CAPÍTULO 33: Circulación por regiones especiales

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

• Definir las características especiales de la circulación en cerebro, vasos coronarios, piel y feto, así como su regulación.

• Describir cómo se forma y reabsorbe el líquido cefalorraquídeo (LCR), y su función en la protección del cerebro contra lesiones.

• Comprender cómo la barrera hematoencefálica impide la entrada de sustancias específicas al encéfalo.

• Identificar cómo las arterias coronarias satisfacen las necesidades de oxígeno del miocardio contráctil y las consecuencias de su oclusión.

• Listar las reacciones vasculares de la piel y los reflejos que las producen.

• Comprender cómo el feto recibe el oxígeno y los nutrientes en el útero, así como los fenómenos circulatorios requeridos para una transición a la vida independiente después del nacimiento.

En el cuadro 33-1 se muestra la distribución del gasto cardiaco en las diversas partes del organismo en reposo en una persona normal. Los principios generales descritos en los capítulos precedentes se aplican a la circulación en todas estas regiones, pero los suministros vasculares de muchos órganos tienen características especiales adicionales que son importantes para su fisiología. La circulación portal de la adenohipófisis se describe en el capítulo 18; la circulación pulmonar, en el capítulo 34; la circulación renal, en el 37 y, la circulación del área esplácnica, sobre todo del intestino y el hígado, en los capítulos 25 y 28. Aquí se analizan las circulaciones especiales en cerebro, corazón, piel, placenta y feto.

VASOS

El flujo arterial principal al cerebro humano deriva de cuatro arterias: dos carótidas internas y dos vertebrales. En seres humanos, las arterias carótidas tienen mayor importancia cuantitativa. Las arterias vertebrales se unen para formar la arteria basilar; esta junto con las carótidas forman el polígono de Willis debajo del hipotálamo. Dicho polígono es el origen de seis grandes vasos que riegan la corteza cerebral. Las sustancias inyectadas en una arteria carótida se distribuyen casi de manera exclusiva en el hemisferio cerebral del mismo lado. En estados normales, no hay cruzamiento, tal vez porque la presión es igual en ambos lados. Incluso cuando no ocurre así, los conductos anastomósicos en el polígono no permiten un flujo muy alto. La oclusión de una arteria carótida, sobre todo en sujetos de edad avanzada, a menudo causa síntomas graves de isquemia cerebral. Hay anastomosis precapilares entre los vasos cerebrales, pero el flujo a través de estos conductos casi siempre es insuficiente para mantener la circulación y evitar el infarto, en caso de oclusión de una arteria cerebral.

En seres humanos, el drenaje venoso del cerebro mediante venas profundas y senos durales llega sobre todo a las venas yugulares internas, aunque una pequeña cantidad de sangre venosa drena por los plexos venosos oftálmico y pterigoideo, a través de las venas emisarias de la piel cabelluda y por el sistema de venas paravertebrales en el conducto espinal.

Los vasos cerebrales tienen varias características anatómicas únicas. En los plexos coroideos, se observan brechas entre las células endoteliales de la pared capilar, pero las células epiteliales coroideas que las separan del líquido cefalorraquídeo (LCR) se conectan entre sí mediante uniones intercelulares herméticas. Los capilares de la sustancia cerebral se parecen a los capilares no fenestrados en el músculo (véase cap. 31), pero hay uniones herméticas entre las células endoteliales que limitan el paso de sustancias por una ruta paracelular. Además, existen relativamente pocas vesículas en el citoplasma endotelial y se supone que también hay poco transporte vesicular. Sin embargo, hay múltiples sistemas de transporte en las células capilares. Los capilares cerebrales están rodeados por los pies terminales de los astrocitos (fig. 33-1). Estos pies terminales se aplican de manera estrecha a la lámina basal de los capilares, pero no cubren toda la pared capilar y se observan espacios de unos 20 nm entre dichos pies (fig. 33-2). No obstante, los pies terminales inducen las uniones intercelulares herméticas en los capilares (véase cap. 31). El protoplasma de los astrocitos se encuentra alrededor de las sinapsis, donde parece aislar las sinapsis cerebrales unas de otras.

INERVACIÓN

Hay tres sistemas de nervios que llegan a los vasos sanguíneos cerebrales. Los cuerpos de las neuronas simpáticas posganglionares ubicados en los ganglios cervicales superiores y sus terminaciones contienen noradrenalina. Muchas poseen neuropéptido Y. Las neuronas colinérgicas que tal vez se originen en los ganglios esfenopalatinos, inervan los vasos cerebrales; las neuronas colinérgicas posganglionares de los vasos sanguíneos contienen acetilcolina. Muchas muestran también péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido histidilmetionina 27 (PHM-27) (véase cap. 7). Estos nervios terminan sobre todo en arterias grandes. Los nervios sensitivos se encuentran en arterias más distales; los cuerpos celulares de estos se hallan en los ganglios del trigémino y contienen sustancia P, neurocinina A y péptido relacionado con el gen de calcitonina (CGRP). La sustancia P, este último péptido, el péptido intestinal vasoactivo y el péptido histidilmetionina 27 causan vasodilatación, mientras el neuropéptido Y es vasoconstrictor. El contacto o la tracción sobre los vasos cerebrales causa dolor.

FORMACIÓN Y ABSORCIÓN

El LCR llena los ventrículos y el espacio subaracnoideo. En seres humanos, el volumen del líquido cefalorraquídeo es cercano a 150 ml y la velocidad de su producción es de casi 550 ml/día. Por tanto, este se recambia casi 3.7 veces en un día. En experimentos con animales, se calculó que 50 a 70% del líquido cefalorraquídeo se forma en los plexos coroideos y el resto se produce alrededor de los vasos sanguíneos y en las paredes ventriculares. Se supone que en seres humanos, la situación será similar. El líquido cefalorraquídeo de los ventrículos fluye por los orificios de Magendie y Luschka a través de la cisterna magna hacia el espacio subaracnoideo y se absorbe por las vellosidades aracnoideas hacia las venas, sobre todo a los senos venosos cerebrales. Las vellosidades consisten en proyecciones de membrana aracnoides y endotelio de los senos fusionados que sobresalen en los senos venosos. Vellosidades similares, pero más pequeñas, se proyectan hacia las venas alrededor de las vías nerviosas raquídeas. Tal vez estas proyecciones contribuyan a la salida del LCR hacia la sangre venosa por un proceso conocido como flujo global, que es unidireccional. Sin embargo, estudios recientes sugieren que, al menos en animales, una vía más importante para la reabsorción de dicho líquido hacia la corriente sanguínea es por la lámina cribiforme, que se sitúa por arriba de la nariz, y de allí a los linfáticos cervicales. No obstante, la reabsorción a través de válvulas unidireccionales (con estructura incierta) en las vellosidades aracnoideas, quizás asuma una función más importante si se eleva la presión del LCR. De igual manera, cuando se acumula una cantidad anormal de este último, se manifiestan los conductos de agua de acuaporina en el plexo coroideo y los vasos microscópicos del cerebro como adaptación compensadora.

