Revisión Bibliográfica Sobre El Endotelio
Estudiantes: Kamal Buchaar Kelly Martinez Frank Pineda Daniela Mindiola
Trabajo de investigación para la catedra de Fisiología
Docente: Manuel Navarro. MD .
Universidad del Magdalena Facultad de Ciencias de la Salud Santa Marta 2014
RESUMEN El endotelio una barrera que recubre la zona interna de todos los vasos sanguíneos, incluido el corazón. Este verdadero órgano dentro de otros órganos pesa casi 3.5 kg. Es importante destacar el papel del endotelio siendo mediador de diferentes funciones: el endotelio secreta óxido nítrico (NO), un potente vasodilatador. Mantiene el tono vascular dilatado en la proporción exacta para conservar la presión arterial en valores normales y permitir la perfusión tisular; produce prostaciclinas antiagregante. También, proporciona una superficie no trombogénica y ayuda en la formación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis). Se involucra en la vasoconstricción y la vasodilatación, y por lo tanto el control de la presión arterial. En el siguiente artículo se desglosará su fisiología, y como interviene íntimamente con la fisiología de todos los sistemas del cuerpo humano.
ABSTRACT The endothelial barrier lining the inner zone of all blood vessels, including the heart. This real body within other organs weighs about 3.5 kg. Importantly, the role of the endothelium being mediator of different functions: the secret endothelial nitric oxide (NO), a potent vasodilator. Dilated vascular tone maintained in exact proportion to maintain normal blood pressure and tissue perfusion allow; antiplatelet produce prostacyclin. It also provides a nonthrombogenic and helps in the formation of new blood vessels (angiogenesis) surface. Is involved in vasoconstriction and vasodilation, and therefore the control of blood pressure. In the following article shall be disaggregated physiology, and as intimately involved with the physiology of al l body systems
INTRODUCCIÓN
METODOLOGÍA Se realizó una búsqueda en internet, con las palabras “Fisiología del endotelio” y “características del endotelio vascular”, se analizó la información encontrada para luego ser estudiada y resumida.
RESULTADOS El estudio de una estructura, tan básica hoy día como el endotelio, que en los últimos veinte años ha dado lugar a la publicación de 70.000-80.000 artículos, parece que debería haber comenzado mucho tiempo atrás. Durante miles de años la humanidad tuvo un conocimiento mítico, mágico religioso del cuerpo
humano y del enfermar. Diferentes culturas como la egipcia. china o griega, aunque hicieron contribuciones respecto al sistema cardiovascular estas no fueron lo suficientemente fructuosas. La historia real del conocimiento del sistema cardiovascular y su funcionamiento, como todo el conocimiento científico, se inicia en el Renacimiento cuando la observación y la experimentación. y no el autoritarismo dogmático comenzaron a ser la base del conocimiento. La resistencia de Instituciones que detentaban el poder religioso y político, a pesar de perseguir a sangre y fuego las nuevas ideas, no pudieron detener el avance de la libertad de crear el conocimiento. Con la aparición de los primeros anatomistas finalizó el largo y oscuro periodo del galenismo. Andrea Vesallo (15 14-1564) en su De Humani Corporis Fabrica. (.Sobre la estructura del cuerpo humano comienza a realizar la observación directa la circulación sanguínea contraponiendo hallazgos por los textos galénicos como la descripción del origen del sistema cava inferior que originaba en el hígado en contra de la teoría galénica. Los avances en el conocimiento de la estructura histológica del aparato cardiovascular, lo mismo que del resto de los órganos y sistemas no fue posible realizarlos hasta que el microscopio estuvo a disposición de los médicos. