Anatomia y fisiologia_de_la_circulacion_coronaria (1)
1. Anatomía y fisiología de la
circulación coronaria
Autorregulación. Influencia de las estenosis. Reserva de flujo
coronario. Circulación colateral.
Dr. Juan Pablo Abugattás
Dra. Raquel Marzoa
5. Anatomía coronaria
CDpCDp
CDmCDm
CDdCDd
SPL dcho.SPL dcho.
DPDP
OAD 30º / NeutraOAD 30º / Neutra
MarginalMarginal
agudaaguda
RamoRamo
AuricularAuricular
Art. del conoArt. del cono
(de la art. Pulmonar)(de la art. Pulmonar)
Cortesía unidad de hemodinámica C.H.U.A.C
6. Zonas de irrigación
Nodo sinusal Arteria del nodo sinusal: CD 54%; CX 42%; de ambas 2%; y
de origen indeterminado en un 2%.
Nodo AV
Irrigación doble: Art. Del Nodo AV y 1º art. Sept. la Art.
nodal AV se origina de la CD: 86% ; de la CX: 12% y de
ambas: 2%
Haz de His
Art. del NAV y de la 1º y 2º septales. La R. Izquierda:
Art. Septales ant; el F. posterior recibe irrigación de la art
del nodo AV y de las septales posterior. Rama derecha:
1º y 2º septal y recibe colaterales de A. NAV.
M. Papilar
anterior del VD
Art descendente anterior.
M. Papilar
anterior del VI
Por una o más ramas de la DA y recibe también ramas
de la CX.
M. Papilar
Posterior
Recibe Ramas terminales de la CD o de la CX
dependiendo de la dominancia.
7. Flujo sanguíneo coronario
SÍSTOLE
↑ Presión tisular
Redistribución de
La perfusión:
endocardio epicardio
↓ flujo arterial y ↑ venoso
SÍSTOLE
↑ Presión tisular
Redistribución de
La perfusión:
endocardio epicardio
↓ flujo arterial y ↑ venoso
DIÁSTOLE
↑ Flujo arterial coronario
Gradiente de flujo a favor de
endocardio
↓ flujo venoso
DIÁSTOLE
↑ Flujo arterial coronario
Gradiente de flujo a favor de
endocardio
↓ flujo venoso
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
8. Rel. Consumo/suministro de O2
Determinantes del MVO2
• Frecuencia cardiaca:
– ↑ MVO2
– ↓ Diastole
• Contrac. miocárdica
• Tensión de la pared
– Presión Aórtica
– Longitud de la fibrilla
miocárdica
– Volumen ventricular
Determinantes del
suministro O2
• Transporte y liberación de
O2
– Concentración Hb
– Sat. Art. O2
• Flujo sanguíneo coronario
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
9. Autorregulación coronaria
• El flujo coronario en reposo es de 0,7 a 1,0
ml/min./gm y puede aumentar entre 4 – 5 veces
durante la vasodilatación.
• Variación transmural de la autorregulación:
– Subepicardio 25 mmHg
– Subendocardio 40 mmHg
La propiedad de mantener constante la perfusión miocárdica
frente a una presión de impulso cambiante
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
10. Resistencia vascular coronaria
Características
R1 •Resistencia epicárdica: Usualmente nulo hasta que se desarrolla una
estenosis significativa que vence a los mecanismo de autorregulación
R2 •Resistencia microvascular: Vasos prearteriolares y arteriolares.
•Control metabólico, control miógeno y mediado por flujo.
R3 •Resistencia compresiva: contracción cardiaca y presión sistólica del
VI.
R2 > R3 >> R1
11. Compartimientos funcionales
Arteria epicárdica > 400 μm
Contribuye con < 5% de la ↓ PA
R. Miogénica, Mediada por flujo,
control neuronal y paracrino
Vasos prearteriolares
(100 - 400 μm): R.
mediada por flujo y R.
