Regulación de la Presión Arterial

Descripción General

Ecuaciones de la presión arterial media (PAM)

La presión arterial media es la presión arterial sistémica promedio.

• PAM = (CO x RVS) + CVP
  • CO: gasto cardíaco, que = volumen sistólico x frecuencia cardíaca
  • RVS: resistencia vascular sistémica
  • CVP: presión venosa central (cerca de 0, a menudo ignorada)
• Se puede aproximar utilizando las presiones arteriales sistólica y diastólica:
  • Debido a que el corazón pasa más tiempo en diástole que en sístole, la presión arterial diastólica (PAD) contribuye más a la PAM que la presión arterial sistólica (PAS).
  • Ecuación: PAM ≅ [ ⅓ (PAS ‒ PAD) ] + PAD

Factores que afectan la presión arterial media

La presión arterial media se ve afectada principalmente por el gasto cardíaco y la resistencia vascular sistémica:

Gasto cardíaco = frecuencia cardíaca x volumen sistólico:

• La frecuencia cardíaca está determinada por:
  • Efectos del SNA (regulador primario) en el nódulo sinoauricular del corazón
  • Otros factores:
    • Hormonas tiroideas
    • Catecolaminas circulantes
    • Niveles de K⁺
    • Isquemia
• El volumen sistólico se ve afectado por:
  • Inotropía: fuerza contráctil de cada latido del corazón
  • Poscarga:
    • Presión que debe superar el ventrículo izquierdo para expulsar sangre hacia la aorta
    • Estrechamente relacionada con la resistencia vascular sistémica
  • Precarga (cuánto se han estirado/llenado de sangre los ventrículos al final de la diástole), que se ve afectada por:
    • Distensibilidad venosa (cuánta sangre pueden contener las venas)
    • Volumen sanguíneo, principalmente afectado por el manejo renal de Na⁺ y H₂O

La resistencia vascular sistémica se ve afectada principalmente por:

• Anatomía vascular:
  • Disposición de vasos en serie o en paralelo
  • Anatomía de las paredes de los vasos
• Factores locales secretados por las paredes de los vasos (e.g., óxido nítrico, prostaciclina, tromboxano), que pueden causar vasoconstricción y vasodilatación
• Factores neuronales:
  • Señales del SNA
  • Reflejo barorreceptor arterial
• Hormonas:
  • Catecolaminas circulantes liberadas por la médula suprarrenal
  • Hormonas del SRAA
  • Péptidos natriuréticos
  • Hormona antidiurética (ADH, por sus siglas en inglés)

Regulación por el SNA

Estimulación simpática

La estimulación simpática aumenta la PAM, lo que aumenta tanto la resistencia vascular sistémica como el gasto cardíaco:

• ↑ Resistencia vascular sistémica al inducir vasoconstricción:
  • A través de los receptores α₁–adrenérgicos, que se acoplan a las proteínas Gq
  • Utiliza la transducción de señales de trifosfato de inositol → contrae el músculo liso
• ↑ Gasto cardíaco al aumentar tanto la frecuencia cardíaca como el volumen sistólico
  • Directamente, a través de los receptores β₁–adrenérgicos, lo que aumenta:
    • Contractilidad (que conduce a ↑ volumen sistólico)
    • Monofosfato de adenosina cíclico → ↑ tasa de despolarización en el nódulo sinoauricular → ↑ frecuencia cardíaca
  • Al inducir venoconstricción → fuerza más sangre de regreso al corazón → ↑ precarga → ↑ volumen sistólico → ↑ gasto cardíaco
  • Por ↑ volumen sanguíneo por activación del SRAA → ↑ precarga → ↑ volumen sistólico → ↑ gasto cardíaco

Estimulación parasimpática

La estimulación parasimpática disminuye la PAM al disminuir tanto la resistencia vascular sistémica como el gasto cardíaco:

• ↓ Resistencia vascular sistémica al inducir vasodilatación
• ↓ Gasto cardíaco al disminuir la frecuencia cardíaca
  • A través de receptores muscarínicos M₂ que están acoplados a proteínas Gi
  • Conduce a ↓ cAMP → ↓ tasa de despolarización en el nódulo sinoauricular → ↓ frecuencia cardíaca

Regiones de regulación de la señal autonómica

• Hipotálamo: regula las señales “automáticas” del SNA
• Médula: coordina las respuestas reflejas de los barorreceptores (ver más abajo)
• Corteza cerebral: ajusta la señal del SNA en función de los procesos de pensamiento cognitivo (i.e., miedo, estrés, relajación)
• Médula espinal: contiene eferentes simpáticos bajo el control reflejo de la médula espinal

Reflejo Barorreceptor Arterial

El reflejo barorreceptor es el mecanismo más importante para la regulación rápida de la presión arterial.

