierStylePara">Los mediadores inflamatorios liberados durante la respuesta inflamatoria pueden interactuar con las c&#233;lulas endoteliales e inducir en ellas un fenotipo procoagulante&#46; Estudios <span class="elsevierStyleItalic">in vitro</span> han demostrado que estas c&#233;lulas disminuyen la s&#237;ntesis de trombomodulina&#44; activador del plasmin&#243;geno tisular y hepar&#225;n sulfato&#46; Al mismo tiempo ocurre un aumento de la expresi&#243;n del factor tisular&#44; del inhibidor del activador del plasmin&#243;geno 1 &#40;PAI-1&#41; e incremento en la generaci&#243;n de micropart&#237;culas fosfolip&#237;dicas procoagulantes que contribuyen al da&#241;o celular&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El aumento en la expresi&#243;n del factor tisular en la superficie de monocitos circulantes y macr&#243;fagos tisulares lleva a la activaci&#243;n de la v&#237;a extr&#237;nseca de la cascada de coagulaci&#243;n&#44; generaci&#243;n de trombina&#44; formaci&#243;n de fibrina y su posterior amplificaci&#243;n por la v&#237;a intr&#237;nseca de la coagulaci&#243;n&#46; La activaci&#243;n de esta &#250;ltima incrementa la producci&#243;n de citocinas y quimioquinas por parte de las c&#233;lulas endoteliales y aumenta la expresi&#243;n de mol&#233;culas de adhesi&#243;n&#46; Se ha propuesto adem&#225;s que la fibrina&#44; al inmovilizar los pat&#243;genos en la superficie de los leucocitos&#44; facilitar&#237;a su fagocitosis&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Factores hemodin&#225;micos&#44; tales como la reducci&#243;n del gasto card&#237;aco y la vasoconstricci&#243;n asociados a lesiones vasculares oclusivas&#44; pueden favorecer la formaci&#243;n local de co&#225;gulos debido a una reducci&#243;n en la remoci&#243;n de serinas proteasas activadas&#46; En estas circunstancias la respuesta inflamatoria se amplifica&#44; ya que estas enzimas son responsables de activar sustratos corriente abajo en la cascada de la coagulaci&#243;n e interactuar con receptores de membrana de monocitos y c&#233;lulas endoteliales&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Se ha demostrado que junto con la activaci&#243;n de la v&#237;a extr&#237;nseca de la coagulaci&#243;n ocurre una marcada disminuci&#243;n de la actividad anticoagulante natural &#40;prote&#237;na C&#44; antitrombina III y trombomodulina&#41; favoreciendo el perfil procoagulante del estado s&#233;ptico&#46; Estudios cl&#237;nicos han puesto en evidencia que la activaci&#243;n de la coagulaci&#243;n&#44; el dep&#243;sito difuso de fibrina intravascular y la inhibici&#243;n de la fibrin&#243;lisis estar&#237;an relacionados tambi&#233;n con el desarrollo de disfunci&#243;n de &#243;rganos y con aumento de la mortalidad&#46; Adem&#225;s&#44; hay datos consistentes para afirmar que las propiedades procoagulantes descritas durante la sepsis no son homog&#233;neas en los distintos &#243;rganos y tejidos analizados&#44; planteando as&#237; que la respuesta del endotelio en los diferentes lechos vasculares est&#225; sometida a un tipo especial de regulaci&#243;n<span class="elsevierStyleSup">9&#44;10</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Propiedades proadhesivas</span></p><p class="elsevierStylePara"> Frente a los mediadores inflamatorios el endotelio responde expresando en su superficie mol&#233;culas de adhesi&#243;n tales como P-selectina &#40;CD62P&#41;&#44; E-selectina &#40;CD62E&#41;&#44; ICAM-1 &#40;CD54&#41;&#44; VCAM-1 &#40;CD106&#41;&#44; PECAM-1 y CD99&#46; Todas ellas en conjunto favorecer&#225;n el tr&#225;fico de leucocitos desde el torrente circulatorio al tejido subyacente&#44; principalmente en el territorio precapilar y en los capilares de &#243;rganos nobles como coraz&#243;n y pulm&#243;n&#46; Adem&#225;s&#44; el endotelio aumenta el reclutamiento de plaquetas en la pared de los vasos a trav&#233;s de un mecanismo dependiente de GPIIb&#47;IIIa&#46; Cabe destacar que ninguna de estas observaciones ocurre de manera generalizada&#44; sino m&#225;s bien como eventos localizados en ciertos &#243;rganos y&#47;o segmentos vasculares<span class="elsevierStyleSup">3</span> &#40;fig&#46; 3&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="64v29n03-13074186fig04.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Figura 3&#46; Sepsis y tr&#225;fico de leucocitos&#46; Modificada de Peters K&#44; et al<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46; LPS&#58; lipopolisac&#225;rido&#59; LBP&#58; prote&#237;na de enlace de LPS&#59; TLR&#58; receptores toll-like&#59; NF-</span>&#954;<span class="elsevierStyleItalic">B&#58; factor kappa B&#59; IL-1B&#58; interleucina 1B&#59; TNF-</span>&#945;<span class="elsevierStyleItalic">&#58; factor de necrosis tumoral alfa&#59; ICAM-1&#58; mol&#233;culas de adhesi&#243;n intracelular&#59; VCAM-1&#58; mol&#233;culas de adhesi&#243;n intercelular&#46;</span></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> P&#233;rdida de la funci&#243;n de barrera</span></p><p class="elsevierStylePara">En la sepsis la redistribuci&#243;n de fluidos al espacio extravascular se ve favorecida por el incremento de la permeabilidad endotelial o p&#233;rdida de la funci&#243;n de barrera&#46; Datos experimentales sugieren que este aumento de la permeabilidad es mediado por LPS y se relaciona con la escisi&#243;n enzim&#225;tica de prote&#237;nas que forman parte de las uniones intercelulares&#44; dando como resultado da&#241;o estructural de la c&#233;lula endotelial&#46; Estudios <span class="elsevierStyleItalic">in vivo</span> e <span class="elsevierStyleItalic">in vitro</span> han demostrado que el TNF-&#945;  es uno de los responsables de este trastorno y que esta actividad podr&#237;a verse potenciada por trombina<span class="elsevierStyleSup">3</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Apoptosis de las c&#233;lulas endoteliales</span></p><p class="elsevierStylePara">En condiciones normales un porcentaje muy bajo de las c&#233;lulas endoteliales &#40;&#60; 0&#44;1&#37;&#41; experimenta muerte celular programada &#40;apoptosis&#41; sugiriendo que &#233;ste es un proceso con alto grado de regulaci&#243;n&#46; En forma experimental se ha demostrado que tanto agentes pat&#243;genos&#44; endotoxina&#44; citocinas proinflamatorias&#44; ERO y condiciones de isquemia&#47;reperfusi&#243;n son capaces de inducir apoptosis a trav&#233;s de <span class="elsevierStyleItalic"> up-regulation</span> de prote&#237;nas claves en dicho proceso tales como el hom&#243;logo de Bcl-2&#44; A1&#44; A20 y prote&#237;nas con dedos de zinc&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Las c&#233;lulas endoteliales en apoptosis aumentan la respuesta inflamatoria al favorecer la acci&#243;n paracrina de citocinas proinflamatorias sobre la inducci&#243;n de ICAM-1&#44; VCAM-1&#44; ERO&#44; actividad procoagulante y activaci&#243;n del complemento&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La importancia de la muerte celular por apoptosis&#44; que sufren tanto c&#233;lulas endoteliales como linfocitos y c&#233;lulas epiteliales del tubo digestivo&#44; ocupa un lugar central en la patogenia de la sepsis severa&#47; shock s&#233;ptico y ha sido demostrada en necropsias de pacientes fallecidos por disfunci&#243;n multiorg&#225;nica<span class="elsevierStyleSup">11</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> DA&#209;O ENDOTELIAL E INSULTO HIPOXICO&#47;ISQU&#201;MICO</span></p><p class="elsevierStylePara">La presencia de