Miógeno
Arteriolas <30
μm: R. metabólica;
30 - 60 μm: R.
Miógena; 100 - 150
μm R. mediada por
flujo. 40 – 50% de
la resistencia al
flujo.
Capilares:
• 3500/mm2
• Endocar > Epicar.
Se afecta en HVI,
DM.
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
12. • Fuerzas mecánicas extravasculares:
– Fuerzas compresivas
• Regulación del tono vascular:
– F. físicas intravasculares:
• C. Miogénico.
• C. mediado por flujo.
– C. metabólico
– C. neuronal
– C . Paracrino
Control de la perfusión miocárdica
14. Fuerzas físicas extravasculares
REGULACIÓN MIÓGENICA
•Los vasos se dilatan cuando la P. de distensión ↓ y se contaren
cuando la P. de distensión ↑.
• Mec. Cel. desconocido canales de Ca++
tipo L activados por
distensión??
CONTROL MEDIADO POR FLUJO
A medida que el gradiente de presión a través de un vaso aumenta, el
flujo, aumenta Dilatación progresiva
Mediado por factores dependientes del endotelio y mediado por ON
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
15. M. dependientes del endotelio
Oxido Nítrico
Braunwald E; Tratado de cardiología 7ma
ed
16. M. dependientes del endotelio
• Oxido Nítrico (continuación):
– Es el mediador endotelial más importante.
– Su función y síntesis disminuye en la disfunción endotelial!!!!!
• Disminución del cofactor Tetrahidrobiopterina.
• Aumento de los niveles de Dimetilarginina asimétrica (inhibdor
competitivo endógeno de la ON – sintetasa)
• Inactivación del ON por radicales libres (LDL colesterol alto).
• Disminución del transporte de L-Arginina a las células endoteliales.
• F. hiperpolarizante (EDHF):
– Hiperpolariza las células musculares lisas vasculares y produce
dilatación mediante la apertura de los canales de Ca++
activados por K+
– aparentemente es un metabolito del ac. Araquidónico producido por
el citocromo P-450.
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
17. M. dependientes del endotelio
• Prostaciclina:
– Producto del metabolismo del ac. Araquidónico por la vía
de la ciclooxigenasa.
– Contribuye a la vasodilatación tónica coronaria.
– Es un determinante importante en el flujo coronario
colateral.
• Endotelina:
– ET-1, ET-2 y ET-3 son vasoconstrictores potentes que
actúan mediante su unión a los receptores ET-A y ET-B.
– El efecto de las ET es prolongado
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va
ed
19. Mediadores metabólicos
• Adenosina Continuación):
– Actúa principalmente sobre arteriolas < 100um.
– No actúa sobre las arterias de conductancia, aunque estas se dilatan por el aumento de
flujo.
– No es necesaria para el control del flujo en condiciones normales.
– Importante en la hipoxia e isquemia.
• Canales de K+
sensibles a ATP 2
:
– Su apertura causa salida de K+ e hiperpolarización de la membrana y previniendo la
entrada de Ca++.
– ¿efector o detector de la actividad metabólica?
• Hipoxia:
– Estimulo vasodilatador potente faltan estudios demostrando el efecto directo.
• Acidosis:
– Estimulo independiente de la hipoxia.
– ↑ producción miocardica de pCO2 y acidosis tisular secundaria a isquemia.
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va ed
N Engl J Med, Vol. 345, No. 8. August 23, 2001
20. Control neuronal
• Innervación colinérgica:
– A. Resistencia: Dilatación
– A. conductancia: contracción PERO:
• ↓R microvascular ↑ flujo en A. conduc. dilatación mediada
por flujo (ON)
• Efecto opuesto en la disf. Endotelial.
• Innervación simpática:
– En condición basal no existe tono simpático
– α1 constricc. β2 Dilatac. NETO: DILATACIÓN
– Dilatación Potenciado x D. Med por flujo.