El LCR se forma todo el tiempo en el plexo coroideo en dos etapas. En la primera, el plasma se filtra de manera pasiva a través del endotelio capilar coroideo. Después, la secreción de agua y iones a través del epitelio coroideo ejerce el control activo de la composición y la cantidad del LCR. Los iones bicarbonato, cloruro y potasio entran en este último por conductos en las membranas apicales de la célula epitelial. Las acuaporinas permiten el movimiento de agua para equilibrar los gradientes osmóticos. La composición del LCR (cuadro 33-2) es la misma que la del líquido extracelular (ECF) cerebral, el cual en los seres humanos vivos comprende hasta 15% del volumen cerebral. En adultos, al parecer hay una comunicación libre entre el líquido intersticial cerebral y el LCR, aunque las distancias de difusión desde algunas partes del cerebro a este líquido son apreciables. Por consiguiente, el equilibrio puede tardar cierto tiempo y algunas zonas del cerebro tal vez tengan microambientes extracelulares con diferencias pasajeras con respecto al LCR.

La presión lumbar normal de este último es de 70 a 180 mmH₂O. Hasta con cifras de presión mucho mayores, su velocidad de formación es independiente de la presión intraventricular. Sin embargo, la absorción es proporcional a la presión (fig. 33-3). Con una presión de 112 mmH₂O, que es la presión promedio normal del LCR, la filtración y la absorción son iguales. Por debajo de una presión cercana a 68 mmH₂O, la absorción se detiene. Cuando la capacidad de reabsorción de dicho líquido disminuye, se acumulan grandes cantidades (hidrocefalia externa, hidrocefalia comunicante). Este también se acumula en ubicación proximal al bloqueo y distiende los ventrículos cuando se obstruyen los orificios de Luschka y Magendie, o cuando hay una obstrucción dentro del sistema ventricular (hidrocefalia interna, hidrocefalia no comunicante).

FUNCIÓN PROTECTORA

La función más crucial del LCR (y las meninges) es proteger al cerebro. La duramadre está unida con fuerza al hueso. En situaciones normales, no hay “espacio subdural”, la aracnoides se mantiene unida con la duramadre por la tensión superficial de la capa delgada de líquido entre ambas membranas. Como se muestra en la figura 33-4, el cerebro mismo está sostenido dentro de la aracnoides por los vasos sanguíneos y las raíces nerviosas, así como por las múltiples y finas trabéculas aracnoideas fibrosas. El cerebro pesa alrededor de 1 400 g en el aire, pero en su “baño líquido” de LCR tiene un peso neto de sólo 50 g. La flotabilidad del cerebro en el LCR hace posible que sus uniones relativamente frágiles lo suspendan de manera muy eficaz. Cuando la cabeza recibe un golpe, la aracnoides se desliza sobre la duramadre y el cerebro se mueve, pero su movimiento es limitado con suavidad por la amortiguación del LCR y las trabéculas aracnoideas.

El dolor producido por la deficiencia de este líquido ilustra su importancia para sostener el cerebro. La extracción de LCR en una punción lumbar puede causar cefalea intensa por la disminución del mismo, ya que el encéfalo cuelga de los vasos y las raíces nerviosas, y la tracción sobre estos estimula las fibras nerviosas. El dolor puede aliviarse con la inyección intratecal de solución salina isotónica estéril.

LESIONES CEFÁLICAS

Sin la protección del LCR y las meninges, es probable que el cerebro sea incapaz de soportar incluso los traumatismos menores de la vida diaria, pero con dicha protección se necesita un golpe bastante intenso para generar daño cerebral. El encéfalo se daña más a menudo cuando el cráneo se fractura y el hueso se empuja hacia el tejido nervioso (fractura craneal deprimida), cuando el cerebro se desplaza lo suficiente para desgarrar las delicadas venas que van de la corteza al hueso o si el cerebro se acelera con un golpe en la cabeza y se empuja contra el cráneo o la tienda del cerebelo en el punto opuesto al impacto (lesión por contragolpe).

Las uniones herméticas entre las células endoteliales capilares del cerebro y entre las células epiteliales del plexo coroideo impiden el ingreso de proteínas al cerebro en los adultos y disminuyen también la velocidad de penetración de algunas moléculas más pequeñas. Un ejemplo es el ingreso lento de la urea (fig. 33-5). Este intercambio limitado único de sustancias en el cerebro se conoce como barrera hematoencefálica, un término usado con mayor frecuencia para referirse a la barrera en general y, de manera más específica, a la barrera en el epitelio coroideo entre la sangre y el LCR.

La difusión pasiva a través de los capilares cerebrales herméticos es muy limitada pero tiene lugar el transporte. Sin embargo, hay muchos sistemas de transporte activo y mediados por portadores en los capilares cerebrales. Tales sistemas desplazan sustancias hacia el interior y el exterior del cerebro, aunque el movimiento fuera de este suele ser más libre que hacia el interior.

PENETRACIÓN DE SUSTANCIAS AL CEREBRO

El agua, el dióxido de carbono (CO₂) y el oxígeno (O₂) entran con facilidad al cerebro, al igual que las formas liposolubles libres de hormonas esteroideas, mientras que sus modalidades unidas a proteína, en general, todas las proteínas y los polipéptidos no cruzan con facilidad. La penetración pasiva rápida de dióxido de carbono contrasta con la penetración transcelular regulada de hidrogeniones (H⁺) y bicarbonato (HCO₃^–), lo cual tiene importancia fisiológica en la regulación de la respiración (véase cap. 35).

La glucosa es la fuente última principal de energía para las células nerviosas. Su difusión a través de la barrera hematoencefálica sería muy lenta, pero la velocidad de transporte al LCR se incrementa mucho con la presencia de transportadores específicos, incluido el transportador de glucosa 1 (GLUT1). El cerebro contiene dos formas de este último: GLUT1 55K y GLUT1 45K. Ambos están codificados con el mismo gen, pero difieren en la magnitud de su glucosilación. El transportador de glucosa 1 se encuentra en altas concentraciones en los capilares cerebrales (fig. 33-6). Los lactantes con deficiencia congénita de dicho transportador generan concentraciones bajas de glucosa en el LCR en presencia de glucosa plasmática normal; presentan crisis convulsivas y retraso en el desarrollo. Además, en la barrera hematoencefálica se encuentran los transportadores para hormonas tiroideas; varios ácidos orgánicos; colina; precursores de ácido nucleico, y aminoácidos neutros, básicos y ácidos.