ox&#237;geno es obligatoria para la supervivencia de la c&#233;lula eucariota&#44; ya que la respiraci&#243;n mitocondrial es m&#225;s eficiente que la gluc&#243;lisis anaer&#243;bica en la generaci&#243;n de energ&#237;a a partir de glucosa&#46; Las c&#233;lulas endoteliales&#44; comparadas con otros tipos celulares como miocardiocitos&#44; neuronas y c&#233;lulas del t&#250;bulo renal&#44; son m&#225;s resistentes a la disminuci&#243;n del contenido de ox&#237;geno en el medio&#44; tolerancia que posiblemente proviene de la exposici&#243;n frecuente de &#233;stas a niveles reducidos de ox&#237;geno como sucede en la arteria pulmonar y tejidos en cicatrizaci&#243;n&#46; Al parecer&#44; esta resistencia a la hipoxia tiene relaci&#243;n adem&#225;s con la activaci&#243;n de prote&#237;nas antiapopt&#243;ticas que van en paralelo con la magnitud del insulto m&#225;s que con la naturaleza de &#233;ste&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La respuesta de la c&#233;lula endotelial a la hipoxia involucra mecanismos dirigidos a conservar la energ&#237;a como <span class="elsevierStyleItalic"> down-regulation</span> de las funciones que poseen altos requerimientos energ&#233;ticos &#40;transporte de iones&#41; e implementaci&#243;n de v&#237;as alternativas para la s&#237;ntesis de adenosina trifosfato &#40;ATP&#41; a trav&#233;s de la inducci&#243;n de enzimas glucol&#237;ticas que optimizan la utilizaci&#243;n de sustratos&#46; Gran parte de este proceso adaptativo es regulado a nivel de la transcripci&#243;n de genes que se encuentran involucrados en la respuesta a la privaci&#243;n de ox&#237;geno&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Durante la organizaci&#243;n de la respuesta celular a la hipoxia son activados factores transcripcionales tales como el complejo activador de prote&#237;na-1 &#40;AP-1&#41;&#44; factor de crecimiento de respuesta temprana -1 &#40;Egr-1&#41;&#44; NF-&#954;B y factores inducidos por hipoxia &#40;HIF&#41;&#46; Todos ellos participan en la activaci&#243;n de genes que mantienen la homeostasis vascular<span class="elsevierStyleSup">12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El factor de transcripci&#243;n m&#225;s estudiado es el HIF-1&#44; heterod&#237;mero formado por las subunidades HIF-1&#945; y HIF-1&#223;&#44; cuya actividad biol&#243;gica est&#225; determinada por la expresi&#243;n de la primera&#46; Bajo condiciones de normoxia&#44; HIF-1 es hidroxilado por la enzima prolil-hidroxilasa que promueve su uni&#243;n al complejo Von Hippel-Lindau ubiquitina ligasa &#40;VHL&#41; permitiendo su ubiquitinaci&#243;n y posterior degradaci&#243;n por el proteasoma&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Estudios <span class="elsevierStyleItalic">in vitro</span> muestran que en condiciones de hipoxia&#44; HIF-1 aumenta su estabilidad proteica y potencia transcripcional ya que las enzimas responsables de su metabolizaci&#243;n&#44; prolil-hidroxilasa y asparaginil-hidroxilasa&#44; se encuentran inactivas&#46; Algunos autores proponen a estas enzimas como los sensores celulares de la hipoxia<span class="elsevierStyleSup">13</span> &#40;fig&#46; 4&#41;</p><p class="elsevierStylePara"><img src="64v29n03-13074186fig05.jpg"></img></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic">Figura 4&#46; Activaci&#243;n de la transcripci&#243;n por est&#237;mulo hip&#243;xico&#46;</span></p><p class="elsevierStylePara">En estas circunstancias HIF-1 se acumula en el n&#250;cleo y es responsable de la activaci&#243;n de los genes de eritropoyetina&#44; factor de crecimiento del endotelio vascular &#40;VEGF&#41; y de enzimas glucol&#237;ticas y transportadores de glucosa que controlan el ajuste metab&#243;lico durante la generaci&#243;n de energ&#237;a en el ambiente hip&#243;xico&#46; Esta adaptaci&#243;n metab&#243;lica involucra una mayor captaci&#243;n de glucosa a trav&#233;s del incremento en la expresi&#243;n de un transportador de glucosa independiente de insulina &#40;GLUT-1&#41; y la inducci&#243;n de varias enzimas glucol&#237;ticas que mejoran la utilizaci&#243;n de sustratos<span class="elsevierStyleSup">12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Alteraciones del endotelio ocasionadas por el insulto hip&#243;xico&#47;isqu&#233;mico</span></p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Funci&#243;n de barrera</span></p><p class="elsevierStylePara"> Muchas de las funciones homeost&#225;ticas del endotelio quiescente son mantenidas por se&#241;ales intracelulares mediadas por nucle&#243;tidos c&#237;clicos&#46; Uno de ellos&#44; 3&#39;&#44; 5&#39;-adenosin monofosfato c&#237;clico &#40;AMPc&#41; generado por activaci&#243;n de la enzima adenilato ciclasa secundario a la estimulaci&#243;n de receptores de membrana acoplados a prote&#237;na G heterotrim&#233;rica&#44; participa en el mantenimiento de la arquitectura normal del citoesqueleto de actina permitiendo al endotelio mantener su caracter&#237;stica de barrera permeable selectiva &#40;difusi&#243;n restringida&#41;&#46; En condiciones de hipoxia la disminuci&#243;n del contenido intracelular de AMPc ha sido implicada como mecanismo responsable de cambios estructurales que llevan a la retracci&#243;n de la c&#233;lula endotelial y aparici&#243;n de peque&#241;os espacios intercelulares &#40;1-3 &#181;m&#41;&#46; Esto conduce a un fallo en la difusi&#243;n restringida con la consiguiente fuga paracelular de solutos&#44; prote&#237;nas y leucocitos&#46; En el desarrollo de este s&#237;ndrome de fuga capilar tambi&#233;n ha sido involucrado el VEGF que adem&#225;s de promover la angiog&#233;nesis aumenta la permeabilidad vascular<span class="elsevierStyleSup">12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Fluidez circulatoria</span></p><p class="elsevierStylePara">La superficie endotelial es fenot&#237;picamente no trombog&#233;nica&#44; situaci&#243;n que facilita el flujo sangu&#237;neo&#46; La hipoxia&#47;isquemia al igual que otros agentes proinflamatorios puede desajustar el delicado balance existente entre los mecanismos pro y anticoagulantes&#46; Estos cambios en las propiedades de la coagulaci&#243;n durante la hipoxia surgen a trav&#233;s de diversos mecanismos&#58; a&#41; exposici&#243;n directa de col&#225;geno o factor tisular desde la membrana subendotelial que activan la v&#237;a extr&#237;nseca de la cascada de la coagulaci&#243;n&#59; b&#41; supresi&#243;n de la expresi&#243;n de trombomodulina&#44; prote&#237;na transmembrana restringida al endotelio que acelera la acci&#243;n de trombina en la activaci&#243;n de la prote&#237;na C anticoagulante&#59; c&#41; exocitosis de los cuerpos de Weibel-Palade&#44; organelos cuyas membranas est&#225;n tapizadas con P-selectina en cuyo interior poseen factor de von Willebrand&#44; el cual promueve la adhesi&#243;n de plaquetas al endotelio&#59; d&#41; ca&#237;da brusca de los niveles de &#243;xido n&#237;trico &#40;NO&#41; que contribuye a la acumulaci&#243;n de plaquetas y trombosis&#59; e&#41; inducci&#243;n de factor tisular por reclutamiento de monocitos en la pared de los vasos&#59; f&#41; supresi&#243;n del eje fibrinol&#237;tico por monocitos&#44; y g&#41; aumento de la expresi&#243;n del PAI-1<span class="elsevierStyleSup">12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Regulaci&#243;n del crecimiento celular</span></p><p class="elsevierStylePara">La hipoxia&#47;isquemia modula el potencial mitog&#233;nico del endotelio al controlar la expresi&#243;n de factores