Colateralización

En medicina , la colateralización , también llamada colateralización vascular o colateralización de vasos sanguíneos , es el crecimiento de un vaso sanguíneo o varios vasos sanguíneos que irrigan el mismo órgano o lecho vascular que otro vaso sanguíneo que no puede irrigar adecuadamente ese órgano o lecho vascular.

La colateralización coronaria se considera una respuesta normal a la hipoxia y puede ser inducida, bajo ciertas circunstancias, por el ejercicio . Se considera protectora. ^{[ 1 ]}

Los vasos sanguíneos colaterales o anastomóticos también existen incluso cuando el riego sanguíneo de una zona es adecuado, y estos vasos se utilizan con frecuencia en cirugía . Algunas zonas importantes donde esto ocurre son el abdomen, el recto, la rodilla, el hombro y la cabeza.

La circulación colateral coronaria existe de forma latente en el corazón normal . Los vasos colaterales microscópicos del corazón experimentan un proceso llamado transformación que ensancha la luz del vaso a expensas de su pared celular en respuesta a las tensiones miocárdicas, específicamente, el espasmo miocárdico y la hipoxia secundaria a un infarto de miocardio o al ejercicio intenso . También se ha demostrado que el estado de las colaterales coronarias se ve influenciado por la presencia de diabetes mellitus . ^{[ 2 ]}

La importancia funcional de los vasos colaterales coronarios es objeto de continua investigación experimental, aunque su existencia se conoce desde hace más de tres siglos y se ha documentado repetidamente en humanos y animales durante las últimas siete décadas. Si bien una serie de experimentos ahora clásicos de Schaper ^{[ 3 ]} a finales de la década de 1960 y en la de 1970 ampliaron nuestra comprensión de los mecanismos por los cuales estas  ur-arteriolas, generalmente redundantes y microscópicas (de 40 a 10 µm de diámetro en su estado nativo), se transforman por isquemia o estenosis en vasos con capacidad sanguínea que preserva la vida , ^{[ 4 ]} igualmente muchos estudios ^{[ 5 ]} han negado la función de estos vasos para preservar el miocardio mediante el rescate de la perfusión tisular y el mantenimiento de la presión arterial , como los que han documentado esto. Fue solo durante la década de 1980 que se llegó a un consenso entre los investigadores de que estos vasos pueden preservar hasta un 30 a 40% del flujo sanguíneo coronario a un vaso sanguíneo que de otro modo estaría ocluido y, si bien no son capaces de prevenir la isquemia en caso de ejercicio de alto rendimiento, pueden, sin embargo, mantener la presión arterial aórtica, pulmonar y auricular, redirigir la elevación del segmento ST hacia una depresión del segmento ST menos grave en la isquemia, ^{[ 6 ]} y prevenir el infarto y los síntomas del infarto, incluso en el caso de estenosis completa de la arteria coronaria principal izquierda .

Las colaterales nativas son vasos pequeños, con un revestimiento endotelial estrecho, una o dos capas de músculo liso y una cantidad variable de tejido elástico . Rara vez se observan durante la angiografía en ausencia de isquemia grave (los vasos de menos de 200 micrómetros no son visibles, generalmente), y solo se ha demostrado experimentalmente que la estenosis coronaria, la anemia y el ejercicio causan transformación. ^{[ 7 ]} La mayoría de los observadores coinciden en que una oclusión del 90% es necesaria para producir la transformación en ausencia de otros factores, aunque un artículo reciente sugiere que pueden aparecer como resultado de un espasmo coronario en ausencia de oclusión total (ver más adelante). ^{[ 8 ]} Dentro de los noventa segundos de la oclusión, el gradiente de presión entre el segmento del vaso coronario distal a la oclusión y el vaso colateral incipiente precipita el daño a la lámina elástica interna , provocando una respuesta inflamatoria ; Los monocitos y policitos migran a la pared vascular, que, como resultado de la oclusión, se ha vuelto permeable a los componentes celulares de la sangre. ^{[ 9 ]} El diámetro interno de estos vasos se expande exponencialmente en las primeras horas y días posteriores a una oclusión, ya que la división mitótica de la pared celular estrecha el diámetro de la pared y expande la luz de cada vaso. En cuatro semanas, la capacidad funcional de los vasos ha alcanzado un máximo, acompañada de una reducción del 90% en su resistencia, aunque la remodelación estructural continúa por proliferación celular y síntesis de elastina y colágeno durante un período de hasta seis meses.