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) además de desarrollar el microscopio, hizo numerosas contribuciones tanto a la medicina como a otras ramas de la biología. Entre sus observaciones se encuentra el estudio de la circulación capilar y la descripción de las células rojas. Y que es el responsable de múltiples funciones fisiológicas vitales. Otro de los avances más relevantes en el estudio del endotelio fue conseguir cultivar células endoteliales, hito alcanzado a comienzos de los años 70. Cuando Jaffe, que nunca había hecho cultivos celulares consiguió el 28 de Junio de 1971 cultivar las primeras células endoteliales a partir de las células endoteliales de vena umbilical. Como un completo principiante en trabajos experimentales, Jaffe modificó varios de los pasos que se realizaban para hacer cultivos celulares. Cambió el enzima digerir la para células endoteliales del interior de las venas umbilicales, dejó la tripsina y usó colagenasa, y aumentó la cantidad de suero de feto de ternero en el medio de cultivo del 5 al 20% (8, 9). El estudio del endotelio ha conducido al entendimiento de la patogénesis de enfermedades tan comunes e importantes como la hipertensión arterial, la arterioesclerosis y el fenómeno inflamatorio Durante muchos años se consideró al endotelio como una cubierta endovascular cuya única función era impedir la coagulación intravascular. Sin embargo, en las últimas décadas, el reconocimiento de sus múltiples funciones lo destacan como un verdadero regulador del flujo sanguíneo y de la homeostasis hu moral-tisular. Está constituido por una delgada capa unicelular, pero considerada en su totalidad pesa más que un hígado, tiene una masa semejante a la de cinco corazones y, extendida en superficie, pues de cubrir
media docena de canchas de tenis. Por estarazón se puede asumir que el endotelio es la glándula más grande e importante del organismo.
EL ENDOTELIO VASCULAR Las células endoteliales se originan de células mesénquimales inicialmente del mesodermo lateral, pero luego cualquier componente mesenquimal puede hacer endoletiogenesis en el escenario de angiogenesis, todo por expresión de Factor de Crecimiento Vásculoendotelial, Angiogenina, Factor de Crecimiento Transformante Beta y factores hipóxicos tisulares Como tejido básico el endotelio es un tejido epitelial plano simple que recubre la tunica intima de toda la vasculatura; sin embargo en vénulas poscapilares de bazo, de ganglios linfáticos e incluso de medula ósea, la histología revela que hay unos estados funcionales excepcionales donde el tejido epitelial puede ser cúbico simple, llamado allí por los inmunólogos el epitelio de “células endoteliales altas”. Sobre la mitad del siglo pasado, todo el endotelio, se consideraba como una simple barrera que permitía el intercambio de nutrientes y desechos; hoy se le reconoce como un verdadero “órgano” de 3.0 kg en un adulto con peso promedios de 70kg.
FUNCION ENDOTELIAL El endotelio es un epitelio que tiene un ciclo celular inestable (hace mitosis), generándose fisiológicamente cuando hay aumento de vasos sanguíneos al aumentar la masa corporal, o simplemente recambiándose, y en patología reponiéndose cuando hay lesiones de tejidos, también hace apoptosis cuando en cuando se pierde masa corporal. Como función básica se deduce que forma una barrera epitelial que dializa sustancias químicas lipo e hidrosolubles de bajo peso molecular. Para poder “vivir” el endotelio obtiene sus nutrientes del lumen vascular; glucosa por transportadores