fisiopatología de la circulación cerebral
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FISIOPATOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN CEREBRAL Dr. José I. Alvez da Cruz Depto. Fisiopatología INTRODUCCIÓN • REGULACIÓN DE LA CIRCULACIÓN CEREBRAL: - En condiciones fisiológicas - En condiciones patológicas • MECANISMOS DE LESIÓN CELULAR CEREBRAL INTRODUCCIÓN - Importancia • 2 entidades que alteran circulación cerebral: Stroke o Ataques cerebro-vasculares (ACV) y Trauma encéfalo craneano (TEC). • ACV – Cuarta causa de muerte mundial y altamente invalidante. • TEC – Trauma es la principal causa de muerte luego de enfermedades cardiovasculares y cáncer (principalmente por TEC), primera causa de muerte en <44 años, primera causa de años de vida potencialmente perdidos. INTRODUCCIÓN • Encéfalo representa sólo el 2 % del peso del organismo (1200-1400 gramos). Sin embargo consume: • 25 % de la glucosa del organismo. • 20 % del consumo sistémico de oxígeno. • Y recibe el 15% del gasto cardíaco. ¿En que consume el oxígeno? • 50% actividad sináptica • 25% integridad de membrana y gradientes iónicos • 25% biosíntesis celular, transporte molecular y otros procesos no identificados. INTRODUCCIÓN • ENFERMEDADES CEREBROVASCULARES - ISQUÉMICAS - HEMORRÁGICAS • TRAUMATISMOS CRANEOENCEFÁLICOS 10 % ACV 5.5 millones ACV comparados con otras causas de muerte 27% Otras causas 15.6 millones Porcentajes y número de muertes por ACV y otras causas principales en todo el mundo OMS,2002 2% Malaria 1.2 millones 13% Enfermedades Coronarias 7.2 millones Total Muertes 57 millones 12% Cáncer 7.1 millones 3% Tuberculosis 1.6 millones 7% Infecciones Respiratorias 3.7 millones 3% Enfermedades diarreicas 1.8 millones 4% Causas perinatales 2.5 millones 5% HIV/SIDA 2.8 millones 5% Enfermedad pulmonar obstructiva crónica 2.7 millones 9% Traumas 5.2 millones INTRODUCCIÓN 1.- GRANDES VASOS DE LA CIRCULACIÓN ANTERIOR - CARÓTIDA INTERNA EXTRACRANEAL CARÓTIDA INTERNA INTRACRANEAL CEREBRAL MEDIA CEREBRAL ANTERIOR 2.- GRANDES VASOS DE LA CIRCULACIÓN POSTERIOR - VERTEBRAL - BASILAR - CEREBRAL POSTERIOR - CEREBELOSAS 3.- PEQUEÑOS VASOS PENETRANTES RAMAS DE - POLÍGONO DE WILLIS - CEREBRAL MEDIA - VERTEBRAL Y BASILAR Carótida Interna Carótida Externa Arterias Vertebrales Arterias Carótidas Comunes A. Cerebral Media A. Coroidea Anterior A. Cerebral Anterior A. Oftálmica A. Comunicante Posterior A. Carótida Interna A. Carótida Externa A. Carótida Común Arteria Parietal Arteria Central Anterior Arteria Parietal Posterior Arteria Angular Arteria Precentral Arteria Frontal Ascendente Arteria Temporal Posterior Arteria Orbitofrontal Lateral Arteria Temporal Anterior Arteria Temporal Media Arteria Carótida Interna Arteria Cerebral Media Arteria Carótida Externa Arteria Pericallosa Posterior Arteria Parietooccipital Arteria Calcarina Arteria Cerebelosa Superior Arteria Cerebelosa Anterior Inferior Arteria Cerebral Posterior Arteria Basilar Arteria Temporal Posterior Arteria Comunicante Anterior Arteria Cerebral Anterior Polígono de Willis Arteria Cerebral Media Arteria Carótida Interna Arteria Basilar Arteria Comunicante Posterior Arteria Cerebral Posterior Arteria Cerebelosa Superior Arteria Cerebelosa Anterior Inferior Arteria Vertebral VARIABLES FISIOLÓGICAS • FSC Global (15% del GC) FSC cortical (sustancia gris) FSC subcortical (sustancia blanca) • VO2 cer (20% del VO2 corporal) VO2 cortical (sustancia gris) VO2 subcortical (sustancia blanca) • • • • 50 ml/100g/min 80 ml/100g/min 20 ml/100g/min 3,4 ml/100g/min 6 ml/100g/min 2 ml/100g/min PO2 venosa 32-44 mmHg SyO2 65-70% RVC 1,5-2,0 mmHg/100g/min/ml PIC (decubito supino) 8-12 mmHg REGULACIÓN DEL FSC • Metabolismo (VO2) • Temperatura • PaCO2 • PaO2 • Autorregulación CONSUMO DE OXÍGENO CEREBRAL (VO2 cer) VO2 cer = FSC X (CaO2 - CvyO2) FSC = 50 ml/100g/min CaO2 = 20 ml/100ml CvyO2 = 13 ml/100ml VO2 cer = 3.5 ml/100g/min Consumo por función bioeléctrica: 50% Consumo basal: 50% Consumo de glucosa cerebral: 5.5 mg/100g VO2 