Schaper resume el estado del conocimiento en 2009 sobre la transformación de la circulación colateral coronaria en una revisión reciente: ^{[ 10 ]} "Tras una oclusión arterial, se produce una remodelación hacia afuera de las arteriolas interconectadas preexistentes mediante la proliferación de células endoteliales y de músculo liso vascular. Esto se inicia por la deformación de las células endoteliales a través del aumento del estrés de cizallamiento del fluido pulsátil (FSS) causado por el fuerte gradiente de presión entre las regiones de alta presión preoclusiva y muy baja presión postoclusiva que están interconectadas por vasos colaterales. El estrés de cizallamiento conduce a la activación y expresión de todas las isoformas de la óxido nítrico sintetasa (NOS) y a la producción de óxido nítrico , seguida de la secreción del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) , que induce la síntesis de la proteína quimioatrayente de monocitos-1 (MCP-1) en el endotelio y en el músculo liso de la capa media. Esto conduce a la atracción y activación de monocitos y linfocitos T en el espacio adventicio (circulación colateral periférica). vasos) o la unión de estas células al endotelio (colaterales coronarias). Las células mononucleares producen proteasas y factores de crecimiento para digerir el andamiaje extracelular y permitir la motilidad y proporcionar espacio para las nuevas células. También producen NO a partir de la óxido nítrico sintetasa inducible (iNOS) , que es esencial para la arteriogénesis . La mayor parte de la producción de tejido nuevo es llevada a cabo por los músculos lisos de la capa media, que transforman su fenotipo de contráctil a sintético y proliferativo. Las proteínas de unión a la actina, como la proteína activadora de Rho de unión a la actina (ABRA) , la cofilina y la timosina beta 4 , desempeñan funciones importantes que determinan la polimerización y maduración de la actina. Las integrinas y conexinas están marcadamente reguladas al alza. Un papel clave en esta acción concertada, que conduce a un aumento de 2 a 20 veces en el diámetro vascular, dependiendo del tamaño de la especie (ratón versus humano), son los factores de transcripción AP-1, egr-1, carp, ets, por la Vía de Rho y por las quinasas activadas por mitógenosERK-1 y -2. A pesar del enorme aumento de la masa tisular (hasta 50 veces), el grado de restauración funcional de la capacidad de flujo sanguíneo es incompleto y se limita al 30% de la conductancia coronaria máxima y al 40% en la periferia vascular. El proceso de arteriogénesis puede estimularse drásticamente mediante aumentos en la FSS (fístulas arteriovenosas) y puede bloquearse completamente mediante la inhibición de la producción de NO, el bloqueo farmacológico del VEGF-A y la inhibición de la vía Rho. La estimulación farmacológica de la arteriogénesis, importante para el tratamiento de las enfermedades oclusivas arteriales, parece factible con donantes de NO.