Diversos fármacos y péptidos en realidad cruzan los capilares cerebrales, pero se transportan pronto de regreso a la sangre por medio de un transportador inespecífico para múltiples compuestos en la membrana apical de las células endoteliales. La glucoproteína P es un miembro de la familia de los casetes de unión con trifosfato de adenosina (ATP) que transportan varias proteínas y lípidos a través de las membranas celulares (véase cap. 2). Los ratones con ausencia de este transportador tienen porcentajes mucho más altos de las dosis sistémicas utilizadas de varios agentes quimioterapéuticos, analgésicos y péptidos opioides en el cerebro en comparación con los testigos. Si pueden perfeccionarse fármacos que inhiban este transportador, podrían ser valiosos en el tratamiento de tumores cerebrales y otras enfermedades del sistema nervioso central (SNC), en las cuales es difícil introducir las cantidades adecuadas de los compuestos terapéuticos al cerebro.

ÓRGANOS CIRCUNVENTRICULARES

Cuando se inyectan pigmentos que se unen con proteínas en el plasma, estos tiñen muchos tejidos pero no afectan la mayor parte del cerebro. Sin embargo, cuatro pequeñas áreas en o cerca del tallo encefálico captan el pigmento. Estas áreas son: 1) la hipófisis posterior (neurohipófisis) y la parte ventral adyacente de la eminencia media del hipotálamo; 2) el área postrema; 3) el órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT, cresta supraóptica), y 4) el órgano subfornical (SFO).

Estas áreas se denominan en conjunto órganos circunventriculares (fig. 33-7). Todas tienen capilares fenestrados y, por su permeabilidad, se dice que están “fuera de la barrera hematoencefálica”. Algunos de estos funcionan como órganos neurohemáticos; o sea, áreas en las cuales los péptidos secretados por neuronas entran en la circulación. Otros contienen receptores para muchos péptidos diferentes y otras sustancias, y funcionan como zonas quimiorreceptoras en las que las sustancias de la sangre circulante pueden desencadenar cambios en la función cerebral sin penetrar la berrera hematoencefálica. Por ejemplo, el área postrema es una zona activadora quimiorreceptora que inicia el vómito como respuesta a cambios químicos en el plasma (véase cap. 27). Dicha área también participa en el control cardiovascular y, en muchas especies, la angiotensina II circulante actúa sobre el área postrema para inducir un aumento de la presión arterial mediado por mecanismos neurales. La angiotensina II actúa sobre el órgano subfornical y quizá también en el órgano vasculoso de la lámina terminal para aumentar el consumo de agua. Además, parece que este último es el sitio del osmorreceptor que controla la secreción de vasopresina (véase cap. 38); hay indicios de que la interleucina (IL) 1 circulante causa fiebre por acción en esta zona.

El órgano subcomisural (fig. 33-7) tiene una relación estrecha con la glándula pineal y sus rasgos histológicos se parecen a los de los órganos circunventriculares. Sin embargo, no tiene capilares fenestrados, no es muy permeable y no posee una función conocida. Por el contrario, la pineal y la adenohipófisis muestran capilares fenestrados y se hallan fuera de la barrera hematoencefálica, pero ambas son glándulas endocrinas y no forman parte del cerebro.

FUNCIÓN DE LA BARRERA HEMATOENCEFÁLICA

La barrera hematoencefálica actúa para mantener la constancia del ambiente neuronal en el sistema nervioso central (recuadro clínico 33-1). Incluso las variaciones ligeras en las concentraciones de iones potasio, calcio, magnesio e hidrógeno, así como de otros iones, pueden tener consecuencias trascendentales. La constancia de la composición del líquido extracelular en todas las partes del organismo se preserva con múltiples mecanismos homeostásicos (véanse caps. 1 y 38), pero por la sensibilidad de las neuronas corticales al cambio iónico, no es sorprendente la aparición de una defensa adicional para protegerlas. Otras funciones de la barrera hematoencefálica incluyen protección del cerebro contra toxinas endógenas y exógenas en la sangre, así como prevención del escape de neurotransmisores hacia la circulación general.

DESARROLLO DE LA BARRERA HEMATOENCEFÁLICA

En animales de experimentación, muchas moléculas pequeñas penetran al encéfalo con más facilidad durante el periodo fetal y neonatal que en el adulto. Con base en esto, a menudo se refiere que la barrera hematoencefálica es inmadura al nacer. Los seres humanos son más maduros cuando nacen que las ratas y otros animales de experimentación, y no se cuenta con datos detallados sobre la permeabilidad pasiva de la barrera hematoencefálica humana. Sin embargo, en lactantes con ictericia grave, con concentraciones plasmáticas altas de bilirrubina libre y un sistema hepático inmaduro de conjugación de bilirrubina, la bilirrubina libre entra en el cerebro y, en presencia de asfixia, daña los ganglios basales (kernícterus). La contraparte de esta situación en etapas ulteriores de la vida es el síndrome de Crigler-Najjar, en el que hay deficiencia congénita de glucuroniltransferasa. Estas personas pueden tener cifras muy altas de bilirrubina libre en sangre y desarrollan encefalopatía. En otros trastornos, la concentración de bilirrubina libre casi nunca es lo bastante alta para causar daño cerebral.

MÉTODO KETY

Según el principio de Fick (véase cap. 30), el flujo sanguíneo de cualquier órgano puede medirse mediante la cuantificación de una sustancia determinada (Q_x) eliminada de la corriente sanguínea por el órgano, por unidad de tiempo y luego el valor obtenido se divide por la diferencia de concentración de la sustancia entre la sangre arterial y la sangre venosa del órgano ([A_x]–[V_x]). Por tanto:

En clínica, esto puede aplicarse si se usa óxido nitroso (N₂O) inhalado (método de Kety). El flujo sanguíneo cerebral promedio en adultos jóvenes es de 54 ml/100 g/min. El cerebro del adulto promedio pesa 1 400 g, por lo que el flujo cerebral completo es cercano a 756 ml/min. Nótese que el método de Kety proporciona un valor promedio para las áreas perfundidas del cerebro porque no aporta información sobre diferencias regionales en el flujo sanguíneo. Además, solo puede medir el flujo en las partes perfundidas del cerebro. Si se obstruye el flujo sanguíneo a una región del encéfalo, el flujo medido no cambia porque el área sin perfusión no capta el óxido nitroso.

A pesar de las marcadas fluctuaciones locales del flujo sanguíneo cerebral según la actividad neural, la circulación cerebral está regulada de tal modo que el flujo total permanece relativamente constante. Los factores involucrados en la regulación del flujo se resumen en la figura 33-8.