que participan en la angiog&#233;nesis&#46; HIF activados inducen la expresi&#243;n de VEGF&#44; &#243;xido n&#237;trico sintetasa endotelial &#40;eNOS&#41;&#44; factor de crecimiento derivado de plaquetas &#40;PDGF-B&#41; y otros&#46; No est&#225; claro a&#250;n cu&#225;ndo la neoangiog&#233;nesis comandada por el endotelio activado en respuesta al insulto hip&#243;xico&#47;isqu&#233;mico tendr&#225; un significado adaptativo o maladaptativo<span class="elsevierStyleSup">13</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleItalic"> Modulaci&#243;n del tono vascular</span></p><p class="elsevierStylePara">El endotelio privado de ox&#237;geno al inicio genera una respuesta vasoconstrictora transitoria seguida de vasorrelajaci&#243;n&#59; sin embargo&#44; si el estado de hipoxia se prolonga&#44; la respuesta vasoconstrictora se perpet&#250;a&#46; La desendotelizaci&#243;n experimental de los vasos sangu&#237;neos anula la vasoconstricci&#243;n inducida por hipoxia&#44; motivo por el cual se cree que esta vasorreactividad est&#225; mediada por factores derivados del propio endotelio tales como ani&#243;n super&#243;xido&#44; endoper&#243;xido&#44; tromboxano A2 y endotelinas&#46; Estas &#250;ltimas son expresadas en respuesta a la activaci&#243;n transcripcional mediada por HIF-1 y AP-1&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La privaci&#243;n de ox&#237;geno es capaz de activar la c&#233;lula endotelial en dos etapas&#44; una inicial r&#225;pida independiente de activaci&#243;n g&#233;nica y s&#237;ntesis de prote&#237;nas que incluye retracci&#243;n endotelial&#44; liberaci&#243;n de factor procoagulante de von Willebrand y expresi&#243;n de P-selectina y otra lenta que involucra la transcripci&#243;n de genes y s&#237;ntesis proteica de mol&#233;culas de adhesi&#243;n y liberaci&#243;n de IL-1 e IL-8&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Por otro lado&#44; el insulto hip&#243;xico cr&#243;nico estimula la generaci&#243;n de factores mitog&#233;nicos con la consecuente proliferaci&#243;n de c&#233;lulas musculares lisas vasculares y remodelamiento de la pared del vaso&#46; Si bien la respuesta vasoconstrictora podr&#237;a considerarse como disfuncional&#44; tambi&#233;n es cierto que &#233;sta resulta fisiol&#243;gica al inicio de la reparaci&#243;n tisular<span class="elsevierStyleSup">13</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> ENDOTELIO Y REGULACION DEL TONO VASOMOTOR</span></p><p class="elsevierStylePara">El endotelio se encuentra por una parte en contacto directo con el torrente circulatorio y acoplado estructuralmente con la c&#233;lula muscular lisa de arterias y arteriolas&#46; Esta caracter&#237;stica le permite controlar el tono vasomotor por s&#237; mismo &#40;mecanismos endotelio dependientes&#41; y a trav&#233;s de la interacci&#243;n que posee con la c&#233;lula muscular lisa vascular&#46; Por otra parte&#44; existe evidencia de que las c&#233;lulas de los propios par&#233;nquimas son capaces&#44; en condiciones de hipoxia&#44; de liberar adenosina&#44; lactato&#44; iones hidr&#243;geno&#44; iones potasio y otras sustancias que pueden inducir vasodilataci&#243;n al activar canales de potasio ATP-dependientes &#40;K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span>&#41; que bloquean la entrada de calcio desde el espacio extracelular v&#237;a canales dependientes de voltaje &#40;mecanismos endotelio independientes&#41;<span class="elsevierStyleSup">6&#44;11</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">En primer lugar describiremos brevemente los mecanismos que controlan la contracci&#243;n de la c&#233;lula muscular lisa vascular para luego comentar c&#243;mo participa el endotelio en la regulaci&#243;n del tono vasomotor y su acoplamiento funcional en la unidad reguladora mioendotelial&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> C&#233;lula muscular lisa vascular</span></p><p class="elsevierStylePara">Las c&#233;lulas musculares lisas vasculares mantienen el tono del vaso sangu&#237;neo de manera dependiente de la concentraci&#243;n de calcio citos&#243;lico&#44; calcio que proviene tanto de los dep&#243;sitos intracelulares&#44; como de aquel que ingresa a la c&#233;lula a trav&#233;s de los canales de membrana activados por voltaje&#46; El calcio intracelular disponible forma complejos con calmodulina y activa una enzima quinasa que fosforila la cadena liviana de miosina&#46; &#201;sta&#44; una vez fosforilada&#44; adquiere actividad ATPasa lo que permite el desplazamiento de las cadenas de miosina sobre actina&#44; evento medular en la contracci&#243;n de la fibra muscular lisa&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La c&#233;lula muscular lisa vascular tambi&#233;n posee receptores de vasopresina cuyo bloqueo en modelos animales con shock endot&#243;xico reduce la presi&#243;n arterial y la tolerancia a la hipotensi&#243;n&#46; Si bien en condiciones normales vasopresina posee un papel menor en el control de la presi&#243;n arterial&#44; en los estados de shock su concentraci&#243;n plasm&#225;tica aumenta considerablemente y contribuye a su regulaci&#243;n&#46; Si la hipotensi&#243;n se mantiene por per&#237;odos m&#225;s prolongados &#40;una hora&#41; los niveles de vasopresina disminuyen producto de una reducci&#243;n de sus reservas en la neurohip&#243;fisis mediada por estimulaci&#243;n barorrefleja intensa y sostenida<span class="elsevierStyleSup">14</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Endotelio</span></p><p class="elsevierStylePara">Los mecanismos de regulaci&#243;n del tono vasomotor dependientes del endotelio son complejos y dependen del balance existente entre la s&#237;ntesis de mol&#233;culas vasoconstrictoras y vasodilatadoras&#46; Entre las mol&#233;culas vasoconstrictoras podemos mencionar endotelinas&#44; tromboxano A<span class="elsevierStyleInf">2</span> &#40;TxA<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41; y factor activador derivado de las plaquetas &#40;PAF&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El vasoconstrictor m&#225;s potente liberado por la c&#233;lula endotelial en los estados de hipoxia es la endotelina-1 &#40;ET-1&#41;&#46; Una vez liberada se une a receptores ubicados sobre las c&#233;lulas del m&#250;sculo liso vascular donde incrementa el influjo de calcio&#44; activa la prote&#237;na quinasa C &#40;PKC&#41; y fosforila la miosina&#44; secuencia de eventos que conducen a vasoconstricci&#243;n<span class="elsevierStyleSup">12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Otras sustancias vasoconstrictoras inducidas por hipoxia son PDGF-B y VEGF vinculadas tambi&#233;n&#44; como se mencion&#243; en p&#225;rrafos anteriores&#44; al proceso de angiog&#233;nesis&#46; Estas sustancias son expresadas por la c&#233;lula endotelial s&#243;lo en condiciones de hipoxia y principalmente cuando &#233;sta es de car&#225;cter prolongado &#40;m&#225;s de 24 horas&#41;&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Las sustancias vasodilatadoras m&#225;s importantes liberadas por el endotelio incluyen&#58; factor de relajaci&#243;n derivado del endotelio o NO&#44; prostaciclina &#40;PGI<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41; y factor de hiperpolarizaci&#243;n dependiente del endotelio &#40;EDHF&#41;<span class="elsevierStyleSup">6&#44;12</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El &#243;xido n&#237;trico es una mol&#233;cula inestable &#40;vida media inferior a 10 