Barorreceptores

• Neuronas sensibles a la presión
• Envían señales continuamente, aunque la velocidad de envío varía según la presión arterial
• Ubicación de los barorreceptores:
  • Seno carotídeo:
    • Ubicado donde las carótidas comunes se dividen en sus ramas interna y externa
    • Inervado por el nervio glosofaríngeo (nervio craneal IX)
  • Arco aórtico: inervado por el nervio vago (nervio craneal X)

Reflejo barorreceptor

• ↑ Presión arterial o volumen sanguíneo → ↑ estiramiento de vasos
• Nervios barorreceptores ↑ frecuencia de señalización cuando sienten ↑ estiramiento
  • Responde en milisegundos
  • Cambios en la frecuencia de señalización entre la sístole y la diástole de un solo latido del corazón
• Señal enviada a través de fibras aferentes → núcleo del tracto solitario en el bulbo raquídeo
• La respuesta adecuada se coordina en los centros de control cardiovascular del bulbo raquídeo y se envía a través de las fibras del SNA
• 3 centros de salida primarios en el centro de control cardiovascular:
  • Centros simpáticos:
    • Centro cardioacelerador: ↑ frecuencia cardíaca e inotropía al activarse
    • Centro vasomotor: ↓ precarga y resistencia vascular sistémica al activarse
  • Centro vagal/parasimpático:
    • Centro cardioinhibitorio: ↓ frecuencia cardíaca cuando está activado

Ejemplo: ↑ presión arterial

↑ Presión arterial → ↑ estiramiento del vaso → ↑ tasa de señales de barorreceptores → conduce a:

• Activación del centro vagal/parasimpático (i.e., centro cardioinhibitorio): ↓ frecuencia cardíaca
• Inhibición de los centros simpáticos (i.e., centros cardioaceleradores y vasomotores):
  • ↓ Inotropía
  • Venodilatación → ↓ precarga → ↓ volumen sistólico → ↓ gasto cardíaco
  • Vasodilatación → ↓ resistencia vascular sistémica
• Efecto final = ↓ presión arterial

Ejemplo: ↓ presión arterial (es decir, hipotensión)

↓ Presión arterial → ↓ estiramiento → ↓ tasa de señales de barorreceptores → conduce a:

• Inhibición del centro vagal/parasimpático (i.e. centro cardioinhibitorio): ↑ frecuencia cardíaca
• Activación de los centros simpáticos (i.e., centros cardioaceleradores y vasomotores):
  • ↑ Inotropía
  • Venoconstricción → ↑ precarga → ↑ volumen sistólico → ↑ gasto cardíaco
  • Vasoconstricción → ↑ resistencia vascular sistémica
• Efecto final = ↑ presión arterial

Ajuste de la función de los barorreceptores

• Los barorreceptores se adaptan rápidamente → involucrados solo en la regulación de la presión arterial a corto plazo (i.e., segundo a segundo)
  • Incluso si el rango de presión arterial de referencia está crónicamente elevado (o reducido), el cuerpo todavía necesita poder hacer ajustes a corto plazo para mantener la presión arterial adecuada durante las actividades normales (e.g., ponerse de pie, subir escaleras).
  • Ciertas situaciones requieren que el rango normal para la señal de los barorreceptores se “restablezca” o ajuste.
• El reflejo barorreceptor sigue una curva sigmoidea:
  • Presión arterial trazada en el eje x
  • Frecuencia de activación de barorreceptores trazada en el eje y
  • La tasa más alta de señales es durante la parte más empinada de la curva
• Efectos de la presión arterial crónicamente elevada (e.g., hipertensión crónica)
  • Desplaza la curva a la derecha
  • Los barorreceptores no aumentan la tasa de señales hasta que se detectan niveles más altos de estiramiento.
• Otras situaciones en las que el punto de ajuste del barorreflejo se ajusta por periodos de tiempo más cortos:
  • Ejercicio aeróbico
  • Dolor

Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA)

El SRAA es el principal regulador a largo plazo de la presión arterial.

Enzimas y hormonas en el SRAA

• Renina:
  • Secretada por las células de la mácula densa dentro de los riñones
  • Convierte el angiotensinógeno (secretado por los hepatocitos) en angiotensina I
• Enzima convertidora de angiotensina:
  • Secretada por el endotelio vascular pulmonar
  • Convierte la angiotensina I en angiotensina II
• Angiotensina II:
  • Estimula la liberación de aldosterona (secretada por la zona glomerulosa en la corteza suprarrenal)
  • ↑ Secreción de la ADH → ↑ reabsorción renal de agua
  • ↑ Sed
  • ↓ Distensibilidad venosa a través de los receptores de angiotensina tipo 1
• Aldosterona:
  • Estimula la reabsorción de Na⁺ y agua de los túbulos renales
  • Estimula la excreción de K⁺ y H⁺ en la orina

Estimulación del SRAA

Los factores que estimulan el SRAA (i.e., la secreción de renina) incluyen:

• ↓ Perfusión renal:
  • ↓ Presión arterial
  • ↓ Volumen efectivo de sangre circulante
• ↓ Aporte de sodio al riñón
• ↑ Estimulación simpática

