Rigidez arterial
Descripción general
Las paredes de las arterias principales, particularmente la aorta, pierden flexibilidad con el tiempo, lo que aumenta la rigidez arterial. La rigidez arterial es causada, al menos en parte, por la lenta rotura y pérdida de fibras de elastina en la pared arterial, así como por la acumulación de fibras de colágeno más rígidas. El aumento de la rigidez arterial se asocia con un mayor riesgo de hipertensión, así como con otros trastornos como la enfermedad renal crónica y el accidente cerebrovascular.
La rigidez arterial es un problema creciente que está relacionado con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares, demencia y mortalidad. La reducción de la distensibilidad vascular central afecta la función cardíaca y la perfusión coronaria al alterar la presión arterial y la dinámica del flujo.
La rigidez en el sistema arterial central más grande, como el árbol aórtico, contribuye significativamente a la enfermedad cardiovascular en las personas mayores y se asocia con hipertensión sistólica, enfermedad de las arterias coronarias, accidente cerebrovascular, insuficiencia cardíaca y fibrilación auricular, que son las principales causas de mortalidad en países desarrollados.
Rigidez arterial
Los impactos funcionales de la rigidez arterial incluyen cambios en el comportamiento mecánico fundamental de las propiedades del material de la pared arterial, así como la influencia de las características de la pared sobre los cambios en la geometría y la tensión de la pared.
Si bien el endurecimiento generalizado de la vasculatura ha sido reconocido como un sello distintivo del envejecimiento normal desde los textos médicos antiguos, la evaluación científica sistemática del endurecimiento arterial, particularmente el tipo que afecta el eje arterial central, ha madurado recientemente como disciplina clínica y de investigación.
La incidencia y frecuencia de medidas sustitutivas de la rigidez vascular, generalmente la presión del pulso y la hipertensión sistólica aislada, están aumentando en estas situaciones.
La rigidez vascular afecta la tensión ejercida sobre los ventrículos, la eficiencia de la eyección ventricular y la perfusión del corazón mismo. Para el mismo volumen sistólico neto, los corazones que se eyectan a un sistema arterial más rígido deben producir presiones telesistólicas mayores. Como resultado, para una cierta cantidad de flujo expulsado, la energía requerida aumenta. Incluso a niveles idénticos de presión arterial media (PAM), la eyección crónica hacia una vasculatura más rígida provoca hipertrofia ventricular.
La rigidez vascular también altera la forma en que se perfunde el corazón. Como el flujo coronario normal es en gran medida diastólico, las variaciones de la presión sistólica tienen un efecto mínimo sobre la perfusión media. Por otra parte, la perfusión coronaria en corazones que se eyectan a un sistema arterial rígido muestra un flujo sistólico considerablemente mayor asociado con la presión de perfusión sistólica elevada.
Epidemiología
El aumento de la rigidez arterial central es un síntoma de numerosas enfermedades, incluidas la diabetes, la aterosclerosis y la insuficiencia renal crónica. Como resultado, la frecuencia y prevalencia de indicadores clínicos sustitutos de la rigidez vascular, como la presión del pulso y la hipertensión sistólica aislada, aumentan significativamente con la edad y estas enfermedades relacionadas.
La rigidez arterial también se asocia con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, como infarto de miocardio, insuficiencia cardíaca y mortalidad general, así como accidentes cerebrovasculares, demencia y enfermedades renales. La rigidez vascular no sólo se suma a estas consecuencias clínicas y reduce el umbral de sus síntomas al modificar la hemodinámica y el gasto de energía en reposo y inducidos por el estrés, sino que también probablemente conduce a un aumento de la disnea con el ejercicio y a la hipotensión ortostática en los adultos mayores.
Aunque las alteraciones anatómicas y celulares que causan rigidez arterial pueden predisponer a la vasculatura a una agresión adicional de la enfermedad aterosclerótica, actualmente se están estudiando los mecanismos detrás de esta relación. Wang y Fitch presentan una sinopsis actual de la supuesta asociación entre rigidez arterial y aterosclerosis.