FUNCIÓN DE LA PRESIÓN INTRACRANEAL

En adultos, el cerebro, la médula espinal y el LCR están encerrados en un estuche óseo rígido, junto con los vasos cerebrales. La cavidad craneal normal contiene el encéfalo, que pesa alrededor de 1 400 g, 75 ml de sangre y 75 ml de LCR. Como este último y el tejido cerebral son incompresibles, el volumen de la sangre, el LCR y el cerebro deben ser relativamente constantes dentro del cráneo en cualquier momento determinado (doctrina de Monro-Kellie). Lo que es más importante, los vasos cerebrales se comprimen siempre que la presión intracraneal se eleva. Cualquier cambio en la presión venosa induce pronto un cambio similar en la presión intracraneal. Por tanto, un incremento en la presión venosa reduce el flujo sanguíneo cerebral, tanto por descenso de la presión de perfusión efectiva como por compresión de los vasos cerebrales. Esta relación ayuda a compensar los cambios en la presión sanguínea arterial en la cabeza. Por ejemplo, si el cuerpo se acelera hacia arriba (gravedad [g] positiva), la sangre se desplaza hacia los pies y disminuye la presión arterial al nivel de la cabeza. Sin embargo, la presión venosa también cae, junto con la presión intracraneal, por lo cual la presión en los vasos disminuye y el flujo sanguíneo se altera mucho menos de lo que ocurriría de otra manera. Por el contrario, durante la aceleración descendente, la fuerza que actúa hacia la cabeza (g negativa) incrementa la presión arterial al nivel de la cabeza, pero la presión intracraneal también se eleva, por lo que los vasos tienen un soporte y no se rompen. Los vasos cerebrales están protegidos de la misma manera durante el pujo relacionado con la defecación o el parto.

AUTORREGULACIÓN

Como se observa en otros lechos vasculares, la autorregulación es prominente en el encéfalo (fig. 33-9). Este proceso, por el cual se conserva el flujo a muchos tejidos en valores relativamente constantes a pesar de las variaciones en la presión de perfusión, se describe en el capítulo 31. En el cerebro, la autorregulación preserva el flujo sanguíneo cerebral con presiones arteriales entre 65 y 140 mmHg.

FUNCIÓN DE LOS NERVIOS VASOMOTORES Y SENSITIVOS

La inervación de los grandes vasos cerebrales por nervios simpáticos y parasimpáticos posganglionares, y la inervación distal adicional por los nervios sensitivos ya se describieron. Los nervios también controlan el tono de manera indirecta, mediante la liberación de sustancias paracrinas de los astrocitos. Sin embargo, la función precisa de estos nervios aún es tema de debate. Se argumenta que existe descarga adrenérgica cuando la presión arterial se eleva mucho. Esto reduce el aumento pasivo resultante en el flujo sanguíneo y ayuda a proteger la barrera hematoencefálica de la interrupción que, de otra manera, podría ocurrir (antes). Por tanto, las descargas vasomotoras influyen en la autorregulación. Con la estimulación simpática, el flujo constante, o bien, la parte en meseta de la curva presión-flujo se extiende a la derecha (fig. 33-9); o sea, tal vez haya mayores incrementos en la presión sin que se eleve el flujo. Por otro lado, el vasodilatador hidralazina y el inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) captopril reducen la longitud de la meseta. Por último, el acoplamiento neurovascular puede ajustar la perfusión local como respuesta a los cambios en la actividad cerebral (véase más adelante).

FLUJO SANGUÍNEO EN VARIAS PARTES DEL CEREBRO

Un logro importante de los decenios recientes ha sido el perfeccionamiento de técnicas para vigilar el flujo sanguíneo regional en seres humanos vivos y despiertos. Entre los métodos más valiosos están la tomografía por emisión de positrones (PET) y las técnicas relacionadas, en las cuales se usa un radioisótopo para marcar un compuesto que luego se inyecta. La llegada y la eliminación del marcador se vigilan con detectores de centelleo situados sobre la cabeza. Como el flujo sanguíneo está muy vinculado con el metabolismo cerebral, la captación local de 2-desoxiglucosa también es un buen índice de flujo sanguíneo (véase más adelante y cap. 1). Si la 2-desoxiglucosa se marca con un emisor de positrones de vida media corta, como ¹⁸F, ¹¹O u ¹⁵O, es posible vigilar su concentración en cualquier parte del cerebro.

Otra técnica valiosa es la imagen por resonancia magnética (MRI); se basa en la detección de señales resonantes de distintos tejidos en un campo magnético. La imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) mide la cantidad de sangre en un área de tejido. Cuando las neuronas se activan, su aumento de descarga altera el potencial del campo local. Un mecanismo que aún no se conoce desencadena un aumento en el flujo sanguíneo local y de oxígeno. El incremento en la sangre oxigenada se detecta con imagen por fMRI. La imagen conseguida con tomografía por emisión de positrones puede usarse para medir no solo el flujo sanguíneo, sino la concentración de moléculas, como dopamina, en varias regiones del cerebro vivo. Por otro lado, la imagen por resonancia magnética funcional no implica el uso de radiactividad. Por consiguiente, puede usarse a intervalos frecuentes para medir cambios en el flujo sanguíneo regional en un individuo particular.

En las personas en reposo, el flujo sanguíneo promedio en la sustancia gris es de 69 ml/100 g/min, en comparación con 28 ml/100 g/min en la sustancia blanca. Una característica impresionante de la función cerebral es la variación marcada en el flujo sanguíneo local con los cambios en la actividad cerebral. En la figura 33-10 se muestra un ejemplo. En personas despiertas, pero en reposo, el flujo sanguíneo es mayor en las regiones premotora y frontal. Se cree que esta es la parte del cerebro que tiene vinculación con la descodificación y el análisis de las señales aferentes, así como con la actividad intelectual. Durante el cierre voluntario de la mano derecha, el flujo aumenta en el área de la mano de la corteza motora izquierda y las áreas sensitivas correspondientes en circunvolución poscentral. Sobre todo cuando los movimientos se realizan en secuencia, el flujo se incrementa también en el área motora complementaria. Cuando los sujetos hablan, hay un aumento en el flujo sanguíneo bilateral en las áreas sensitivas y motoras de cara, lengua y boca, además de la corteza premotora superior en el hemisferio categórico (casi siempre el izquierdo). Cuando el habla es estereotípica, las áreas de Broca y de Wernicke no presentan elevación del flujo, pero si es creativa (o sea, cuando implica ideas), el flujo se incrementa en esas dos áreas. La lectura genera aumentos diseminados del flujo sanguíneo. La solución de problemas, el razonamiento y la ideación motora sin movimiento causa elevaciones en áreas seleccionadas de las cortezas premotora y frontal. Cuando se anticipa una tarea cognitiva, muchas de las zonas cerebrales que se activarán durante la tarea, lo hacen con anticipación, como si el cerebro produjera un modelo interno de la tarea esperada. En sujetos diestros, el flujo sanguíneo en el hemisferio izquierdo es mayor si se lleva a cabo una tarea verbal y el flujo sanguíneo al hemisferio derecho es mayor cuando se efectúa una tarea espacial (recuadro clínico 33-2).

CAPTACIÓN Y LIBERACIÓN DE SUSTANCIAS EN EL CEREBRO

Si se conoce el flujo sanguíneo cerebral, es posible calcular el consumo o la producción cerebral de oxígeno, dióxido de carbono, glucosa o cualquier otra sustancia presente en la corriente sanguínea, al multiplicar el flujo sanguíneo cerebral por la diferencia de la concentración de la sustancia entre la sangre arterial y la sangre venosa cerebral (cuadro 33-3). Cuando se calcula de esta manera, un valor negativo indica que el cerebro produce la sustancia.