segundos&#41; sintetizada por una familia de &#243;xido n&#237;trico sintetasas a partir de L-arginina&#46; En la sepsis la producci&#243;n de &#233;ste se encuentra aumentada en relaci&#243;n con la mayor expresi&#243;n de la enzima &#243;xido n&#237;trico sintetasa inducible &#40;i-NOS o NOS II&#41; mediada por citocinas inflamatorias&#46; El NO difunde desde el endotelio a las c&#233;lulas musculares lisas adyacentes y estimula directamente la enzima guanilatociclasa soluble e induce vasodilataci&#243;n al reducir el contenido de guanos&#237;n monofosfato &#40;GMP&#41; c&#237;clico intracelular&#46; Este &#250;ltimo ejerce su efecto vasodilatador al activar una enzima fosfatasa de la cadena liviana de miosina<span class="elsevierStyleSup">15</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">Por otra parte&#44; el NO puede inducir vasodilataci&#243;n a trav&#233;s de la activaci&#243;n de canales de potasio K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span> y dependientes de calcio &#40;K<span class="elsevierStyleInf">Ca</span>&#41; presentes en la membrana plasm&#225;tica de c&#233;lulas musculares lisas&#46; En ambas circunstancias&#44; la movilizaci&#243;n de potasio al espacio extracelular implica hiperpolarizaci&#243;n de la membrana plasm&#225;tica y la consiguiente vasodilataci&#243;n&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La vasodilataci&#243;n mediada por los canales K<span class="elsevierStyleInf">Ca</span> es de vital inter&#233;s ya que una de sus funciones es reducir el efecto de los f&#225;rmacos vasoconstrictores&#44; situaci&#243;n caracter&#237;stica en todos los tipos de shock&#46; El NO puede activar estos canales por medio de nitrosilaci&#243;n directa y por activaci&#243;n de la proteinaquinasa dependiente de GMPc<span class="elsevierStyleSup">14</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara">La PGI<span class="elsevierStyleInf">2</span> ejerce su efecto vasodilatador al incrementar el contenido de AMPc intracelular por activaci&#243;n de la enzima adenilatociclasa a trav&#233;s de un mecanismo dependiente de receptor que conduce a una modificaci&#243;n de la arquitectura del citoesqueleto de actina&#46;</p><p class="elsevierStylePara">El EDHF ejercer&#237;a su efecto por un mecanismo independiente de segundos mensajeros al inducir hiperpolarizaci&#243;n de la membrana por apertura de canales K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span> con inhibici&#243;n secundaria de la corriente de calcio v&#237;a canales dependientes de voltaje&#46; Se sabe adem&#225;s que PGI<span class="elsevierStyleInf">2</span> y NO tambi&#233;n modifican el potencial de membrana celular con efecto similar al EDHF &#40;activaci&#243;n de canales K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span>&#41;<span class="elsevierStyleSup">6</span>&#46; Por otro lado&#44; estos canales K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span> pueden ser activados tambi&#233;n por disminuci&#243;n de la concentraci&#243;n intracelular de ATP&#44; aumento de la concentraci&#243;n intracelular de lactato e iones hidr&#243;geno&#44; sustancias neurohumorales como p&#233;ptido natriur&#233;tico atrial&#44; p&#233;ptido relacionado al gen de calcitonina y adenosina<span class="elsevierStyleSup">14</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"> Cabe destacar que los canales K<span class="elsevierStyleInf">ATP</span> se encuentran presentes no s&#243;lo en las c&#233;lulas musculares lisas vasculares sino tambi&#233;n en las c&#233;lulas endoteliales sugiriendo que &#233;stas participan en la regulaci&#243;n del tono vascular activadas por mol&#233;culas como PGI<span class="elsevierStyleInf">2</span> y NO&#44; que ejercen su efecto por medio de segundos mensajeros intracelulares y tambi&#233;n por acoplamiento el&#233;ctrico de ambas membranas celulares<span class="elsevierStyleSup">6</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> Unidad reguladora mioendotelial</span></p><p class="elsevierStylePara"> Endotelio y m&#250;sculo liso vascular se encuentran estructuralmente relacionados por medio de uniones amplias &#40;<span class="elsevierStyleItalic">gap junctions</span>&#41;&#46; Es posible entonces que ambos tipos celulares se encuentren adem&#225;s funcionalmente acoplados formando una especie de unidad reguladora mioendotelial&#46; As&#237;&#44; estas uniones amplias permitir&#237;an el acoplamiento el&#233;ctrico de ambas c&#233;lulas&#44; de modo tal que aquellos eventos que modifican el potencial de membrana de la c&#233;lula endotelial ser&#237;an captados por las c&#233;lulas musculares lisas que responder&#237;an modificando tambi&#233;n el suyo &#40;hiperpolarizaci&#243;n &#8594; vasodilataci&#243;n&#41;&#46; Como estas <span class="elsevierStyleItalic">gap junctions</span> son m&#225;s numerosas en arteriolas de distribuci&#243;n&#44; es posible que este acoplamiento endotelio-m&#250;sculo liso vascular adquiera mayor importancia en lechos vasculares distales responsables de la distribuci&#243;n del flujo sangu&#237;neo a los distintos par&#233;nquimas<span class="elsevierStyleSup">6</span>&#46;</p><p class="elsevierStylePara"><span class="elsevierStyleBold"> AGRADECIMIENTOS</span></p><p class="elsevierStylePara">A nuestra secretaria Srta&#46; Marta Ram&#237;rez por su colaboraci&#243;n en la compaginaci&#243;n y dise&#241;o de las figuras&#46;</p>"
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Vol. 29. Núm. 3.
Páginas 142-150 (abril 2005)
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Endotelio y sepsis
Endothelium and sepsis
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V. Tomicic Floresa, J. Guerrero Peraltab
a Unidad de Cuidados Intensivos. Clínica Alemana de Santiago. Santiago de Chile. Chile.
b Unidad de Cuidados Intensivos. Clínica Alemana de Santiago. Santiago de Chile. Chile. Unidad de Cuidados Intensivos. Hospital Clínico Universidad de Chile. Santiago de Chile. Chile.
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TABLA 1. Características del fenotipo activado de las células endoteliales
Resumen
El concepto actual de la función endotelial en condiciones normales y de inflamación ha cambiado radicalmente desde los tiempos en que era considerado como una mera barrera entre el espacio intra y extravascular. En condiciones normales, el endotelio tiene un importante papel anticoagulante, antiadhesivo para los leucocitos y de regulación del tono vascular. En condiciones de inflamación, el fenotipo endotelial cambia a uno procoagulante, proadhesivo, y proinflamatorio. El endotelio vascular es un tipo celular central en la orquestación de la respuesta inflamatoria.
Palabras clave:
sepsis, disfunción endotelial, respuesta inflamatoria, óxido nítrico
Abstract
The current concept of the endothelial function in normal condition and in inflammatory states has changed radically since the time in which it was regarded as a simple barrier between intravascular and extravascular compartments. Under normal conditions, the endothelium plays an important role as anticoagulant, as antiadhesive for leukocytes, and as a modulator of the vascular tone. In conditions of inflammation, the endothelial phenotype changes to a pro-coagulant, pro-adhesive, and pro-inflammatory one. Vascular endothelium is a key cellular type in assembling the inflammatory response.
Keywords:
sepsis, endothelial dysfunction, inflammatory response, nitric oxide
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INTRODUCCIÓN