Fisiopatología
En general, el endurecimiento vascular se desarrolla como resultado de una interacción compleja de varios procesos independientes e interdependientes. Por lo tanto, el endurecimiento de la pared arterial con la edad es un reflejo macroscópico del estrés hemodinámico, el medio hormonal, el consumo de sal y el estado glucémico del individuo, así como el deterioro general de los sistemas y funciones celulares.
La rigidez arterial es causada por el envejecimiento biológico y la arteriosclerosis. La inflamación juega un papel importante en el desarrollo de la arteriosclerosis y, como resultado, contribuye de manera clave a la rigidez de las grandes arterias.
Aunque el endurecimiento vascular es un cambio universal asociado con el envejecimiento, también es una característica de enfermedades como la hipertensión y la diabetes, donde vías celulares complejas conspiran para exacerbar el endurecimiento de la pared arterial.
Los componentes estructurales de la pared arterial, en particular la elastina y el colágeno, así como el tono del músculo liso vascular y la presión de distensión transmural, son los principales determinantes de la rigidez arterial. Según cada vez hay más datos, el endotelio parece tener un papel en la regulación de la rigidez arterial a través del efecto del tono del músculo liso a través de la producción de mediadores vasoactivos.
De hecho, recientemente se ha demostrado el efecto de la generación basal de óxido nítrico y de la endotelina-1 sobre la rigidez de la arteria ilíaca común en un modelo ovino. Además, se ha demostrado que el péptido natriurético auricular y, en menor medida, el péptido natriurético cerebral afectan la rigidez de la arteria ilíaca en este modelo animal.
El aumento de la rigidez arterial aumenta la tensión sobre el corazón, ya que necesita hacer más trabajo para mantener el volumen sistólico. Este aumento de tensión induce hipertrofia y remodelación del ventrículo izquierdo con el tiempo, lo que puede provocar insuficiencia cardíaca. El aumento del esfuerzo también puede estar relacionado con una mayor frecuencia cardíaca, una duración proporcionalmente más larga de la sístole y una disminución comparativa de la duración de la diástole.
Esto reduce la cantidad de tiempo disponible para la perfusión del tejido cardíaco, que ocurre principalmente durante la diástole. Como resultado, el corazón hipertrofiado, que tiene una mayor demanda de oxígeno, puede tener un suministro reducido de oxígeno y nutrientes.
El tiempo que tardan los reflejos de las ondas del pulso en regresar al corazón también puede verse afectado por la rigidez arterial. La onda del pulso se refleja a medida que pasa a través de la circulación en lugares donde varían las características de transmisión del árbol arterial (es decir, sitios de desajuste de impedancia). Estas ondas reflejadas van en dirección opuesta al corazón. Debido a que la velocidad de propagación aumenta en las arterias más rígidas, las ondas reflejadas llegan al corazón al comienzo de la sístole. Esto ejerce más presión sobre el corazón durante la sístole.
El papel del colágeno y la elastina.
El estado de dos proteínas clave, el colágeno y la elastina, afecta la distensibilidad de la pared vascular. Normalmente, existe un equilibrio estrictamente controlado entre la producción y degradación de estas dos proteínas.
Existen anomalías en este mecanismo de regulación, como las provocadas por cambios inflamatorios, en los que se produce una sobreproducción de colágeno y se altera la producción de elastina. Este tipo de asimetría aumenta la rigidez vascular. Además, el aumento de la presión luminal (como se observa en la hipertensión) favorece la formación de colágeno a expensas de la elastina.
De hecho, el estudio histológico del tejido arterial post mortem parece demostrar que el espesor de la túnica media se duplica o triplica entre las edades de 20 y 90 años (el rango más amplio de la esperanza de vida humana). Cuando se observan al microscopio las arterias endurecidas se observa una sorprendente variedad de alteraciones histológicas.
Estos incluyen células endoteliales aberrantes y desordenadas, aumento de colágeno, elastina fragmentada y disminuida, infiltración de células de músculo liso, infiltración de macrófagos, infiltración de células mononucleares y metaloproteasas de matriz mejoradas.
De hecho, hay un aumento en el factor de crecimiento transformante (TGF), las moléculas de adhesión intercelular (ICAM) y las citoquinas en la pared del vaso. Además del engrosamiento de la pared, parece haber un aumento constante en el diámetro de los vasos con la edad, que asciende a alrededor del 9% cada década entre los 20 y los 60 años en la aorta ascendente.