CONSUMO DE OXÍGENO

El consumo de oxígeno del cerebro humano (CMRO₂ cerebral metablic rate for O₂) promedia 20% del consumo corporal total de este gas en reposo (cuadro 33-1). El encéfalo es en extremo sensible a la hipoxia, y la oclusión de su aporte sanguíneo causa estado de inconsciencia en tan solo 10 s. Las estructuras vegetativas del tallo encefálico son más resistentes a la hipoxia que la corteza cerebral y quizá los pacientes se recuperen de accidentes, como un paro cardiaco y otros trastornos que causan hipoxia bastante prolongada, con funciones vegetativas normales pero deficiencias intelectuales graves y permanentes. Los ganglios basales tienen un índice muy alto de consumo de oxígeno; pueden producirse síntomas de la enfermedad de Parkinson y deficiencias intelectuales con la hipoxia crónica. El tálamo y el colículo inferior también son muy susceptibles al daño hipóxico (recuadro clínico 33-3).

FUENTES ENERGÉTICAS

La glucosa es la fuente final principal de energía para el cerebro; en situaciones normales, 90% de la energía necesaria para mantener los gradientes iónicos a través de las membranas celulares y transmitir impulsos eléctricos, proviene de esta fuente. La glucosa entra al cerebro por medio del transportador de glucosa 1 en los capilares cerebrales (véase antes). Luego, otros transportadores la distribuyen en las neuronas y células gliales.

La glucosa se capta de la sangre en grandes cantidades y el cociente respiratorio (RQ respiratory quotient; véase cap. 26) del tejido cerebral es de 0.95 a 0.99 en personas normales. Un hecho importante es que la mayor parte de las células cerebrales no necesita insulina para utilizar la glucosa. En general, el uso de glucosa en reposo es paralelo al flujo sanguíneo y el consumo de oxígeno. Esto no significa que la fuente total de energía sea siempre la glucosa. Durante la inanición prolongada, hay utilización apreciable de otras sustancias. De hecho, hay indicios de que hasta 30% de la glucosa captada en condiciones normales se convierte en aminoácidos, lípidos y proteínas, y que las sustancias distintas a glucosa se metabolizan para obtener energía durante las crisis convulsivas. También existe alguna utilización de aminoácidos de la circulación, aunque la diferencia arteriovenosa de aminoácidos a través del cerebro casi siempre es diminuta.

En el capítulo 24 se describen las consecuencias de la hipoglucemia, desde el punto de vista de la función nerviosa.

ELIMINACIÓN DE GLUTAMATO Y AMONIACO

La captación cerebral de glutamato está más o menos equilibrada con la salida de glutamina. El glutamato que entra al cerebro capta el amoniaco y sale como glutamina. La conversión glutamato-glutamina en el encéfalo, la reacción opuesta a la renal que genera parte del amoniaco que ingresa a los túbulos, sirve como mecanismo de desintoxicación para conservar el cerebro libre de amoniaco. Este compuesto es muy tóxico para las células nerviosas; se cree que la intoxicación por amoniaco es una causa importante de síntomas neurológicos extraños en el coma hepático (véase cap. 28).

CONSIDERACIONES ANATÓMICAS

Las dos arterias coronarias que irrigan el miocardio surgen de los senos detrás de dos de las cúspides de la válvula aórtica en la raíz de la aorta (fig. 33-11). Las contracorrientes (remolino) preservan las valvas alejadas de los orificios de las arterias y permanecen permeables durante todo el ciclo cardiaco. La mayor parte de la sangre venosa regresa al corazón a través del seno coronario y las venas cardiacas anteriores (fig. 33-12), las cuales drenan en la aurícula derecha. Además, hay otros vasos que se vacían de manera directa en las cavidades cardiacas. Estos incluyen los arteriosinusoidales, los sinusoidales parecidos a capilares que conectan las arteriolas con las cavidades; las venas de Tebesio que conectan los capilares con las cavidades, y unos cuantos vasos arterioluminales, pequeñas arterias que se vacían de manera directa en las cavidades. Hay unas cuantas anastomosis entre las arteriolas coronarias y las arteriolas extracardiacas, sobre todo alrededor de las aberturas de las grandes venas. Las anastomosis entre las arteriolas coronarias en los seres humanos solo permiten el paso de partículas menores de 40 μm de diámetro, pero hay indicios de que en pacientes con enfermedad coronaria el tamaño y número de estos conductos aumentan.

GRADIENTES DE PRESIÓN Y FLUJO EN LOS VASOS CORONARIOS

El corazón es un músculo que al igual que el estriado, comprime sus vasos sanguíneos cuando se contrae. La presión dentro del ventrículo izquierdo es un poco más alta que en la aorta durante la sístole (cuadro 33-4). Por consiguiente, el flujo ocurre en las arterias que irrigan la porción subendocárdica del ventrículo izquierdo solo durante la diástole, aunque la fuerza se disipa lo suficiente en las regiones más superficiales del miocardio ventricular izquierdo para hacer posible cierto flujo en esta región durante todo el ciclo cardiaco. Como la diástole es más corta cuando la frecuencia cardiaca es alta, el flujo coronario ventricular izquierdo se reduce en la taquicardia. Por otro lado, la diferencia de presión entre la aorta y el ventrículo derecho, y la diferencia entre la aorta y las aurículas son un poco mayores en el curso de la sístole que durante la diástole. Por tanto, el flujo coronario en esas partes del corazón no disminuye de modo apreciable durante la sístole. El flujo en las arterias coronarias derecha e izquierda se muestra en la figura 33-13. Como en la porción subendocárdica del ventrículo no hay flujo sanguíneo durante la sístole, esta región es proclive al daño isquémico y es el sitio más frecuente de infarto de miocardio. El flujo sanguíneo al ventrículo izquierdo disminuye en pacientes con estenosis valvular aórtica porque la presión en el ventrículo izquierdo debe ser mucho más alta comparada con la de la aorta para expulsar la sangre. Por ende, los vasos coronarios sufren una compresión intensa durante la sístole. Los pacientes con esta enfermedad tienden en particular a presentar síntomas de isquemia miocárdica, en parte por esta compresión y en parte porque el miocardio requiere más oxígeno para expulsar la sangre a través de la válvula aórtica estrecha. El flujo coronario también disminuye cuando la presión diastólica aórtica es baja. El incremento de la presión venosa en trastornos, como la insuficiencia cardiaca congestiva, reduce el flujo coronario por el decremento de la presión de perfusión coronaria efectiva (recuadro clínico 33-4).