Durante muchos años el endotelio fue considerado una barrera inerte que separaba el torrente circulatorio de los tejidos subyacentes. Los avances en la comprensión de los procesos involucrados en la respuesta del huésped a la lesión han permitido reconocer a esta población celular como un órgano verdadero que ocupa un lugar fundamental en el montaje de dicha respuesta.

Ampliamente distribuidas en el cuerpo humano, las células endoteliales tapizan el compartimiento vascular que alcanza una superficie de 4.000 a 7.000 m2 y cumplen múltiples funciones donde destacan: regulación del tono vasomotor, balance local de mediadores pro y antiinflamatorios, regulación del desplazamiento de células y nutrientes, mantenimiento de la fluidez sanguínea y generación de neovasos1.

En la sepsis se produce una activación endotelial masiva, exagerada y sostenida que se caracteriza por desequilibrio entre mediadores pro y antiinflamatorios y pérdida del tono vasomotor. En este caso la respuesta es "desadaptada" (disfunción endotelial) y puede acabar con la vida del individuo afectado. El término disfunción endotelial se relaciona con ambos tipos de respuesta (local o sistémica) y se refiere principalmente a aquellos casos en que la respuesta endotelial implica, de una u otra manera, un coste para el huésped2.

En este capítulo nos referiremos a 4 aspectos de la activación endotelial: a) activación de la célula endotelial como respuesta adaptativa normal; b) disfunción endotelial en la sepsis; c) daño endotelial e insulto hipóxico/isquémico, y d) endotelio y regulación del tono vasomotor (unidad reguladora mioendotelial).

ACTIVACION DE LA CÉLULA ENDOTELIAL COMO RESPUESTA ADAPTATIVA NORMAL

En condiciones normales las células endoteliales se encuentran continuamente reconociendo y respondiendo en forma activa frente a los cambios que ocurren en el ambiente extracelular local, como sucede en presencia de bacteremia, trauma, isquemia- reperfusión, etc. En otras palabras, la activación de la célula endotelial se produce como respuesta adaptativa normal y la forma de presentación y duración de ésta dependerá del tipo de estímulo, sitio donde se desarrolla y momento en que ocurre su activación dentro del sistema circulatorio. Este concepto temporoespacial de la activación endotelial se ha denominado "heterogenicidad endotelial" o "diversidad vascular". Cabe destacar además que la respuesta endotelial no es un fenómeno del "todo o nada" (on-off), sino que representa un espectro amplio que depende del estado de salud o enfermedad del huésped1.

Así, cuando la respuesta endotelial beneficia al organismo en cuestión, ésta puede ser considerada adaptativa y fisiológica, como ocurre en la invasión local por un patógeno. En este caso, la liberación de mediadores inflamatorios, marginación de leucocitos y activación de la coagulación cumplen la función de rodear la infección e impedir que ésta se distribuya ampliamente en el resto del organismo.

Transducción de la señal inducida por lipopolisacáridos

El lipopolisacárido (LPS) es el responsable de la iniciación de la cascada inflamatoria en las infecciones producidas por bacterias gramnegativas. Su actividad biológica es mediada por una glucoproteína de fase aguda de síntesis hepática que posee alta afinidad para LPS, denominada proteína de enlace de LPS (LBP). La importancia de esta última en la activación de la sepsis ha quedado demostrada por la menor sensibilidad a LPS observada en ratas carentes del gen de LBP.

La LBP forma un complejo con LPS (LPS-LBP) y funciona como una proteína de transferencia que acarrea LPS hacia receptores ubicados en la superficie celular. El complejo LPS-LBP ejerce su actividad al entregar LPS a un receptor de membrana específico denominado mCD14 que se encuentra en la superficie de macrófagos, monocitos y neutrófilos.

Existen resultados contradictorios con respecto a la expresión de este receptor en la superficie de las células endoteliales; sin embargo, algunos autores han logrado estimular células endoteliales mCD14 negativas. En ausencia de mCD14, LPS puede actuar sobre las células endoteliales por medio de la forma soluble de este receptor (sCD14). Este último es liberado a la circulación desde los monocitos activados y es capaz de actuar como mediador de la actividad de LPS en una forma LBP-dependiente similar a mCD143.

Ambas formas de CD14 se comportan como moléculas de reconocimiento que interactúan no sólo con LPS, sino también con otros componentes microbianos como peptidoglicano soluble y ácido lipoteicoico.

El mCD14, al carecer de dominio intracelular, es incapaz de iniciar por sí mismo una respuesta celular, razón por la cual debe acompañarse de proteínas transmembrana. Entre éstas destacan los receptores toll-like (TLR) identificados como indispensables para inducir la activación de mediadores intracelulares tales como proteínas quinasas y factor nuclear kappa-B (NF-κB).

La célula endotelial expresa predominantemente dos tipos de TLR, TLR-4 y TLR-2. Ambos son regulados por factores relacionados con la inflamación, entre ellos LPS, factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) e interferón-γ (IFNγ).

En los mamíferos, el TLR-4 es probablemente la proteína transmembrana más importante involucrada en la transmisión de la señal inducida por LPS; no obstante, es necesario mencionar que se han identificado otros tipos de proteínas como el fMLP, que se comportan de manera similar.

Recientemente en una variedad de ratas resistentes a LPS (C3H/HeJ y C57BL/10ScCr) se demostró que la mutación del gen para TLR-4 les confería resistencia a los efectos de la endotoxina bacteriana. Sorprendentemente, esta anomalía no pudo ser corregida por transfección de sus líneas celulares con receptores TLR-4 lo que hizo plantear la existencia de moléculas adicionales.

TLR-4 para ejercer su acción requiere la presencia de una glucoproteína accesoria denominada MD-2, ésta se une al dominio extracelular de TLR-4 otorgándole mayor capacidad de respuesta frente a LPS. Probablemente cada miembro de la familia de TLR necesita una proteína accesoria específica para reconocer los diferentes componentes bacterianos3.

Factor de transcripción NF-κB

Los efectos proinflamatorios del LPS se cree que están mediados por activación del NF-κB que se encuentra presente tanto en células mieloides (monocito-macrófago, polimorfonucleares [PMN]) como en células endoteliales. Este factor desempeña un papel central en la regulación de la transcripción de citocinas, moléculas de adhesión y otros mediadores que dependerán del tipo de célula estimulada.

El NF-κB forma parte de una familia de proteínas estructuralmente relacionadas que contienen una región aminoterminal denominada dominio homólogo Rel (RDH), donde se encuentra el dominio de dimerización y la señal de localización nuclear (NLS).

Cuando la célula se encuentra en estado quiescente, en el citoplasma celular NF-κB, heterodímero constituido por las subunidades p50 (NF-κB1) y p65 (RelA), se encuentra unido a una proteína inhibidora conocida como IκB que enmascara la NLS4.

Mediadores intracelulares y activación del NF-κB

Como se mencionó, el NF-κB unido al IκB permanece en el citoplasma como un factor de transcripción latente. La liberación del NF-κB se consigue a través de la fosforilación y degradación proteolítica del IκB en el citoplasma, proceso que puede ocurrir en respuesta a una amplia gama de estímulos tales como TNF-α, interleucina 1B (IL-1ß), LPS, ARN doble hebra, especies reactivas de oxígeno (ERO), radiación gamma, etc.

El IκB está constituido por dos subunidades inhibidoras (IκBα e IκBß). Ambas son susceptibles de ser fosforiladas y esto ocurre a nivel de residuos de serina específicos ubicados en su extremo aminoterminal (Ser32, Ser36). Este proceso se inicia con la activación de dos quinasas de IκB (IKKα e IKKß), también conocidas como IKK-1 e IKK-2, en respuesta a los estímulos antes citados.