El estudio de Kolibash de 1982 sobre el efecto de las colaterales en la perfusión miocárdica en reposo y esfuerzo, la función ventricular izquierda y la prevención del infarto de miocardio fue el más influyente en cambiar el rumbo de la opinión profesional hacia el reconocimiento del impacto de estos vasos en el corazón en riesgo. ^{[ 11 ]} En 91 pacientes examinados por angiografía, el 90% de los cuales tenía angina de esfuerzo , Kolibash descubrió 110 vasos LAD y RCA ocluidos, 101 de los cuales mostraron evidencia de vasos colaterales en sus áreas proximales . Kolibash dividió estas 101 áreas proximales en dos grupos: aquellos con perfusión normal en reposo (43) y aquellos con perfusión anormal en reposo (58). Las anomalías del movimiento de la pared fueron significativamente menos evidentes en áreas con perfusión normal en reposo: solo el 35% de estas áreas mostraron acortamiento segmentario disminuido. Por comparación, el 72% de las áreas con perfusión anormal en reposo mostraron acortamiento segmentario disminuido. Los infartos también ocurrieron con menos frecuencia en los sujetos normales que en los sujetos con anomalías (12% frente a 62%). Al examinar cuatro variables —perfusión en reposo, perfusión bajo estrés, anomalías en el movimiento de la pared y evidencia electrocardiográfica de infarto de miocardio—, Kolibash encontró que el 86% de las variables eran normales en el grupo de perfusión normal y el 81% eran anormales en el grupo de perfusión anormal. Ni la extensión de la enfermedad coronaria ni la apariencia de los vasos colaterales durante la angiografía difirieron entre los dos grupos, lo que llevó a Kolibash a concluir que la angiografía es insuficiente por sí sola para evaluar la importancia funcional de los vasos colaterales, y que "varias variables fisiológicas" son probablemente responsables del estado miocárdico en cualquier situación clínica dada. El hecho de que tantas áreas adecuadamente colateralizadas no mostraran evidencia de mejora posterior en la perfusión miocárdica también proporcionó evidencia de que las colaterales a menudo pueden tener poca o ninguna importancia. Sin embargo, es posible que dichas colaterales aparecieran demasiado tarde después del infarto para mejorar significativamente la perfusión general.

Desde el estudio de Kolibash, se han utilizado técnicas más recientes de manera efectiva para investigar los problemas que planteó y para caracterizar tanto el mecanismo de la transformación de las colaterales nativas como para evaluar su impacto en la perfusión y función miocárdica, entre ellas la angioplastia coronaria transluminal percutánea (ACTP) , las pruebas de espasmo provocativas con ergovina y los estudios de perfusión miocárdica . Usando ACTP, Rentrop demostró que el llenado de los vasos colaterales aumenta drásticamente durante la oclusión coronaria por inflado de balón, dentro de los noventa segundos de la oclusión total. ^{[ 12 ]} El llenado mejoró en 15 de 16 pacientes; ni el dolor torácico ni la angina preinflación se correlacionaron con la extensión del llenado colateral, y no se produjo espasmo coronario. Rentrop no generalizó sobre la importancia funcional de estas colaterales, que dijo que era "desconocida", pero su existencia sugiere que pueden ejercer un efecto preventivo y protector.

Posteriormente, el asociado de Rentrop, Cohen, evaluó prospectivamente a 23 pacientes sometidos a PTCA y observó que durante el inflado del balón, el grado medio de llenado colateral aumentó drásticamente. Diecinueve de los 23 pacientes mostraron mejoría (p=0,01) pero la arteriografía post-PTCA ^{[ 13 ]} no reveló colaterales visibles en ningún paciente. El efecto funcional del llenado fue dramático: utilizando un índice de isquemia (basado en el porcentaje de perímetro hipocontráctil del miocardio, suma de elevación del segmento ST y tiempo de inicio de la angina), Cohen encontró que el llenado de grado 0 o 1 confiere solo una protección nominal de la isquemia (es decir, el llenado es inexistente o solo de ramas laterales), pero el llenado parcial (es decir, grado 2 o superior) de estos segmentos proporciona una preservación casi completa del miocardio afectado de la asinergia asociada con la estenosis coronaria crítica. ^{[ 13 ]} Se observó dolor en los nueve pacientes con llenado 0 o 1, pero solo en cinco de los 14 pacientes con llenado de grado 2 o 3. Por lo tanto, la gravedad de los síntomas se correlacionó inversamente con el grado de llenado colateral observado.