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va ed
21. Control Paracrino
Sustancia M. Endotelial R. Normal Ateroesclerosis
Acetilcolina Conductancia: ON
Resistencia: ON, EDHF
Dilatación
Dilatación
Constricción
Dilatación atenuada
Norepinefrina Alfa1:
Beta2: ON
Constricción
Dilatación
Constricción
Dilatación Atenuada
Trombina ON Dilatación Constricción
Serotonina Conductancia
Resistencia: ON
Constricción
Dilatación
Constricción
Constricción
ADP ON Dilatación Dilatación Atenuada
Tromboxano Endotelina Constricción Constricción
Bradicinina ON, EDHF Dilatación Dilatación Atenuada
Histamina ON Dilatación Dilatación Atenuada
Sustancia P ON Dilatación Dilatación Atenuada
Endotelina (ET-1) ON constricción Mayor Constricción
Braunwald E; Tratado de cardiología 8va ed
22. Efecto de las estenosis coronarias
• ΔP = ƒ 1Q + ƒ 2Q 2
• ƒ 1= 8πμL/ As
2
; ƒ2= ρ/2[1/As – 1/An]2
Donde: Q: Flujo; ƒ 1:Coeficiente de viscosidad; ƒ 2: Coeficiente de separación; As: A.
de estenosis; An: A. del segmento normal; Ρ: Densidad de la sangre; μ: Viscosidad
de la sangre.
Braunwald E; Tratado de cardiología 7ma
ed
2
4
6
20 40 60 80 100
Vasodilatación
% estenosis
23. Robo coronario
• Robo coronario transmural:
– Por vasodilatación de los vasos epicardicos pre-
estenóticos
• Robo coronario colateral:
– Ocurre cuando existe una estenosis significativa
en la arteria donante de flujo proximal al origen
de las colaterales
Hurst's The Heart, 10th edition
24. Flujo de reserva coronario
Hiperemia
Reactiva
Dilatación coronaria desencadenada por isquemia
miocárdica transitoria grave tras una oclusión
coronaria de 200ms y es máxima tras una
oclusión de 20 seg.
Es la capacidad de incrementar el flujo sanguíneo
coronario en respuesta a un estímulo hiperémico
Métodos de Cuantificación
•Reserva coronaria Absoluta
•Reserva coronaria Relativa
•Reserva fraccional de flujo coronaria
Hiperemia
farmacológica Perfusión de Adenosina: 140ug/Kg/min.
Braunwald E; Tratado de cardiología 7ma ed
25. Reserva coronaria
• Reserva coronaria Absoluta (aCVR) > 2
– Relación entre el flujo coronario durante la hiperemia
máxima y el flujo basal (en la misma arteria).
– ¿Estenosis ó Microcirculación?
• Reserva coronaria Relativa (rCVR) > 0,8
– rCVR = aCVRexam/aCVRrefer
– No es útil en enfermedad de 3 vasos. En pac. Con IAM
previo.
Braunwald E; Tratado de cardiología 7ma ed
Circulation. 2000;101:1344-1351
26. Reserva coronaria
• Reserva fraccional de flujo coronaria (FFR):
– FFR = Pd/PAo (Rel. Entre la presión distal a una
estenosis en hiperemia máxima y la presión
teórica máxima p. Aórtica)
– FFR < 0,75 Isquemia!! (sen: 88%, esp: 100%;
VPP:100%)
– Zona Gris: 0,75 – 0,80
Circulation. 2000;101:1344-1351
27. Reserva fraccional de flujo coronaria (FFR):
Aplicaciones
• Lesiones intermedias.
• Lesiones en serie.
• Enfermedad difusa y
lesiones largas
• Ramas enjauladas post-
stent.
• Lesiones ostiales
• Post – ACTP con balón
Limitaciones
• Muy dependiente de la
hiperemia. (Infra)
• Asume que la Pv es 0 y que
la relación presión – flujo.