El flujo sanguíneo coronario se ha medido mediante la inserción de un catéter en el seno coronario, con aplicación del método de Kety al corazón, con la suposición de que el contenido de óxido nitroso de la sangre venosa coronaria es típico para todo el efluente miocárdico. El flujo coronario en reposo en los seres humanos es cercano a 250 ml/min (5% del gasto cardiaco). Se han usado varias técnicas que utilizan radionúclidos, marcadores radiactivos que se revelan con detectores de radiación sobre el pecho, para detectar áreas de isquemia e infarto, así como para valorar la función ventricular. Los radionúclidos como talio-201 (²⁰¹Tl) entran a las células miocárdicas mediante la Na⁺, K⁺-ATPasa y se equilibran con la reserva intracelular de potasio. Durante los primeros 10 a 15 min después de la inyección intravenosa, el talio-201 se distribuye de manera directamente proporcional al flujo sanguíneo miocárdico, y las áreas de isquemia pueden detectarse por su captación baja. A menudo, la captación de este isótopo se determina poco después del ejercicio y de nuevo varias horas más tarde para revelar las áreas en las cuales el esfuerzo afecta el flujo. Por el contrario, el tejido infartado capta los radiofármacos, como el pirofosfato estanoso de tecnecio-99m (^99mTc-PYP) de manera selectiva por algún mecanismo desconocido, lo cual hace que los infartos resalten como “manchas calientes” en los centelleogramas torácicos. La angiografía coronaria puede combinarse con la medición de la eliminación de xenón 133 (¹³³Xe) (véase antes) para permitir el análisis detallado del flujo sanguíneo coronario. El medio de contraste radiopaco se inyecta primero en las arterias coronarias y se usan trazos radiográficos para delinear su distribución. Luego, la cámara angiográfica se cambia por la cámara de centelleo y se mide la eliminación de xenón 133.

VARIACIONES EN EL FLUJO CORONARIO

En reposo, el corazón extrae 70 a 80% del oxígeno de cada unidad de sangre suministrada (cuadro 33-1). El consumo de oxígeno sólo puede incrementarse de manera significativa si se aumenta el flujo sanguíneo. Por tanto, no es sorprendente que el flujo sanguíneo se incremente cuando lo hace el metabolismo miocárdico. El calibre de los vasos coronarios y, por consiguiente, el índice del flujo coronario, depende no sólo de los cambios de presión en la aorta, también lo hace de los factores químicos y nerviosos. Asimismo, la circulación coronaria posee autorregulación considerable.

FACTORES QUÍMICOS

La estrecha relación entre el flujo sanguíneo coronario y el consumo miocárdico de oxígeno indica que uno o más de los productos del metabolismo genera dilatación coronaria. Se sospecha que los factores que tienen esta función incluyen falta de oxígeno y elevación de las concentraciones locales de dióxido de carbono, hidrogeniones, iones de potasio, lactato, prostaglandinas, nucleótidos de adenina y adenosina. Tal vez varios o todos estos metabolitos vasodilatadores actúan de manera integrada, redundante o ambas. La asfixia, la hipoxia y las inyecciones intracoronarias de cianuro aumentan el flujo sanguíneo coronario 200 a 300% en corazones desnervados o intactos, y la característica común a estos tres estímulos es la hipoxia de las fibras miocárdicas. Se produce un incremento similar en el flujo del área con riego de una arteria coronaria si esta se ocluye y luego se libera. Tal hiperemia reactiva es similar a la observada en la piel (véase más adelante). Hay indicios de que en el corazón aquélla se debe a la liberación de adenosina.

FACTORES NERVIOSOS

Las arteriolas coronarias contienen receptores adrenérgicos α y receptores adrenérgicos β, que median la vasoconstricción y la vasodilatación, respectivamente. La actividad de los nervios noradrenérgicos del corazón y las inyecciones de noradrenalina causan vasodilatación coronaria. Sin embargo, la adrenalina eleva la frecuencia cardiaca y la fuerza de la contracción miocárdica; la vasodilatación se debe a la producción de metabolitos vasodilatadores en el miocardio por el incremento de su actividad. Cuando se bloquean los efectos inotrópicos y cronotrópicos de la descarga noradrenérgica con un antagonista adrenérgico β, la estimulación de los nervios noradrenérgicos o la inyección de noradrenalina en animales no anestesiados induce vasoconstricción coronaria. Por tanto, el efecto directo de la estimulación noradrenérgica es la constricción, más que la dilatación de los vasos coronarios. Por otro lado, la estimulación de las fibras vagales al corazón dilata las coronarias.

Cuando cae la presión sanguínea sistémica, el efecto general del aumento reflejo de la descarga noradrenérgica es el aumento del flujo sanguíneo coronario consecutivo a los cambios metabólicos en el miocardio en un momento en que los vasos cutáneos, renales y esplácnicos están constreñidos. De este modo, la circulación cardiaca, como la cerebral, se conserva pese a la alteración del flujo en otros órganos.

La cantidad de calor que se pierde del cuerpo es regulada en gran medida por la variación del volumen sanguíneo que fluye por la piel. Los dedos de pies y manos, las palmas de las manos y los lóbulos de las orejas presentan conexiones anastomósicas bien inervadas entre arteriolas y vénulas (anastomosis arteriovenosas, véase cap. 31). El flujo sanguíneo como respuesta a los estímulos termorreguladores puede variar desde 1 hasta 150 ml/100 g de piel por minuto, y se ha propuesto que estas variaciones son posibles porque la sangre es capaz de desviarse a través de las anastomosis. Los plexos venoso y capilar subdérmicos constituyen un reservorio sanguíneo de alguna importancia, y la piel es uno de los pocos sitios donde pueden verse las reacciones de los vasos sanguíneos.

REACCIÓN BLANCA

Cuando un objeto puntiagudo se desplaza con suavidad sobre la piel, las líneas de contacto se vuelven pálidas (reacción blanca). Parece que el estímulo mecánico inicia la contracción de los esfínteres precapilares, y la sangre drena de los capilares y pequeñas venas. La respuesta aparece en unos 15 s.