Mediadores del acoplamiento Flujo/Metabolismo • Adenosina AMPc Vasodilatación • Vasodilatadores endotelio-dependientes: Óxido Nítrico (NO) • Otros: H+, K+, PG, VIP, SNS cerebral F. Murad. N Engl J Med 2006; 355: 2003-2011 PaCO2 PA ı 30 ı 80 (mm Hg) Vasorreactividad al CO2 • PaCO2: vasodilatador fisiológico + potente • La VD se debe al del pH perivascular por difusión rápida del CO2 a través de la BHE - H+ no difunden con facilidad - Acidosis respiratoria afecta + tono vascular que la metabólica • Cambios del pH del LCR ocasionados por alteraciones de la PaCO2 no se mantienen Mecanismos de la vasorreactividad al CO2 • Mediadores locales (no QR periféricos) • NO: sobre todo en vasorreactividad regional (cortical) • PGE2 ALTERACIÓN DE VASORREACTIVIDAD AL CO2 • TCE • Estenosis carotídea grave • HSA aneurismática • Insuficiencia cardíaca o hipotensión grave PaO2 ı 60 (mm Hg) Mediadores de la respuesta vasodilatadora a la hipoxemia • Adenosina • NO • Ácido láctico: pH extracelular AUTORREGULACIÓN FSC = PPC / RVC N 150 PPC HTA Áreas más vulnerables a isquemia • Áreas limítrofes entre arterias: - cerebrales anterior, media, posterior - cerebelosas superior e inferior • Tienen PAM en reposo más bajas que los territorios proximales (llegan antes al límite inferior de autorregulación) Mecanismos de autorregulación • Mecanismos metabólicos - Adenosina: su concentración cerebral se duplica segundos después de PA - NO: la inhibición de su síntesis desplaza el límite inferior a la derecha - Otros: PCK, prostaciclina, canales de K+ • Mecanismo miógeno - Presión transmural - Rol de canales TRPM4 (transient receptor potential) • Mecanismo neurógeno - La estimulación simpática desplaza la curva hacia la derecha Mecanismos de autorregulación • Respuesta miogénica: Presión perfusión Despolarización Activación canales Ca2+ sensibles a voltaje Ingreso de Ca2+ extracelular Contracción El grado de despolarización y contracción es proporcional a la presión intravascular Respuesta miogénica cerebrovascular: rol de los canales TRPM4 • Canales catiónicos monovalentes selectivos activados por Ca2+ • Presentes en células musculares lisas de arterias cerebrales • Demostradamente involucrados en la respuesta miogénica cerebrovascular • Cuando se suprime su expresión se inhibe el tono miogénico inducido por la presión Alteraciones de la autorregulación Causas: • TCE • Hipercapnia • Hipoxemia • ACV Consecuencias: • Edema, hemorragia cerebral • Isquemia, infarto cerebral Relaciones entre FSC, Presión y Resistencia F = P / R FSC = PPC / RVC PPC = PAM - PIC RVC = 8 L / r4 FSC = (PAM - PIC) r4 / 8 L PRESIÓN INTRACRANEANA • Volúmenes contenidos en el cráneo: - Parénquima cerebral (1400 ml) - LCR (150 ml) - VSC (150 ml) 2/3 en lecho capilar y venoso 1/3 en vasos arteriales -EDEMA CEREBRAL: citotóxico, vasogénico, ¿iónico? EDEMA CEREBRAL HTE • Cefaleas • Vómitos • Depresión de conciencia (caída del puntaje de Escala de Glasgow) hasta llegar al coma. • Alteraciones oculares: anisocoria, IV par, etc. CASPASAS EN EL ICTUS ISQUÉMICO • Primera enfermedad neurológica en la que se detectó activación de una caspasa (caspasa 1) • Activación de caspasas 1, 3, 8, 9, 11 • Liberación de citocromo c • Su inhibición reduce el daño tisular y permite mayor recuperación neurológica INFLAMACIÓN • Evento secundario: horas después de inicio de isquemia • Expresión de moléculas de adhesión • Adhesión y transmigración de leucocitos al parénquima cerebral bloqueo de la interacción entre moléculas de adhesión acumulación de leucocitos y tamaño de infarto • Expresión de mediadores inflamatorios - citocinas: TNF, IL-1, IL-6 AISC: - potentes inhibidores de producción de TNF, IL-1 - bloquean vías de apoptosis Rol de los procesos inflamatorios en la formación del trombo y ruptura de placa O’Rourke F et al. CMAJ 2004; 170: 1123-33 REGENERACIÓN CELULAR DESPUÉS DEL DAÑO ISQUÉMICO CEREBRAL • FACTORES DE CRECIMIENTO NEURALES • REORGANIZACIÓN Y REMAPEO CORTICAL • PLASTICIDAD NEURAL • CÉLULAS PROGENITORAS NEURALES