constitutivos GLUT 1 e inducidos GLUT 4; ácidos grasos por expresión de receptores inducidos para LDL; aminoácidos especialmente arginina, por expresión de proteínas mTOR; todos estos monómeros de las macromoléculas señaladas también participan directa o indirectamente en vías de síntesis de sustancias químicas estructurales de su propia lámina basal (laminina, sustancia fundamental amorfa y colágeno tipo IV); porque es evidente debe “agarrarse” al subendotelio en las túnicas intimas de los vasos sanguíneos, si esto no sucede se desprendería. Tambien estos Monoceros participan en la síntesis de muchas sustancias químicas que al secretarse tienen un único “efecto biológico” y este es, la
“promoción” de la sangre en estado líquido para que fluya por la vasculatura, evitando que se salga cuando se pueda perder la continuidad endotelial. Esas sustancias químicas para esta revisión se agrupan en los efectos fisiológicos relevantes y son:
Sustancias químicas vasodilatadoras: El efecto fisiológico es aumentar al calibre de un vaso sanguíneo, para que la sangre circule más abundantemente por ellos; estas sustancias son Prostaciclina (PGi), Oxido Nitrico (NO), Factor Hiperpolarizante Derivado del Endotelio (FHDE). Sustancias químicas vasoconstrictoras: El efecto fisiológico es disminuir el calibre de un vaso sanguíneo, la sangre, circula pero menos abundantemente, pero favorece que lo haga por otros, al aumentar la presión sanguínea; estas sustancias son: Endotelinas, Tromboxano A2 (TxA2), Prostaglandina H2 (PGH2) y Leucotrieno LTB4. Sustancias químicas proagregantes plaquetarias: El efecto fisiológico es generar un acumulo de plaquetas para obstruir el flujo de la sangre rápida y temporalmente, lo que es útil cuando hay ruptura de la continuidadvascular, así se evita la perdida de sangre rápidamente; esta sustancia es el Factor de VonWillebrand y tromboxano A2 (TxA2); la primera el factor de VonWillebrand, en la miscroscopía electrónica es demostrado se guarda en unos gránulos citoplasmáticos endoteliales llamados gránulos de “Weibel - Palade” Sustancias químicas antiagregantes plaquetarios: Tienen como efecto fisiológico evitar que se forme una agregación de plaquetas que puedes suceder, sin perdida de la continuidad endotelial; estas sustancias son: ADPasas y Prostaglandina I2 o PGI2 (prostaciclina) Sustancias químicas procoagulantes: El efecto fisiológico es favorecer la polimerización de factores de coagulación para que la sangre pase de la fase líquida a sólida lentamente y prolongadamente, lo que es útil cuando hay ruptura de la continuidad vascular también, así se evita la perdida de sangre lentamente y prolongadamente ; esta sustancia es factor V de La coagulación y tromboplastina Sustancias químicas anticoagulantes: Sirven para mantener liquida la sangre en la continuidad vascular para que circule por lo lechos vasculares “no rotos”; Estas sustancias son; Factor Tisular Activador de Plasminógeno, Heparina, Antitrombina, Trombomodulina Sustancias químicas con impacto inmunológico: Su efecto biológico es inducir quimiotaxis sobre leucocitos circulantes para estos puedan extravasarse o salirse del vaso e ir a tejidos donde puedan ser necesitados en procesos inflamatorios; estas sustancias son: Interleuquina 1 y 6, Factor de Necrosis Tumoral , y Leucotrineos LTB4.
Factores de crecimiento: Su efecto biológico es la proliferación endotelial, lo que permite extender redes vasculares para poder llevar nutrientes y evacuar desechos en tejidos nuevos; estas sustancias son: Angiogenina, Factor de Crecimiento Vasculo-Endotelial, Factor de Crecimiento Transformante Beta y Factor de Crecimiento Insulinemico.