RESPUESTA TRIPLE

Cuando la piel se frota con más firmeza con un instrumento puntiagudo, en lugar de la reacción blanca se observa enrojecimiento en el sitio, el cual aparece en unos 10 s (reacción roja). Luego de unos cuantos minutos, le sigue inflamación local y enrojecimiento moteado difuso alrededor de la lesión. El enrojecimiento inicial se debe a la dilatación capilar, una respuesta directa de los capilares a la presión. La inflamación (roncha) es edema local causado por el aumento en la permeabilidad de los capilares y las vénulas poscapilares, con la subsiguiente extravasación de líquido. El enrojecimiento que se extiende fuera de la lesión (eritema) se debe a la dilatación arteriolar. Esta respuesta en tres partes (la reacción roja, roncha y eritema) se llama respuesta triple y es parte de la reacción normal a la lesión (véase cap. 3). Persiste después de la simpatectomía total. Por otro lado, el eritema está ausente en la piel con anestesia local y en la piel desnervada después de la degeneración de nervios sensitivos, pero surge justo después del bloqueo o la sección nerviosos por arriba del sitio de la lesión. Aparte de lo anterior, hay otro indicio de que tal fenómeno se debe a un reflejo axónico, una respuesta en la cual los impulsos iniciados en los nervios sensitivos por la lesión son relevados en sentido antidrómico por otras ramas de las fibras nerviosas sensitivas (fig. 33-14). Esta es la única situación en el cuerpo en la cual hay datos sustanciales de un efecto fisiológico por conducción antidrómica. El transmisor liberado en la terminación central de las neuronas de las fibras sensitivas C es la sustancia P (véase cap. 7), y esta última junto con el péptido relacionado con el gen de calcitonina se encuentran en todas las regiones de las neuronas. Ambos transmisores dilatan las arterias y además, la sustancia P causa extravasación de líquido. Ya se crearon antagonistas no peptídicos eficaces de la sustancia P, los cuales disminuyen la extravasación. Por tanto, en apariencia estos péptidos causan la roncha.

HIPEREMIA REACTIVA

Una respuesta de los vasos sanguíneos presente en muchos órganos, pero visible en la piel, es la hiperemia reactiva, un aumento en la cantidad de sangre en una región cuando se restablece su circulación después de un periodo de oclusión. Si se ocluye el riego sanguíneo a una extremidad, las arteriolas cutáneas distales a la oclusión se dilatan. Cuando la circulación se restablece, la sangre que fluye hacia los vasos dilatados hace que la piel adquiera un color rojo intenso. El oxígeno de la atmósfera puede difundir una distancia corta a través de la piel, y se evita la hiperemia reactiva si la circulación de la extremidad se ocluye en una atmósfera de oxígeno al 100%. Por ende, quizá la dilatación arteriolar se debe al efecto local de la hipoxia.

RESPUESTAS GENERALIZADAS

La estimulación nerviosa noradrenérgica, así como la adrenalina y la noradrenalina circulantes constriñen los vasos sanguíneos cutáneos. No se conocen fibras nerviosas vasodilatadoras que se extiendan a los vasos cutáneos; por ello, la vasodilatación aparece por un descenso del tono constrictor y por la producción local de metabolitos vasodilatadores. El color y la temperatura de la piel también dependen del estado de los capilares y las vénulas. En la piel fría, azul o gris, las arteriolas se hallan contraídas y los capilares dilatados; en la piel roja y tibia, ambos se encuentran dilatados.

Como los estímulos dolorosos causan descarga noradrenérgica difusa, una lesión dolorosa da lugar a vasoconstricción cutánea generalizada, además de la respuesta local triple. Cuando la temperatura corporal se eleva durante el ejercicio, los vasos sanguíneos cutáneos se dilatan a pesar de la descarga noradrenérgica continua en otras partes del organismo. La dilatación de los vasos cutáneos como respuesta al incremento de la temperatura hipotalámica rebasa otra actividad refleja. El frío causa vasoconstricción cutánea; no obstante, en el frío intenso es posible la prevalencia de la vasodilatación superficial. Esta vasodilatación es la causa de la apariencia rubicunda observada en un día frío.

El estado de choque es más profundo en pacientes con temperaturas altas por la vasodilatación cutánea; los pacientes en estado de choque no deben entibiarse hasta el punto que su temperatura corporal se eleve. A veces, esto es un problema porque algunos legos bien intencionados leyeron en libros de primeros auxilios que “los pacientes lesionados deben mantenerse tibios” y apilan cobertores sobre las víctimas de accidentes que se encuentran en estado de choque.

CIRCULACIÓN UTERINA

El flujo sanguíneo del útero es paralelo a la actividad metabólica del miometrio y el endometrio, y experimenta fluctuaciones cíclicas vinculadas con el ciclo menstrual en no embarazadas. La función de las arterias espirales y basilares del endometrio en la menstruación se describe en el capítulo 22. Durante el embarazo, el flujo sanguíneo se increementa con rapidez conforme el útero aumenta de tamaño (fig. 33-15). No hay duda que los metabolitos vasodilatadores se generan en el útero, como en otros tejidos activos. En el embarazo temprano, la diferencia arteriovenosa de oxígeno en el útero es pequeña y se ha sugerido que los estrógenos actúan sobre los vasos sanguíneos para elevar el flujo sanguíneo uterino más allá de las necesidades hísticas de oxígeno. Sin embargo, aunque el flujo sanguíneo del útero se incrementa 20 veces durante el embarazo, el tamaño del producto de la concepción aumenta mucho más, cambia de una sola célula a un feto más una placenta que pesan 4 a 5 kg al término en seres humanos. Por consiguiente, se extrae más oxígeno de la sangre uterina durante la última parte del embarazo y la saturación de oxígeno en la sangre uterina cae. Tal vez la hormona liberadora de corticotropina tiene una participación importante para regular en ascenso el flujo sanguíneo uterino, así como en el momento final del parto.

PLACENTA

La placenta es el “pulmón fetal” (figs. 33-16 y 33-17). Su porción materna es, en efecto, un gran seno sanguíneo. En este “lago”, se proyectan las vellosidades de la porción fetal que contienen las pequeñas ramas de las arterias y la vena umbilicales fetales (fig. 33-16). La sangre fetal capta oxígeno y el dióxido de carbono se elimina hacia la circulación materna a través de las paredes de las vellosidades, de manera análoga al intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en los pulmones (véase cap. 35). Sin embargo, las capas celulares que cubren las vellosidades son más gruesas y menos permeables comparadas con las membranas alveolares en los pulmones; por ello, el intercambio es mucho menos eficaz. La placenta también es la vía por la cual entran todos los materiales nutritivos en el feto; por ella, los desechos fetales se descargan en la sangre materna.

CIRCULACIÓN FETAL

En la figura 33-17 se presenta un diagrama de la organización de la circulación en el feto; 55% del gasto cardiaco fetal pasa por la placenta. Se cree que la sangre de la vena umbilical en los seres humanos tiene una saturación de oxígeno de 80%, comparada con 98% de la saturación en la circulación arterial del adulto. El conducto venoso (fig. 33-18) desvía parte de esta sangre directamente a la vena cava inferior; el resto se mezcla con la sangre portal del feto. La sangre venosa portal y sistémica de este solo presenta una saturación de 26%, y la saturación de la sangre mixta en la vena cava inferior se aproxima a 67%. La mayor parte de la sangre que ingresa al corazón por la vena cava inferior se desvía de manera directa a la aurícula izquierda a través del agujero oval permeable. Casi toda la sangre de la vena cava superior entra en el ventrículo derecho y se expulsa hacia la arteria pulmonar. La resistencia de los pulmones colapsados es alta y la presión de la arteria pulmonar es varios milímetros de mercurio más alta comparada con la de la aorta; por esto, la mayor parte de la sangre de la arteria pulmonar pasa por el conducto arterioso hacia la aorta. De esta manera, la sangre relativamente insaturada del ventrículo derecho se dirige al tronco y la parte inferior del cuerpo fetal, mientras la cabeza recibe la sangre mejor oxigenada del ventrículo izquierdo. Desde la aorta, una porción de la sangre se bombea a las arterias umbilicales y de regreso a la placenta. La saturación de oxígeno de la sangre en la parte inferior de la aorta y las arterias umbilicales del feto es cercana a 60%.