Luego, las quinasas de IκB forman homo y heterodímeros que se unen a una tercera proteína conocida como modulador esencial de NF-κB (NEMO). Este complejo formado por IKK-1, IKK-2 y NEMO pasa a formar parte, junto a otras proteínas, de una estructura de alto peso molecular denominada IKK signalosoma, capaz de acoplarse a otras quinasas activadoras corriente arriba, entre ellas, proteínas quinasa-quinasa-quinasa activadas por mitógenos (MAP3K), quinasa inductora de NF-κB (NIK) y quinasa quinasa-1 reguladora de la señal extracelular (MEKK-1).

A su vez, para que estas quinasas corriente arriba continúen con el proceso de fosforilación de IκB, requieren interactuar directamente con diferentes factores que se encuentran asociados a los receptores de TNF-α e IL-1. Estos factores forman parte de complejos de señal citoplasmática receptor-específicos, entre los que destacan TRAF1, TRAF2, receptor de TNF 1-asociado al dominio proteico de muerte (TRADD) y TRAF6 donde TRADD se encuentra asociado con receptores de TNF-α y TRAF6 con los de IL-15.

Un ejemplo de ello, es la capacidad que tiene NIK para unirse directamente con TRAF2 e iniciar la activación del NF-κB. Aunque no existe consenso, parece que la sobreexpresión de NIK y MEKK-1 conducen a la fosforilación de IKK-1 e IKK-2, donde NIK expresa preferencia por IKK-1 y MEKK-1 por IKK-24.

Una vez concluida la fosforilación de IκB, éste es ubiquitinado por la ubiquitina ligasa E3, miembro terminal de una cascada de enzimas conjugantes de ubiquitina, para luego ser degradado por el proteasoma 26S. En ese momento el heterodímero p50-p65 libre es translocado al núcleo, donde se une a secuencias κB en regiones promotoras de genes específicos que codifican mediadores activados transcripcionalmente por este factor. En el caso de las células endoteliales los principales mediadores serán moléculas de adhesión, tales como E-selectina, moléculas de adhesión intracelular (ICAM-1) y molécula de adhesión intercelular (VCAM-1)4 (fig. 1).

Figura 1. Mediadores intracelulares y activación del factor nuclear kappa-B (NF-κB). TNF: factor de necrosis tumoral; TRADD: receptor de TNF1 asociado al dominio proteico de muerte.

DISFUNCION ENDOTELIAL EN LA SEPSIS

El compromiso de la función endotelial forma parte de la respuesta multicelular integrada que el huésped es capaz de montar frente a un patógeno agresor. Esta disfunción puede culminar en una alteración grave de la homeostasis vascular que se caracteriza por oclusión microvascular de magnitud variable que puede llevar a un desequilibrio entre la oferta y demanda de oxígeno a nivel tisular6.

En la sepsis, la célula endotelial cambia desde un fenotipo quiescente (anticoagulante, antiadhesivo, vasodilatador) a uno activado (procoagulante, proadhesivo, vasoconstrictor) donde ocurren cambios estructurales y funcionales que la caracterizan (tabla 1). Tanto las células endoteliales como los monocitos participan en la activación paralela de las cascadas de inflamación y coagulación que tendrán como fin eliminar el agente patógeno. Sin embargo, simultáneamente esta respuesta puede generar daño colateral en tejidos normales que puede contribuir al desarrollo de disfunciones de órganos cuya consecuencia será un aumento de la morbimortalidad en este tipo de pacientes7.

En condiciones normales, la actividad biológica de los mediadores involucrados en la respuesta inflamatoria está sometida a un estricto control por parte de inhibidores específicos. En el paciente séptico, en cambio, este balance se encuentra deteriorado y se manifiesta a través de cambios considerables en las tasas de producción de los distintos mediadores con el desarrollo de un estado de desequilibrio entre pro y antiinflamación8 (fig. 2).

Figura 2. Respuesta endotelial a la agresión. Modificada de Ten V, Pinsky D13. AMPc: 3', 5'-adenosin monofosfato cíclico; PAI-1: inhibidor del activador del plasminógeno 1; ICAM: moléculas de adhesión intracelular; VCAM: moléculas de adhesión intercelular; ERO: especies reactivas de oxígeno.

A continuación haremos una breve descripción de las características más importantes que adquiere la célula endotelial en su estado activado: a) propiedades procoagulantes; b) propiedades proadhesivas; c) pérdida de la función de barrera, y d) apoptosis de la célula endotelial

Propiedades procoagulantes

Los mediadores inflamatorios liberados durante la respuesta inflamatoria pueden interactuar con las células endoteliales e inducir en ellas un fenotipo procoagulante. Estudios in vitro han demostrado que estas células disminuyen la síntesis de trombomodulina, activador del plasminógeno tisular y heparán sulfato. Al mismo tiempo ocurre un aumento de la expresión del factor tisular, del inhibidor del activador del plasminógeno 1 (PAI-1) e incremento en la generación de micropartículas fosfolipídicas procoagulantes que contribuyen al daño celular.

El aumento en la expresión del factor tisular en la superficie de monocitos circulantes y macrófagos tisulares lleva a la activación de la vía extrínseca de la cascada de coagulación, generación de trombina, formación de fibrina y su posterior amplificación por la vía intrínseca de la coagulación. La activación de esta última incrementa la producción de citocinas y quimioquinas por parte de las células endoteliales y aumenta la expresión de moléculas de adhesión. Se ha propuesto además que la fibrina, al inmovilizar los patógenos en la superficie de los leucocitos, facilitaría su fagocitosis.

Factores hemodinámicos, tales como la reducción del gasto cardíaco y la vasoconstricción asociados a lesiones vasculares oclusivas, pueden favorecer la formación local de coágulos debido a una reducción en la remoción de serinas proteasas activadas. En estas circunstancias la respuesta inflamatoria se amplifica, ya que estas enzimas son responsables de activar sustratos corriente abajo en la cascada de la coagulación e interactuar con receptores de membrana de monocitos y células endoteliales.

Se ha demostrado que junto con la activación de la vía extrínseca de la coagulación ocurre una marcada disminución de la actividad anticoagulante natural (proteína C, antitrombina III y trombomodulina) favoreciendo el perfil procoagulante del estado séptico. Estudios clínicos han puesto en evidencia que la activación de la coagulación, el depósito difuso de fibrina intravascular y la inhibición de la fibrinólisis estarían relacionados también con el desarrollo de disfunción de órganos y con aumento de la mortalidad. Además, hay datos consistentes para afirmar que las propiedades procoagulantes descritas durante la sepsis no son homogéneas en los distintos órganos y tejidos analizados, planteando así que la respuesta del endotelio en los diferentes lechos vasculares está sometida a un tipo especial de regulación9,10.

Propiedades proadhesivas

Frente a los mediadores inflamatorios el endotelio responde expresando en su superficie moléculas de adhesión tales como P-selectina (CD62P), E-selectina (CD62E), ICAM-1 (CD54), VCAM-1 (CD106), PECAM-1 y CD99. Todas ellas en conjunto favorecerán el tráfico de leucocitos desde el torrente circulatorio al tejido subyacente, principalmente en el territorio precapilar y en los capilares de órganos nobles como corazón y pulmón. Además, el endotelio aumenta el reclutamiento de plaquetas en la pared de los vasos a través de un mecanismo dependiente de GPIIb/IIIa. Cabe destacar que ninguna de estas observaciones ocurre de manera generalizada, sino más bien como eventos localizados en ciertos órganos y/o segmentos vasculares3 (fig. 3).

Figura 3. Sepsis y tráfico de leucocitos. Modificada de Peters K, et al3. LPS: lipopolisacárido; LBP: proteína de enlace de LPS; TLR: receptores toll-like; NF-κB: factor kappa B; IL-1B: interleucina 1B; TNF-α: factor de necrosis tumoral alfa; ICAM-1: moléculas de adhesión intracelular; VCAM-1: moléculas de adhesión intercelular.