SUSTÁNCIAS QUÍMICAS VASODILATADORAS: PROSTACICLINA: Proviene del acido araquidónico de la propia membrana celular endotelial, que bajo la acción de la ciclo-oxigenasa (COX-1) sintetiza una prostaglandina PGH2, que es a su vez sustrato de la enzima prostaciclina sintetasa generadora de PGI2. El mecanismo de acción vasodilatador está mediado por el aumento de las concentraciones de AMPc en los leiomiocitos. Así mismo esta prostaglandina, mediante este aumento de AMPc evita la agregación plaquetaria, actuando así como un poderoso antiagregante. OXIDO NITRICO: Este gas proviene del aminoácido captado arginina, sobre el que actúa la enzima oxido nítrico sintasa para su producción. El mecanismo de acción vasodilatador del NO está mediado por el aumento de las concentraciones de GMPc en los leiomiocitos, a través de un receptor soluble localizado en el citoplasma de la célula muscular lisa con actividad guanilato ciclasa. FACTOR HIPERPOLARIZANTE DERIVADO DEL ENDOTELIO: Se desconoce su naturaleza química, pero se especula que pueda ser el mismo ión potasio o la cobertura que hace la heparina sobre la célula endotelial hacia el borde apical. Su mecanismo de acción es ese, disminuir el potencial de membrana de la célula endotelial hiperpolarizandola. SUSTÁNCIAS QUÍMICAS VASOCONSTRICTORAS: ENDOTELINAS con sus siglas y subtipos ET-1, ET-2, y ET3: Proviene de la síntesis proteica propia (son 21 aminoácidos), de ellos solo la endotelina-1 ET1, es producida por el endotelio. El mecanismo de acción vasoconstrictor este mediado incremento de la concentración de calcio intracelular Leucotrineos con su sigla y subtipo LTB4: Al igual que las prostaglandinas y los tromboxanos, proviene del acido araquidónico de la propia membrana celular que por acción de las lipo-oxigenasa (LPO), termina generando leucotrienos LTA4 inestables, que mutan a LTB4; su mecanismo de acción vasoconstrictor esta mediado incremento de la concentración de calcio intracelular.
SUSTÁNCIAS QUÍMICAS PROAGREGANTES: Factor de VonWillebrand con sus siglas vWF: los estudios de microscopia electrónica han determinado que se guardan luego de la síntesis proteica propia, en gránulos intracitoplasmáticos llamados gránulos de Weibe- Palade.
El mecanismo de acción procoagulante esta mediado por la unión a plaquetas activandolas por estimulación del receptor plaquetario GPIb, también se une al factor de coagulación VIII, pero únicamente cuando se rompe la continuidad endotelial vascular y quedan expuestas las fibras de colágeno IV y VII de la membrana basal directamente a la sangre. Tromboxano A2 con sus sigla as y subtipo TXA2: son derivados del ácido araquidónico de la propia membrana celular (similar a prostaglandinas), cuando actúa sobre ellos la COX-1. Su mecanismo de acción procoagulante aumenta el AMPc e influjo de calcio en plaquetas activandolas; su actividad vasoconstrictora es un efecto secundario.
SUSTÁNCIAS QUÍMICAS PROCOAGULANTES: Tromboplastina: Una proteína sintetizada por el endotelio que al secretarse tiene como mecanismo de acción procoagulante polimerizar la proteína sanguínea protrombina para convertirla en trombina, a su vez sustancia química que convierte la proteína fibrinógeno en polímeros redes de fibrina. Factor V de la Coagulación: En la via de la coagulación intrinseca es un cofactor proteico activado por la trombina para actúar como cofactor del factor IX y activarlo
SUSTANCIAS QUIMICAS ANTICOAGULANTES Factor Tisular Activador de Plasminógeno con sus siglas t-PA: es una proteína sintetizada por el endotelio que al secretarse tiene como mecanismo de acción anticoagulante polimerizar la proteína sanguínea plasminógeno para convertirla een plasmina, una sustancia química que rompe las redes de fibrina en péptidos de degradación libre , esto es; inducir fibrinólisis
Heparina: Es un polímero carbohidratado formado por unidades de ácido-Dglucorónico N-acetil-D-glucosamina, sintetizado y secretado por la célula endotelial hacia su borde apicalde tal manera que cubre esta superficie en contacto con la sangre. Su mecanismo de acción anticoagulante seejerce polimerizando proteína Antitrombina III que inactivan factores de coagulación II y X cuando la sangre entra en contacto con la superficie endotelial Antitrombina con sus siglas ATIII: Es una proteína sintetizada por el endotelio vascular y secretada a la superficie apical endotelial cubriéndola como lo hace la heparina, Su mecanismo de acción potenciado por heparina consiste en bloquear la trombina tras unirse a ella, bloquea los sitios activos que evitan la conversión de la proteína fibrinógeno en polímeros redes de fibrina Trombomodulina: Es una proteína integral de membrana endotelial en la zona apical, cuyo mecanismo de acción anticoagulante es reconocer aminoácidos de