(Infra)
• Reducción efectiva del área
intralesional por el catéter.
(sobre)
• No tiene en cuenta la
posible naturaleza dinámica
de la lesión
Circulation. 2000;101:1344-1351
28. Reserva fraccional de flujo coronaria (FFR):
IIa
Es razonable emplear métodos de estudio de la fisiología
intracoronaria en la evaluación de los efectos de las estenosis
coronarias intermedias (30 – 70%) en pacientes con sintomas de
angina. Estos test pueden ser tb útiles como alternativa a la
realización de tests funcionales no invasivos para determinar si su
tratamiento está justificado
IIb
1. Para evaluar el resultado del procedimiento intervencionista
en la restauración de la reserva de flujo y predecir el riesgo de
reestenosis.
2. Para evaluar a los pacientes con síntomas de angina sin
lesiones angiográficas aparentemente culpables.
III
La evaluación rutinaria de la severidad de lesiones con estudios
funcionales no invasivos de resultado positivo e inequívoco no está
indicada.
Circulation 2006; 113:e 166 - 286
29. Reserva fraccional de flujo coronaria (FFR):
• ESTUDIO FAME:
– 1005 pacientes con lesiones
>50%
– ICP guiada por angiografía vs
FFR < 0,8
– Stents farmacoactivos
– 496 angio y 509 FFR
– Endpoint primario:
• 18.3% vs 13.2% (P = 0,02)
• Menos contraste
• Igual tiempo de proced.
N Engl J Med 2009;360:213-24.
30. Circulación colateral
ARTERIOGÉNESIS ANGIOGÉNESIS
Primeras 24 horas:
•Ensanchamiento pasivo y activación
de Cel. Endoteliales
•E. Proteolíticas, ON
•Fragmentación M. B
• Día 1 a semana 3:
•Inflamación y proliferación
•VEGF (inducido por la hipoxia)
•X 10 diámetro luminal
• Meses posteriores:
•Engrosamiento de la pared
•Génesis de vasos nuevos a partir
de v. sanguíneos preexistentes.
•Formación de estructuras
pseudocapilares.
•Vasodilatación y ↑ permeabilidad.
•Degradación de la M.B
•Proliferación endotelial y brotes
capilares.
•Formación de M.B
Bruce D Klugerz; Coronary collateral circulation, In: Uptodate 16.1
M.H. Tayebjee et al. QJM, May 1, 2004; 97(5): 259 - 272.
32. Circulación colateral
• Implicación pronostica:
– Disminución del tamaño del IAM.
– Mayor FE post-IAM.
– Menor riesgo de rotura cardiaca y complicaciones
mecánicas.
– Menor dilatación de aneurismas ventriculares
– La ausencia de circulación colateral predictor
independiente de mortalidad en el IAM. EHJ 2004;
25:854
Bruce D Klugerz; Coronary collateral circulation, In: Uptodate 16.1
M.H. Tayebjee et al. QJM, May 1, 2004; 97(5): 259 - 272.
33. Circulación colateral
• Métodos de cuantificación:
– Angiográficos C. Rentrop y TIMI
– Índice de flujo colateral:
• IFCP = (POC – PVC)/(PAo – PVC)
• IFCV = ITVd/ITVb
– Ecocardiografía con contraste (durante el cate)
– RMN y radioisótopos
Bruce D Klugerz; Coronary collateral circulation, In: Uptodate 16.1
M.H. Tayebjee et al. QJM, May 1, 2004; 97(5): 259 - 272.
Notas del editor
La extracción de O2 del miocardio es casi máxima en reposo (75%). Debido a esto, cualquier ↑ del MVO2 requiere un ↑ flujo coronario para suplir estos requerimientos.
Por otro lado, el suministro miocárdico de oxigeno está directamente relacionado con el contenido arterial de O2, que es igual a la concentración de hemoglobina por la saturación arterial de oxigeno. Por lo que, para cualquier nivel de flujo coronario, la anemia resulta en una reducción proporcional del suministro de oxigeno.