RESPIRACIÓN FETAL

Los tejidos de los mamíferos fetales y neonatos muestran una resistencia notable, pero poco comprendida, a la hipoxia. Sin embargo, la saturación de oxígeno en la sangre materna placentaria es tan baja que el feto podría sufrir daño hipóxico si los eritrocitos fetales no tuvieran una mayor afinidad por el oxígeno que los eritrocitos del adulto (fig. 33-19). Los eritrocitos fetales contienen hemoglobina fetal (hemoglobina F), en tanto las células del adulto poseen hemoglobina de adulto (hemoglobina A). La causa de la diferencia en la afinidad por el oxígeno entre ambas radica en que la hemoglobina F se une con 2,3-difosfoglicerato con menor eficacia comparada con la hemoglobina A. El descenso en la afinidad por el oxígeno causado por la unión con 2,3-difosfoglicerato se describe en el capítulo 31.

CAMBIOS EN LA CIRCULACIÓN FETAL Y LA RESPIRACIÓN AL NACER

A causa del conducto arterioso persistente y el agujero oval permeable (fig. 33-18), las cavidades izquierda y derecha del corazón bombean en paralelo en el feto y no en serie como ocurre en el adulto. En el recién nacido la circulación cambia de un sistema en paralelo a otro en serie, y del intercambio gaseoso placentario al de tipo pulmonar. El fenómeno anterior se completa en gran medida en término de minutos de ocurrir el nacimiento, aunque es posible que los cambios en su totalidad se completen después de muchas horas. El elemento esencial que desencadena los cambios es la disminución de la resistencia vascular pulmonar cuando los pulmones se llenan por primera vez con gas. La resistencia mencionada disminuye a menos de 20% de la cifra que tenía el feto en útero, después de que se expanden los pulmones con las primeras respiraciones.

No se conoce en detalle el estímulo gracias al cual el bebé comienza a respirar después de nacido. En un parto normal no hay datos de que la hipoxia intervenga de manera importante, y es posible que entre los elementos de desencadenamiento más importantes estén la exposición repentina a la luz, los sonidos, el aire frío y otros estímulos táctiles. El oxígeno es un vasodilatador potente del árbol vascular pulmonar y opera a través de la generación de óxido nítrico (NO). La elevada tensión de oxígeno arterial y la bradicinina liberada por los pulmones durante la inflación inicial son elementos vasoconstrictores de las arterias umbilicales y del conducto arterioso. La sangre que vuelve a los pulmones eleva la tensión de la aurícula izquierda, y cierra el agujero oval al presionar la válvula que lo obtura contra el tabique interauricular. El conducto arterioso se contrae y tal fenómeno, junto con la disminución de la resistencia vascular pulmonar, hace que gran parte del flujo de salida del ventrículo derecho pase por los pulmones. El conducto arterioso se cierra de manera funcional en término de horas del nacimiento y el cierre anatómico permanente se logra en las siguientes 24 a 48 h a causa del engrosamiento extenso de la íntima. Además, hay concentraciones altas de vasodilatadores en el conducto in utero, sobre todo prostaglandina F_2α, y la síntesis de estas prostaglandinas se bloquea a causa de la inhibición de la ciclooxigenasa al nacer. En muchos lactantes prematuros, el conducto no se cierra de forma espontánea, pero puede inducirse el cierre con infusión de fármacos inhibidores de la ciclooxigenasa. También es posible que el óxido nítrico participe en la preservación de la permeabilidad ductal en estas circunstancias.

Una vez establecida la respiración pulmonar, la sangre fuertemente oxigenada que contiene la bradicinina liberada por pulmones alcanza las arterias umbilicales y comienza su constricción. Esta última se intensifica también por el estímulo del frío y la manipulación del cordón umbilical, y las arterias alcanzan la constricción total en término de 3 a 5 min después del nacimiento. El flujo venoso persiste como consecuencia de la mayor tensión placentaria dentro del útero contraído y la tensión intratorácica negativa por acción de los intentos respiratorios del neonato (en los comienzos, −30 a −50 mmHg). En un lapso de 5 min, cesa el flujo por el cordón umbilical y subsiste un poco de sangre dentro de la placenta. Esta redistribución de la sangre dentro de la distribución fetoplacentaria después de nacido el bebé recibe el nombre de “transfusión placentaria”.

Por último, en la circulación fetal, el gasto ventricular derecho es un poco mayor que el izquierdo, situación factible gracias al sistema impelente en paralelo (bomba) y los cortocircuitos. Después del nacimiento el sistema en serie necesita que el gasto ventricular sea igual en ambos lados para que se cierren los cortocircuitos.

• El LCR se produce sobre todo en el plexo coroideo del cerebro, en parte por mecanismos de transporte activo en las células epiteliales coroideas. El líquido se reabsorbe en la corriente sanguínea para conservar la presión adecuada en presencia de la producción continua.

• La penetración de las sustancias circulantes al cerebro está estrictamente controlada. El agua, el dióxido de carbono y el oxígeno cruzan de manera libre. Otras sustancias (como la glucosa) requieren mecanismos de transporte específicos, mientras la entrada de macromoléculas es insignificante. La eficacia de la barrera hematoencefálica para impedir la entrada de xenobióticos está sostenida por la salida activa mediada por la glucoproteína P.

• La circulación coronaria aporta oxígeno al miocardio contráctil. Los productos metabólicos y las señales nerviosas inducen vasodilatación según se necesite para el requerimiento de oxígeno. La obstrucción de las arterias coronarias puede producir lesión irreversible del tejido cardiaco.

• El control del flujo sanguíneo cutáneo es una faceta clave en la regulación de la temperatura y es sostenido por derivaciones en varios niveles mediante anastomosis arteriovenosas. La hipoxia, los reflejos axónicos y las señales simpáticas constituyen factores determinantes para el flujo por la vasculatura cutánea.

• La circulación fetal participa con el aporte de oxígeno y nutrientes al feto en crecimiento, a través de la placenta que se une al feto por el cordón umbilical y a la circulación materna por vasos sanguíneos que emergen de la pared uterina para además eliminar productos de desecho. Las características anatómicas únicas de la circulación fetal, así como las propiedades bioquímicas de la hemoglobina fetal sirven para asegurar el suministro adecuado de oxígeno, sobre todo a la cabeza. Al nacer, el agujero oval y el conducto arterioso se cierran; por ello, los pulmones neonatales sirven ya como sitio para el intercambio de oxígeno.