La rigidez arterial precede a la hipertensión.
Aunque la relación entre el aumento de la rigidez arterial y la hipertensión es complicada debido a varios factores de confusión (p. ej., envejecimiento, alimentación, enfermedades concomitantes, estilo de vida, etc.), investigaciones recientes en humanos y animales muestran que el aumento de la rigidez arterial puede preceder a la hipertensión. Según una investigación realizada en cinco modelos animales distintos, la rigidez arterial precede a la presión arterial alta.
La frase "rigidez arterial" se refiere a la pérdida de distensibilidad arterial y/o cambios en las características de la pared del vaso. Según el punto de vista tradicional, la distensibilidad de las arterias grandes, particularmente la aorta torácica, representa su capacidad para amortiguar la naturaleza pulsátil de la eyección ventricular y convertir una presión pulsátil en la aorta ascendente en una presión continua aguas abajo en el sitio de las arteriolas.
Esto reduce el consumo de energía durante la perfusión de órganos y al mismo tiempo protege las pequeñas arterias de los órganos diana (principalmente el cerebro y los riñones) de los efectos nocivos de la pulsatilidad de la presión. Durante la contracción ventricular, una parte del volumen sistólico se envía inmediatamente a los tejidos periféricos, mientras que el resto se retiene temporalmente en la aorta y las arterias centrales, forzando las paredes arteriales y elevando la presión arterial local.
Un punto de vista más reciente sostiene que la distensibilidad arterial es una importante optimización termodinámica de la energía cardiovascular. Una parte de la energía del corazón se redirige a la distensión de la pared arterial. Durante la sístole, esta energía se "almacena" en las paredes de las arterias y durante la diástole, hace retroceder la aorta. Este efecto fuerza a la sangre almacenada hacia los tejidos periféricos, lo que produce un flujo diastólico.
Este fenómeno es eficaz debido a la rigidez y forma de las arterias. Cuando la rigidez es baja (hombre joven sano), se transfiere una cantidad considerable de energía cardíaca durante la diástole, lo que ayuda a disminuir la poscarga y mejorar la perfusión de los órganos durante la diástole.
Se requiere una mayor presión en los hipertensos mayores para estirar un sistema vascular más rígido. Como resultado, una mayor proporción del volumen sistólico pasa al sistema arterial y a los tejidos periféricos durante la sístole.
Los efectos principales incluyen flujo y presión intermitentes, pulsatilidad exacerbada del flujo y la presión en la ubicación distal de la pequeña resistencia y un tiempo de tránsito capilar más corto. Este último disminuye los intercambios metabólicos. Estos procesos juntos causan daño a los órganos diana.
Diagnóstico
Medición clínica de la rigidez arterial
La rigidez arterial se puede medir en tres niveles diferentes: sistémico, regional y local. Sólo se pueden utilizar modelos de circulación para evaluar la rigidez arterial sistémica. Por otro lado, la rigidez arterial regional y local se puede evaluar de forma inmediata y no invasiva en varios lugares a lo largo del árbol arterial.
Un beneficio significativo de su evaluación es que se basa en mediciones directas de factores que están altamente relacionados con la rigidez de la pared. Se han publicado un gran número de revisiones sobre cuestiones metodológicas.
Las mediciones de la rigidez de las arterias locales, adquiridas con dispositivos de seguimiento de eco de alta resolución bien establecidos o, más recientemente, con imágenes por resonancia magnética, son más apropiadas para la investigación fisiopatológica y farmacológica.
Gestión
Los tratamientos no farmacológicos que pueden reducir la rigidez arterial incluyen:
- Pérdida de peso,
- Entrenamiento de ejercicio,
- cambios en la dieta,
- Dieta baja en sal,
- Consumo moderado de alcohol y
- Terapia de reemplazamiento de hormonas.
Los tratamientos farmacológicos que pueden reducir la rigidez arterial en humanos incluyen:
- Tratamiento antihipertensivo , como diuréticos en personas mayores, betabloqueantes, inhibidores de la ECA, bloqueadores de los receptores de angiotensina (BRA) y antagonistas de los canales de calcio;
- Tratamientos de la insuficiencia cardíaca congestiva, como inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) e inhibidores de la vasopeptidasa.