El requerimiento basal de O2 miocárdico necesario para mantener las funciones criticas de la membrana son muy bajos (aprox. 15% del consumo de O2 reposo).
La autorregulación mantiene constante la presión de perfusión miocárdica para un intervalo de presión aórtica media entre 40 y 130mmHg.
El flujo subendocárdico ocurre principalmente en diástole y disminuye cuando la presión coronaria media cae por debajo de 40mmHg, en cambio el flujo subepicárdico, ocurre durante todo el ciclo cardiaco y se mantiene hasta que la presión coronaria media cae por debajo de 25mmHg. Recordemos que el subendocardio tiene un flujo sanguíneo y un consumo de O2 más alto y es más sensible a los efectos compresivos sistólicos.
Los factores que aumentan los determinantes compresivos de la resistencia coronaria (R3, siguiente diapositiva) o disminuyen el tiempo de diástole, reducen la capacidad de autoregulación.
En un modelo integrado de respuesta, un incremento en los requerimientos metabólicos de O2 del miocardio, inicialmente causa vasodilatación arteriolar (dominio metabólico) que es seguido por una caída transitoria de presión en los segmentos previos, con la consecuente vasodilatación secundaria al control miogénico así como al incremento del flujo (mediado por flujo).
Normalmente existe una gran densidad capilar en el miocardio, de tal forma que cada miocito tiene al lado un capilar. Esta relación se altera en la HVI.
- Control Miogénico: Habilidad del músc. liso vasc para oponerse a los cambios en el diámetro arteriolar coronario.
Oxido nítrico: el oxido nítrico es producido por las células endoteliales mediante conversión enzimática de la L-Arginina a citrulina vía la “ON – sintetasa tipo III” y es un proceso dependiente de oxigeno. El ON difunde en las células del musculo liso vascular promoviendo la relajación de estas mediante la unión con la enzima guanilato ciclasa, incrementando la producción de cGMP que reduce los niveles de cálcio intracelular. El entrenamiento físico estimula de manera crónica la ON sintetasa.
Los cambios en los niveles de ET están regulados mediante control transcripcional y producen cambios a largo plazo en el tono vasomotor coronario. En el corazón normal, las ET no están involucradas en la regulación del flujo coronario, sin embargo, los niveles de estas aumentan en situaciones patológicas como la ICC.
Adenosina: Es liberada por los miocitos cuando el índice de hidrólisis de ATP excede el de síntesis durante la isquemia. La adenosina endogena se produce vía el metabolismo del ATP (la enzima responsable de la formación de adenosina desde en AMP es la 5´- nucleotidasa) y vía el metabolismo de la 5 adenosil-metionina) Su vida media es de aproximadamente 10 segundos. Se une a los receptores A2A de las células musculares lisas de los vasos sanguíneos y aumenta le producción de AMPc, abre los canales de K+ Activados por calcio?????????
Durante el ejercicio, la regulación neuronal produce vasodilatación transitoria precoz, que posteriormente es mantenida por el resto de mecanismos. Esta regulación previene el desarrollo de isquemia durante los cambios bruscos en la demanda.
El factor aislado más importante que determina la resistencia producida por una estenosis coronaria es el área mínima de sección transversal de esta. Según el principio de Bermoulli, la resistencia es inversamente proporcional al cuadrado del área de sección transversal de la lesión, por lo que pequeños cambios en esta área, producidos por trombos o vasoconstricción, producen grandes cambios en la relación Flujo – Presión de la lesión. Por otro lado, la longitud de una lesión es un determinante menor en la rese¡istencia de una lesión coronaria.