de la proteína trombina y bloquearle sitios activos, evitar la conversión de la proteína fibrinógeno en polímeros redes de fibrina. SUSTÁNCIAS QUÍMICAS INMUNOLÓGICAS: Interleuquina 1 con sus siglas IL1: Es una proteína sintetizada y secretada por el endotelio hacia la sangre circulante, de los dos subtipos IL-1α and IL-1β; es la primera quien es producida y secretada por el endotelio y su mecanismo de acción local sobre si misma (autocrino) o sobre otras células endoteliales adyacentes (paracrino) es incitar quimiotaxis sobre todos los leucocitos e inducir expresiones intramembranales endoteliales apicales de moléculas de adhesión leucocitaria llamadas L- CAM, de tal manera que los leucocitos “llamados” puedan reconocer esos “sitios activos” e iniciar diapédesis en venulas poscapilares. La IL1 sistemicamente (acción endocrina), entre otros tiene un impacto pirógeno al actuar sobre en núcleo hipotalamico termoregulador incrementando la temperatura corporal. Factor de Necrosis Tumoral con sus siglas TNF: Es un proteína con función local quimiotactica similar a IL-1. Secundariamente de manera sistémica tiene un efecto vasodilatador.
FACTORES DE CRECIMIENTO: Angiogenina con sus siglas ANG, es una proteína sintetizada por el endotelio que al secretarse exclusivamente hacia la membrana basal endotelial contribuye a la generación de más células endoteliales de manera “fisiológica” rompiendo membranas basales endoteliales y facilitando la migración y adhesión de las células endoteliales nuevas a la matriz extracelular. Factor de crecimiento vasculo endotelial con sus siglas VEGF: Es una proteína sintetizada por el endotelio secretada exclusivamente hacia la membrana basal endotelial regulando la quimiotaxis, diferenciación, multiplicación y maduración de las células endoteliales nuevas en la reestructuración de los vasos neoformados. Factor de crecimiento Transformante – Beta con sus siglas TGF-B; es una proteína sintetizada por el endotelio y secretada exclusivamente hacia la membrana basal endotelial; tiene como mecanismo de acción, regular la proliferación y diferenciación endotelial inducida por VEGF, además de estimular la síntesis y depósito de proteínas de matriz extracelular (MEC) por parte de las nuevas células endoteliales. Factor de crecimiento insulinemico con sus siglas y subtipos IGF-1 e IGF-2: Son proteínas sintetizadas por el endotelio que al secretarse tiene como mecanismo de acción autocrina y paracrinamente estimulando la proliferación, diferenciación endotelial y fibroblastica perivascular.
CONCLUSIÓN Se concluyó, que a través de esta revisión bibliográfica se realizó una recuperación de información relevante sobre el Endotelio Vascular, que permite dar respuesta a cualquier duda relacionada con nuestra práctica, Se permitió conocer acerca del el Endotelio Vascular, y su función endotelial, como secretor de óxido nítrico (NO), un potente vasodilatador que en disfunciones endoteliales puede disminuir, lo que significa un factor de riesgo para la circulación de riesgo coronario. Así mismo, se pudo detallar y profundizar más sobre sus diversas características importantes y principales, como el de permitir el intercambio de nutrientes y desechos: también a través de sustancias químicas se pueden relacionar con varios efectos fisiológicos relevantes para que haya un buen funcionamiento de nuestro organismo. Por otra parte, se comprendió como la superficie de las células endoteliales está recubierta de receptores que permiten al endotelio realizar múltiples funciones, las cuales se encuentran en continua investigación. Por eso la disfunción endotelial es la responsable de numerosas enfermedades como la arteriosclerosis, la hipertensión arterial, la sepsis, la trombosis, la vasculitis, hemorragias, entre otras.
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