- Agentes hipolipemiantes como estatinas;
- Agentes antidiabéticos , tales como tiazolidinedionas; y
- Productos finales de glicación avanzada (AGE): rompedores , como el alagebrium.
La reducción de la rigidez arterial en respuesta a la medicación antihipertensiva puede atribuirse sólo a la reducción de la presión arterial, pero también pueden estar implicados otros efectos independientes de la PA. Sin embargo, otras investigaciones demostraron de manera concluyente que la terapia antihipertensiva podría reducir la rigidez arterial y/o los reflejos de las ondas independientemente de la reducción de la PA braquial.
Esto se ha observado con la administración de un bloqueador de los canales de calcio, una inhibición de la ECA a largo plazo o un bloqueo de los receptores de angiotensina. Además, varios medicamentos que no actúan sobre la presión arterial pueden reducir la rigidez arterial (por ejemplo, estatinas, antidiabéticos y antiinflamatorios), lo que demuestra que la rigidez arterial puede retroceder incluso cuando no hay cambios en la presión arterial.
Si los ajustes en el estilo de vida y las terapias farmacológicas son útiles para reducir la rigidez arterial a los niveles de los participantes más jóvenes en los ancianos, y si la reducción de la rigidez arterial se traduce en una reducción de los eventos cardiovasculares. Hasta donde sabemos, no se ha realizado ningún gran estudio clínico aleatorizado en una cohorte específica de hipertensos mayores de 60 o 70 años.
Hipertensión sistólica aislada y rigidez arterial.
La hipertensión sistólica aislada (definida como una presión arterial sistólica superior a 140 y una presión arterial diastólica superior a 90 mm Hg) y el aumento de la presión del pulso (PP = presión arterial sistólica y presión arterial diastólica) son dos indicaciones clínicas de distensibilidad vascular reducida.
La prevalencia de la hipertensión aumenta con la edad, y más del 60% de las personas mayores de 65 años tienen hipertensión con una presión arterial sistólica superior a 140 mm Hg y/o una presión arterial diastólica superior a 90 mm Hg; los negros mayores tienen una mayor prevalencia de hipertensión que los blancos en todos los grupos de edad.
La presión arterial media crónicamente elevada provoca un engrosamiento de la pared arterial, sobre todo en la media. La remodelación causada por la hipertensión es un proceso compensatorio que normaliza la tensión elevada de la pared. En contraste con los efectos de la edad, la rigidez inherente del material de la pared en personas hipertensas puede no diferir de la de los controles normotensos, y la hipertrofia de la pared relacionada con la hipertensión es al menos parcialmente reversible con una reducción adecuada de la presión media.
A veces es difícil distinguir los efectos de los tratamientos farmacéuticos y del estilo de vida sobre la reducción de la presión arterial de sus efectos directos sobre las características de la pared arterial. Los cambios en la PAM están más estrechamente relacionados con cambios en la distensibilidad arterial que con cambios en la presión arterial sistólica.
Las intervenciones que reducen la presión arterial y están relacionadas con una reducción del riesgo cardiovascular están relacionadas con una reducción de las mediciones de rigidez arterial. Sin embargo, es posible que no tengan ninguna influencia directa sobre los componentes estructurales de la pared del vaso que contribuyen a la rigidez.
¿Es reversible la rigidez arterial?
Tanto las investigaciones en humanos como en animales han demostrado que la rigidez arterial se puede revertir. Cuando los ratones fueron tratados con ejercicio de intensidad moderada, los médicos descubrieron que había una reducción considerable del aumento asociado con la edad en la actividad de TG2, que se combinó con una mayor biodisponibilidad de óxido nítrico y una disminución de las deposiciones de colágeno en la matriz extracelular.
Curiosamente, estas alteraciones bioquímicas no dieron lugar a un cambio sustancial en la rigidez vascular, lo que sugiere que los enlaces cruzados TG2 pueden tener una vida media prolongada en la matriz vascular una vez establecidos. Como resultado, parece que la reversibilidad de la rigidez vascular puede restringirse a una determinada etapa o tipo de enfermedad vascular que causa rigidez.