Pérdida de la función de barrera

En la sepsis la redistribución de fluidos al espacio extravascular se ve favorecida por el incremento de la permeabilidad endotelial o pérdida de la función de barrera. Datos experimentales sugieren que este aumento de la permeabilidad es mediado por LPS y se relaciona con la escisión enzimática de proteínas que forman parte de las uniones intercelulares, dando como resultado daño estructural de la célula endotelial. Estudios in vivo e in vitro han demostrado que el TNF-α es uno de los responsables de este trastorno y que esta actividad podría verse potenciada por trombina3.

Apoptosis de las células endoteliales

En condiciones normales un porcentaje muy bajo de las células endoteliales (< 0,1%) experimenta muerte celular programada (apoptosis) sugiriendo que éste es un proceso con alto grado de regulación. En forma experimental se ha demostrado que tanto agentes patógenos, endotoxina, citocinas proinflamatorias, ERO y condiciones de isquemia/reperfusión son capaces de inducir apoptosis a través de up-regulation de proteínas claves en dicho proceso tales como el homólogo de Bcl-2, A1, A20 y proteínas con dedos de zinc.

Las células endoteliales en apoptosis aumentan la respuesta inflamatoria al favorecer la acción paracrina de citocinas proinflamatorias sobre la inducción de ICAM-1, VCAM-1, ERO, actividad procoagulante y activación del complemento.

La importancia de la muerte celular por apoptosis, que sufren tanto células endoteliales como linfocitos y células epiteliales del tubo digestivo, ocupa un lugar central en la patogenia de la sepsis severa/ shock séptico y ha sido demostrada en necropsias de pacientes fallecidos por disfunción multiorgánica11.

DAÑO ENDOTELIAL E INSULTO HIPOXICO/ISQUÉMICO

La presencia de oxígeno es obligatoria para la supervivencia de la célula eucariota, ya que la respiración mitocondrial es más eficiente que la glucólisis anaeróbica en la generación de energía a partir de glucosa. Las células endoteliales, comparadas con otros tipos celulares como miocardiocitos, neuronas y células del túbulo renal, son más resistentes a la disminución del contenido de oxígeno en el medio, tolerancia que posiblemente proviene de la exposición frecuente de éstas a niveles reducidos de oxígeno como sucede en la arteria pulmonar y tejidos en cicatrización. Al parecer, esta resistencia a la hipoxia tiene relación además con la activación de proteínas antiapoptóticas que van en paralelo con la magnitud del insulto más que con la naturaleza de éste.

La respuesta de la célula endotelial a la hipoxia involucra mecanismos dirigidos a conservar la energía como down-regulation de las funciones que poseen altos requerimientos energéticos (transporte de iones) e implementación de vías alternativas para la síntesis de adenosina trifosfato (ATP) a través de la inducción de enzimas glucolíticas que optimizan la utilización de sustratos. Gran parte de este proceso adaptativo es regulado a nivel de la transcripción de genes que se encuentran involucrados en la respuesta a la privación de oxígeno.

Durante la organización de la respuesta celular a la hipoxia son activados factores transcripcionales tales como el complejo activador de proteína-1 (AP-1), factor de crecimiento de respuesta temprana -1 (Egr-1), NF-κB y factores inducidos por hipoxia (HIF). Todos ellos participan en la activación de genes que mantienen la homeostasis vascular12.

El factor de transcripción más estudiado es el HIF-1, heterodímero formado por las subunidades HIF-1α y HIF-1ß, cuya actividad biológica está determinada por la expresión de la primera. Bajo condiciones de normoxia, HIF-1 es hidroxilado por la enzima prolil-hidroxilasa que promueve su unión al complejo Von Hippel-Lindau ubiquitina ligasa (VHL) permitiendo su ubiquitinación y posterior degradación por el proteasoma.

Estudios in vitro muestran que en condiciones de hipoxia, HIF-1 aumenta su estabilidad proteica y potencia transcripcional ya que las enzimas responsables de su metabolización, prolil-hidroxilasa y asparaginil-hidroxilasa, se encuentran inactivas. Algunos autores proponen a estas enzimas como los sensores celulares de la hipoxia13 (fig. 4)

Figura 4. Activación de la transcripción por estímulo hipóxico.

En estas circunstancias HIF-1 se acumula en el núcleo y es responsable de la activación de los genes de eritropoyetina, factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) y de enzimas glucolíticas y transportadores de glucosa que controlan el ajuste metabólico durante la generación de energía en el ambiente hipóxico. Esta adaptación metabólica involucra una mayor captación de glucosa a través del incremento en la expresión de un transportador de glucosa independiente de insulina (GLUT-1) y la inducción de varias enzimas glucolíticas que mejoran la utilización de sustratos12.

Alteraciones del endotelio ocasionadas por el insulto hipóxico/isquémico

Función de barrera

Muchas de las funciones homeostáticas del endotelio quiescente son mantenidas por señales intracelulares mediadas por nucleótidos cíclicos. Uno de ellos, 3', 5'-adenosin monofosfato cíclico (AMPc) generado por activación de la enzima adenilato ciclasa secundario a la estimulación de receptores de membrana acoplados a proteína G heterotrimérica, participa en el mantenimiento de la arquitectura normal del citoesqueleto de actina permitiendo al endotelio mantener su característica de barrera permeable selectiva (difusión restringida). En condiciones de hipoxia la disminución del contenido intracelular de AMPc ha sido implicada como mecanismo responsable de cambios estructurales que llevan a la retracción de la célula endotelial y aparición de pequeños espacios intercelulares (1-3 µm). Esto conduce a un fallo en la difusión restringida con la consiguiente fuga paracelular de solutos, proteínas y leucocitos. En el desarrollo de este síndrome de fuga capilar también ha sido involucrado el VEGF que además de promover la angiogénesis aumenta la permeabilidad vascular12.

Fluidez circulatoria

La superficie endotelial es fenotípicamente no trombogénica, situación que facilita el flujo sanguíneo. La hipoxia/isquemia al igual que otros agentes proinflamatorios puede desajustar el delicado balance existente entre los mecanismos pro y anticoagulantes. Estos cambios en las propiedades de la coagulación durante la hipoxia surgen a través de diversos mecanismos: a) exposición directa de colágeno o factor tisular desde la membrana subendotelial que activan la vía extrínseca de la cascada de la coagulación; b) supresión de la expresión de trombomodulina, proteína transmembrana restringida al endotelio que acelera la acción de trombina en la activación de la proteína C anticoagulante; c) exocitosis de los cuerpos de Weibel-Palade, organelos cuyas membranas están tapizadas con P-selectina en cuyo interior poseen factor de von Willebrand, el cual promueve la adhesión de plaquetas al endotelio; d) caída brusca de los niveles de óxido nítrico (NO) que contribuye a la acumulación de plaquetas y trombosis; e) inducción de factor tisular por reclutamiento de monocitos en la pared de los vasos; f) supresión del eje fibrinolítico por monocitos, y g) aumento de la expresión del PAI-112.

Regulación del crecimiento celular

La hipoxia/isquemia modula el potencial mitogénico del endotelio al controlar la expresión de factores que participan en la angiogénesis. HIF activados inducen la expresión de VEGF, óxido nítrico sintetasa endotelial (eNOS), factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF-B) y otros. No está claro aún cuándo la neoangiogénesis comandada por el endotelio activado en respuesta al insulto hipóxico/isquémico tendrá un significado adaptativo o maladaptativo13.

Modulación del tono vascular

El endotelio privado de oxígeno al inicio genera una respuesta vasoconstrictora transitoria seguida de vasorrelajación; sin embargo, si el estado de hipoxia se prolonga, la respuesta vasoconstrictora se perpetúa. La desendotelización experimental de los vasos sanguíneos anula la vasoconstricción inducida por hipoxia, motivo por el cual se cree que esta vasorreactividad está mediada por factores derivados del propio endotelio tales como anión superóxido, endoperóxido, tromboxano A2 y endotelinas. Estas últimas son expresadas en respuesta a la activación transcripcional mediada por HIF-1 y AP-1.