Una estenosis coronaria se convierte en limitante del flujo solo cuando determina un gradiente de presión transestenótico en reposo. Este gradiente de presión aumenta cuando el flujo aumenta. Un gradiente basal en reposo puede no causar isquemia miocárdica si el flujo se mantiene mediante vasodilatación compensatoria de las arteriolas distales. A su vez esta vasodilatación compensatoria implica una reducción del flujo de reserva coronaria, por lo que a mayor gradiente basal, mayor será la reducción del flujo de reserva coronario y menor el nivel de trabajo cardiaco necesario para inducir isquemia miocárdica (umbral isquémico). Hurst&apos;s The Heart, 10th edition.
Una reducción del radio del 50% en la descendente anterior (que corresponde a una reducción del área de sección transversal del 75% no reducirá el flujo durante el reposo, pero si reducirá la capacidad máxima de flujo, pudiendo producir isquemia durante el ejercicio. Sin embargo, una reducción del radio del 75% (corresponde a una reducción del área de corte transversal del 94%) puede reducir el flujo en reposo (dependiendo del grado de desarrollo de c. colateral).
En presencia de una estenosis significativa, puede producirse isquemia miocardica como resultado de la derivación del flujo sanguineo desde una región miocardica con escasa reserva de flujo hacia una con un flujo de reserva suficiente para prevenir la isquemia en reposo. Esto puede producirse mediante dos mecanismos:
1. Por vasodilatación de los vasos epicardicos pre-estenóticos, con la consecuente caída de la PA antes de la estenosis e isquemia subendocardica por por la caída de PA post-estenosis (Robo Transmural).
2. Ocurre cuando existe una estenosis significativa en la arteria donante de flujo proximal al origen de las colaterales. La vasodilatación arteriolar en la arteria donante incrementaria el flujo a favor de sus arteriolas con la disminución de este hacia las colaterales.
V. absoluta de flujo de reserva coronaria
Relación entre el flujo coronario durante la hiperemia máxima y el flujo basal.
No solo se afecta por situaciones que impiden el flujo coronario máximo (severidad de la estenosis, enfermedad microvascular), sino, también por las que afectan el flujo basal (anemia, estado hemodinámico basal).
Su valor normal es entre 4 – 5 y cifras inferiores 2 se asocian con imágenes de isquemia en el spect.
V. relativa de flujo de reserva coronaria
Relación entre la V. absoluta de flujo de reserva coronaria en la arteria de interés y una arteria de referencia.
Asume que la enfermedad microvascular y las variaciones hemodinámicas afectan a ambas arterias por igual.
Su valor normal es &gt; 0,8
El cálculo de la RFF se basa en la asunción de la relación lineal entre presión y flujo coronario cuando la hiperemia es máxima. Si no se consigue hiperemia máxima, el ΔP estaría infraestimado, supraestimando la RFF y, por tanto, lesiones con significado fisiológico podrían considerarse no significativas y no ser tratadas. (Rev Esp Cardiol 2002; 55: 215 – 218).
Son canales anastomóticos que surgen como una forma de adaptación a la isquemia. Estos conductos pueden formarse de forma aguda o estar presentes en estado infradesarrollado. Las colaterales preexistentes son estructuras de paredes finas con un diámetro entre 20 y 200um. Pueden estar cerradas y no funcionantes en condiciones normales. Porque no existe un gradiente de presión que genere flujo entre las arterias conectadas. Si la presión distal cae bruscamente, las colaterales se abren casi al instante. (Morton J. Kern. Flujo sanguíneo coronario e isquemia miocárdica. En: Braunwald E. Tratado de cardiología, 7ma Ed).
Estos canales son muy variables en tamaño, numero y localización, por lo que, intentar nombrarlos y enumerarlos es de poca utilidad. En 1974, Levin identificó 22 arterias colaterales; posteriormente, en 1977, Paster añadió nuevos vasos a la lista de Levin. (Clinical Anatomy 22:146 – 160 (2009)
Factores. relacionados. con el desarrollo de C. C:
Duración de la angina
Severidad de la lesión
Actividad física durante el tiempo de la lesión
Lesiones proximales
Tiempo de la oclusión arterial.