Resultados finales de la activación de SRAA

Renina → angiotensina I → angiotensina II → aldosterona:

• ↑ Presión arterial: induce la reabsorción de agua y Na⁺, lo que conduce a ↑ volumen sanguíneo → ↑ precarga → ↑ volumen sistólico → ↑ gasto cardíaco → ↑ PAM
• ↑ Na⁺ sérico (por ↓ excreción urinaria de Na⁺)
• ↓ K⁺ sérico (por ↑ excreción urinaria de K⁺)
• ↑ pH sérico (por ↑ excreción urinaria de H⁺)

Otras Hormonas Involucradas en la Regulación de la Presión Arterial

Catecolaminas circulantes

• Las catecolaminas circulantes son secretadas por la médula suprarrenal directamente al torrente sanguíneo
• Hormonas catecolaminas:
  • Epinefrina (80%)
  • Norepinefrina (20%)
• Efectos de las catecolaminas que conllevan un ↑ la presión arterial:
  • A través de los receptores β₁–adrenérgicos cardíacos → ↑ frecuencia cardíaca y ↑ volumen sistólico
  • A través de los receptores β₁–adrenérgicos renales → ↑ SRAA → ↑ volumen sanguíneo
  • A través de los receptores α₁ de los vasos sanguíneos → vasoconstricción
• Otros efectos de las catecolaminas:
  • ↑ Respiraciones y broncodilatación
  • ↑ Niveles de glucosa en sangre
  • ↓ Digestión
• Las catecolaminas circulantes ↑ por:
  • Actividad física
  • Estrés
  • Insuficiencia cardíaca
  • Shock
  • Feocromocitoma

Péptidos natriuréticos

Estas hormonas actúan en oposición al SRAA.

• 2 tipos de péptidos natriuréticos:
  • Péptido natriurético auricular (ANP, por sus siglas en inglés): almacenado y liberado por los miocitos auriculares
  • Péptido natriurético cerebral (BNP, por sus siglas en inglés):
    • Almacenado y liberado por los miocitos ventriculares
    • Marcador de diagnóstico de insuficiencia cardíaca
• ANP y BPN tienen acciones similares:
  • ↓ Liberación de renina → ↓ angiotensina II → ↓ aldosterona → diuresis (pérdida urinaria de agua) y natriuresis (pérdida urinaria de Na⁺) → ↓ volumen sanguíneo → ↓ precarga → ↓ gasto cardíaco → ↓ PAM
  • Efectos menores que ↓ PVC y resistencia vascular sistémica
• Liberados en respuesta a:
  • Distensión auricular (factor más importante)
  • Estimulación simpática
  • Angiotensina II
  • Endotelina

Hormona Antidiurética (ADH)

• Un neuropéptido secretado por la hipófisis posterior
• También llamada vasopresina
• Secretada en respuesta a:
  • Angiotensina II
  • Hiperosmolaridad
  • Estimulación simpática
• 2 efectos primarios:
  • En niveles típicos:
    • La acción es a través de los receptores de vasopresina 2
    • Estimula la reabsorción de agua en los túbulos renales y el sistema colector (efecto primario) → ↑ volumen sanguíneo → ↑ precarga → ↑ gasto cardíaco → ↑ PAM
  • A niveles altos: vasoconstricción vía receptores vasopresina 1 → ↑ resistencia vascular sistémica

Relevancia Clínica

• Hemorragia: pérdida excesiva de sangre que da como resultado una disminución del volumen sanguíneo, lo que lleva a una precarga ↓, volumen sistólico ↓, gasto cardíaco ↓, PAM ↓ y, por lo tanto, perfusión ↓ a los órganos vitales. Para mantener la perfusión, el cuerpo lo compensará intentando aumentar la PAM aumentando el gasto cardíaco a través de aumentos en la frecuencia cardíaca y la contractilidad, y mediante la vasoconstricción para aumentar la resistencia vascular sistémica. Los líquidos intravenosos y/o las transfusiones de sangre pueden ayudar a restaurar el volumen sanguíneo.
• Respuesta de lucha o huida: activación del sistema nervioso simpático, que afecta varios aspectos del ciclo cardíaco simultáneamente. La activación del sistema nervioso simpático aumenta la contractilidad del corazón, al tiempo que provoca vasoconstricción y aumenta el retorno venoso al corazón. Estas condiciones dan como resultado efectos sinérgicos, aumentando el volumen sistólico debido a los efectos sobre la ↑ precarga y la ↑ inotropía.
• Los estados de bajo gasto cardíaco, como insuficiencia cardíaca, cirrosis hepática y cor pulmonale por enfermedad pulmonar grave, pueden causar una estimulación anormalmente alta del SRAA en un intento de mantener presiones arteriales adecuadas. Sin embargo, la aldosterona anormalmente alta puede provocar complicaciones metabólicas, como hipopotasemia y/o alcalosis metabólica.