La privación de oxígeno es capaz de activar la célula endotelial en dos etapas, una inicial rápida independiente de activación génica y síntesis de proteínas que incluye retracción endotelial, liberación de factor procoagulante de von Willebrand y expresión de P-selectina y otra lenta que involucra la transcripción de genes y síntesis proteica de moléculas de adhesión y liberación de IL-1 e IL-8.

Por otro lado, el insulto hipóxico crónico estimula la generación de factores mitogénicos con la consecuente proliferación de células musculares lisas vasculares y remodelamiento de la pared del vaso. Si bien la respuesta vasoconstrictora podría considerarse como disfuncional, también es cierto que ésta resulta fisiológica al inicio de la reparación tisular13.

ENDOTELIO Y REGULACION DEL TONO VASOMOTOR

El endotelio se encuentra por una parte en contacto directo con el torrente circulatorio y acoplado estructuralmente con la célula muscular lisa de arterias y arteriolas. Esta característica le permite controlar el tono vasomotor por sí mismo (mecanismos endotelio dependientes) y a través de la interacción que posee con la célula muscular lisa vascular. Por otra parte, existe evidencia de que las células de los propios parénquimas son capaces, en condiciones de hipoxia, de liberar adenosina, lactato, iones hidrógeno, iones potasio y otras sustancias que pueden inducir vasodilatación al activar canales de potasio ATP-dependientes (KATP) que bloquean la entrada de calcio desde el espacio extracelular vía canales dependientes de voltaje (mecanismos endotelio independientes)6,11.

En primer lugar describiremos brevemente los mecanismos que controlan la contracción de la célula muscular lisa vascular para luego comentar cómo participa el endotelio en la regulación del tono vasomotor y su acoplamiento funcional en la unidad reguladora mioendotelial.

Célula muscular lisa vascular

Las células musculares lisas vasculares mantienen el tono del vaso sanguíneo de manera dependiente de la concentración de calcio citosólico, calcio que proviene tanto de los depósitos intracelulares, como de aquel que ingresa a la célula a través de los canales de membrana activados por voltaje. El calcio intracelular disponible forma complejos con calmodulina y activa una enzima quinasa que fosforila la cadena liviana de miosina. Ésta, una vez fosforilada, adquiere actividad ATPasa lo que permite el desplazamiento de las cadenas de miosina sobre actina, evento medular en la contracción de la fibra muscular lisa.

La célula muscular lisa vascular también posee receptores de vasopresina cuyo bloqueo en modelos animales con shock endotóxico reduce la presión arterial y la tolerancia a la hipotensión. Si bien en condiciones normales vasopresina posee un papel menor en el control de la presión arterial, en los estados de shock su concentración plasmática aumenta considerablemente y contribuye a su regulación. Si la hipotensión se mantiene por períodos más prolongados (una hora) los niveles de vasopresina disminuyen producto de una reducción de sus reservas en la neurohipófisis mediada por estimulación barorrefleja intensa y sostenida14.

Endotelio

Los mecanismos de regulación del tono vasomotor dependientes del endotelio son complejos y dependen del balance existente entre la síntesis de moléculas vasoconstrictoras y vasodilatadoras. Entre las moléculas vasoconstrictoras podemos mencionar endotelinas, tromboxano A2 (TxA2) y factor activador derivado de las plaquetas (PAF).

El vasoconstrictor más potente liberado por la célula endotelial en los estados de hipoxia es la endotelina-1 (ET-1). Una vez liberada se une a receptores ubicados sobre las células del músculo liso vascular donde incrementa el influjo de calcio, activa la proteína quinasa C (PKC) y fosforila la miosina, secuencia de eventos que conducen a vasoconstricción12.

Otras sustancias vasoconstrictoras inducidas por hipoxia son PDGF-B y VEGF vinculadas también, como se mencionó en párrafos anteriores, al proceso de angiogénesis. Estas sustancias son expresadas por la célula endotelial sólo en condiciones de hipoxia y principalmente cuando ésta es de carácter prolongado (más de 24 horas).

Las sustancias vasodilatadoras más importantes liberadas por el endotelio incluyen: factor de relajación derivado del endotelio o NO, prostaciclina (PGI2) y factor de hiperpolarización dependiente del endotelio (EDHF)6,12.

El óxido nítrico es una molécula inestable (vida media inferior a 10 segundos) sintetizada por una familia de óxido nítrico sintetasas a partir de L-arginina. En la sepsis la producción de éste se encuentra aumentada en relación con la mayor expresión de la enzima óxido nítrico sintetasa inducible (i-NOS o NOS II) mediada por citocinas inflamatorias. El NO difunde desde el endotelio a las células musculares lisas adyacentes y estimula directamente la enzima guanilatociclasa soluble e induce vasodilatación al reducir el contenido de guanosín monofosfato (GMP) cíclico intracelular. Este último ejerce su efecto vasodilatador al activar una enzima fosfatasa de la cadena liviana de miosina15.

Por otra parte, el NO puede inducir vasodilatación a través de la activación de canales de potasio KATP y dependientes de calcio (KCa) presentes en la membrana plasmática de células musculares lisas. En ambas circunstancias, la movilización de potasio al espacio extracelular implica hiperpolarización de la membrana plasmática y la consiguiente vasodilatación.

La vasodilatación mediada por los canales KCa es de vital interés ya que una de sus funciones es reducir el efecto de los fármacos vasoconstrictores, situación característica en todos los tipos de shock. El NO puede activar estos canales por medio de nitrosilación directa y por activación de la proteinaquinasa dependiente de GMPc14.

La PGI2 ejerce su efecto vasodilatador al incrementar el contenido de AMPc intracelular por activación de la enzima adenilatociclasa a través de un mecanismo dependiente de receptor que conduce a una modificación de la arquitectura del citoesqueleto de actina.

El EDHF ejercería su efecto por un mecanismo independiente de segundos mensajeros al inducir hiperpolarización de la membrana por apertura de canales KATP con inhibición secundaria de la corriente de calcio vía canales dependientes de voltaje. Se sabe además que PGI2 y NO también modifican el potencial de membrana celular con efecto similar al EDHF (activación de canales KATP)6. Por otro lado, estos canales KATP pueden ser activados también por disminución de la concentración intracelular de ATP, aumento de la concentración intracelular de lactato e iones hidrógeno, sustancias neurohumorales como péptido natriurético atrial, péptido relacionado al gen de calcitonina y adenosina14.

Cabe destacar que los canales KATP se encuentran presentes no sólo en las células musculares lisas vasculares sino también en las células endoteliales sugiriendo que éstas participan en la regulación del tono vascular activadas por moléculas como PGI2 y NO, que ejercen su efecto por medio de segundos mensajeros intracelulares y también por acoplamiento eléctrico de ambas membranas celulares6.

Unidad reguladora mioendotelial

Endotelio y músculo liso vascular se encuentran estructuralmente relacionados por medio de uniones amplias (gap junctions). Es posible entonces que ambos tipos celulares se encuentren además funcionalmente acoplados formando una especie de unidad reguladora mioendotelial. Así, estas uniones amplias permitirían el acoplamiento eléctrico de ambas células, de modo tal que aquellos eventos que modifican el potencial de membrana de la célula endotelial serían captados por las células musculares lisas que responderían modificando también el suyo (hiperpolarización → vasodilatación). Como estas gap junctions son más numerosas en arteriolas de distribución, es posible que este acoplamiento endotelio-músculo liso vascular adquiera mayor importancia en lechos vasculares distales responsables de la distribución del flujo sanguíneo a los distintos parénquimas6.

AGRADECIMIENTOS

A nuestra secretaria Srta. Marta Ramírez por su colaboración en la compaginación y diseño de las figuras.

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