En humanos, 3 meses de ejercicio aeróbico de corta duración redujeron la rigidez arterial en personas mayores (> 65 años) con diabetes tipo 2, lo que potencialmente redujo el riesgo de morbilidad cardiovascular y muerte. Un estudio reciente también demostró que el ejercicio físico de moderado a vigoroso puede revertir la rigidez vascular en individuos jóvenes con sobrepeso u obesidad.
Además, se ha demostrado que varios fármacos antihipertensivos (p. ej., inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina o antagonistas del receptor I de angiotensina II) mejoran considerablemente la rigidez arterial. Por tanto, la rigidez vascular causada por algunos problemas médicos puede revertirse con un cambio en el estilo de vida o la medicación.
Direcciones futuras
En las últimas décadas, los esfuerzos para minimizar la morbilidad y la mortalidad asociadas con las enfermedades cardiovasculares se han concentrado en la aterosclerosis. La caída constante de la mortalidad ajustada por edad en los países de altos ingresos es una prueba de la eficacia del esfuerzo.
Sin embargo, a medida que la población envejece, el espectro de las enfermedades cardiovasculares cambia para incluir problemas de enfermedades arteriales distintas de las inducidas por la obstrucción y la isquemia, como la rigidez gradual de la aorta y las arterias elásticas centrales.
Existe evidencia sustancial de que la rigidez arterial se asocia con resultados negativos independientes de la aterosclerosis, y si bien el proceso subyacente se manifiesta como hipertensión sistólica, las causas fisiopatológicas del daño se extienden mucho más allá de esto.
La rigidez arterial es un objetivo terapéutico importante, pero se necesitan con urgencia dos áreas de estudio para avanzar en la base de la evidencia actual. Para empezar, se debe comprender bien el mecanismo detrás de la rigidez arterial para poder identificar posibles ubicaciones para el tratamiento. Esto requiere cohortes prospectivas grandes y bien caracterizadas que comiencen a una edad temprana antes de que se desarrolle la aceleración de la rigidez.
El reciente descubrimiento de nuevos marcadores genéticos revela que todavía queda mucho por aprender sobre lo que impulsa el proceso de endurecimiento. En segundo lugar, se requieren estudios de intervención bien diseñados con una disminución igual de la presión arterial en todos los brazos. Si estos resultados muestran que modificar la rigidez está relacionado con mejores resultados, la medición de la velocidad de la onda del pulso pasará de los límites a un diagnóstico clínico de rutina.
Conclusión
La rigidez en el sistema arterial central mayor, como el árbol aórtico, contribuye considerablemente a las enfermedades cardiovasculares en las personas mayores y está relacionada con la hipertensión sistólica, la enfermedad de las arterias coronarias, los accidentes cerebrovasculares, la insuficiencia cardíaca y la fibrilación auricular.
Actualmente se reconoce que la rigidez arterial central es un efecto significativo del envejecimiento que se ha relacionado con fenotipos vasculares perjudiciales en enfermedades como la diabetes, la aterosclerosis y la insuficiencia renal, entre otras.
La creciente frecuencia y riesgo de rigidez arterial dan un gran impulso para comprender mejor las causas moleculares, celulares y genéticas subyacentes, así como el impacto fisiológico resultante.
Debido a que los medicamentos antihipertensivos actualmente disponibles no logran mejorar la distensibilidad de las arterias centrales, comprender estos procesos ayudará a enfocar enfoques terapéuticos con mayor precisión.
Se prevé que la reducción de la rigidez arterial en estas arterias más grandes tendrá una influencia considerable en la morbilidad y la mortalidad de las personas mayores, los diabéticos y las personas con enfermedades renales crónicas, además de mejorar la calidad de vida de estos grupos.
La pérdida de peso, el ejercicio, la reducción de sal, el consumo de alcohol y las terapias neuroendocrinas, como las dirigidas al sistema renina-angiotensina-aldosterona, los péptidos natriuréticos, los moduladores de la insulina y las nuevas terapias dirigidas a los productos finales de la glicación avanzada, se presentan como formas de reducir la rigidez arterial.