En otro estudio frecuentemente citado, ^{[ 9 ]} Freedman se centró en la prevención del infarto de miocardio (IM) seleccionando a 121 pacientes con enfermedad grave de un solo vaso. 64 tenían infarto con onda Q y 57 no; 32 tenían angina inestable o infarto subendocárdico. En este estudio se identificaron 74 vasos totalmente ocluidos y 47 vasos subtotalmente ocluidos, y la presencia de oclusión total fue el predictor más significativo de la existencia de colaterales. 63 de 74 (85%) de los vasos "totalmente ocluidos" estaban acompañados de evidencia de colaterales, en comparación con 8 de 47 (17%) de los vasos subtotalmente ocluidos (p=0,001). Las colaterales estaban completamente ausentes excepto en arterias con menos del 90% de estenosis. Se encontraron arterias totalmente ocluidas en 29 de 57 pacientes en el grupo sin infartos de miocardio con onda Q , y los 29 mostraron colaterales. En comparación, el 76% de aquellos que carecían de arterias totalmente ocluidas mostraron colaterales (p es menor que 0,005). Por el contrario, los 24 de esos 57 pacientes sin infarto de miocardio con onda Q que no tenían colaterales tenían estenosis subtotal de su vaso enfermo. Aunque el tabaquismo , los niveles de colesterol y la presencia de angina no difirieron entre los grupos, la presencia de infarto subendocárdico fue significativamente mayor en aquellos con colaterales, lo que sugiere que o bien el infarto subendocárdico precipita la formación de colaterales en una medida comparable a la de los infartos con onda Q, o bien que las colaterales preexistentes impiden que los infartos subendocárdicos se conviertan en infartos transmurales.

Entre varios estudios japoneses que utilizan la prueba de espasmo provocativa de ergovina para simular isquemia en humanos y animales, incluidos los de Takeshita ^{[ 14 ]} y Tada, ^{[ 15 ]} uno de Yamagishi ^{[ 16 ]} encontró que el espasmo en la LAD resultó en (1) elevación del segmento ST más comúnmente en aquellos sin colaterales que en aquellos con ellas (8 de 9 vs. 2 de 7; p=0,05); (2) mayores aumentos en la presión diastólica final de la arteria pulmonar en aquellos sin colaterales (p=0,05); y (3) gran flujo de la vena cardíaca que fue significativamente mayor en aquellos con colaterales que en aquellos sin ellas. El espasmo resultó en angina leve asociada con una ligera elevación de la presión diastólica final de la arteria pulmonar y depresión del ST cuando había colaterales presentes en lugar de elevación y menor producción de lactato cardíaco , lo que sugiere fuertemente que las colaterales salvan el miocardio cuando la isquemia es producida por espasmo.

Aún se debate si la angina causa el desarrollo de circulación colateral, pero al menos un investigador, Fujita, cree que la angina es sintomática de, o de alguna manera promueve el desarrollo de, circulación colateral y, en cualquier caso, a veces precede, y a menudo previene, el infarto al aliviar el vaso críticamente ocluido antes de que pueda ocurrir la trombosis. ^{[ 17 ]} Al examinar a 37 pacientes que se sometieron a trombolisis intercoronaria dentro de las seis horas posteriores al infarto de miocardio, Fujita encontró que 2 de 19 pacientes sin angina preinfarto tenían circulación colateral y 9 de 18 pacientes con angina la tenían. Ninguna otra variable relacionada con el desarrollo de circulación colateral distinguió a los grupos. Por lo tanto, Fujita sugiere que la ausencia de angina sintomática puede no siempre presagiar una evolución favorable, y la prevención del infarto debe dirigirse sin duda a aquellos con enfermedad coronaria que no presentan síntomas, ya que pueden carecer de los efectos protectores del desarrollo de circulación colateral provocado por la presencia de angina.

La formación de vasos colaterales difiere de la angiogénesis en que varios vasos sanguíneos irrigan un mismo lecho vascular y estos vasos se mantienen (uno no involuciona ni retrocede).

• Angiogénesis
• aterosclerosis
• Colateralización axonal y su dependencia de la arborización dendrítica