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Anatomía
Las arterias coronarias nacen de los senos de Valsalva, justo después del origen de la raíz aórtica. La arteria coronaria derecha (ACD), que nace del seno aórtico anterior, suministra sangre a la aurícula derecha, al ventrículo derecho, al nódulo sinoauricular, al nódulo auriculoventricular (AV) y a determinadas partes del ventrículo izquierdo. La arteria coronaria izquierda (ACL) nace del seno aórtico posterior izquierdo y se bifurca rápidamente en la arteria circunfleja izquierda (LCX) y la arteria descendente anterior izquierda (LAD), que suministran sangre a la aurícula y el ventrículo izquierdos. Existe un solapamiento sustancial en estos suministros sanguíneos debido a la existencia de vasos colaterales y a una anatomía variada, pero estas complejidades quedan fuera del ámbito de la presente discusión.
Las arterias coronarias pueden clasificarse a grandes rasgos como vasos epicárdicos y vasos intramusculares. Los primeros son más grandes y superficiales, y sirven como conductores del flujo sanguíneo. Los segundos son más pequeños y discurren dentro del miocardio; sus diversas ramas y arteriolas proporcionan una mayor resistencia pero un control más afinado del flujo sanguíneo.
En la mayoría de los tejidos, el flujo sanguíneo alcanza su máximo durante la sístole ventricular debido al aumento de la presión en la aorta y sus ramas distales. El flujo sanguíneo a través de los vasos coronarios, sin embargo, es aparentemente paradójico y alcanza su máximo durante la diástole ventricular. Este patrón inusual es el resultado de la compresión externa de los vasos coronarios por el tejido miocárdico durante la sístole. La fuerza de compresión más significativa la sienten los vasos de la capa endocárdica, con poca fuerza sentida por los vasos del epicardio. Cabe destacar que esta compresión puede ser lo suficientemente importante como para invertir el flujo coronario, especialmente en los vasos intramusculares del ventrículo izquierdo más grueso. Cuando los ventrículos se relajan durante la diástole, los vasos coronarios dejan de estar comprimidos y se reanuda el flujo sanguíneo normal. Debido a este patrón de flujo sanguíneo, la taquicardia -y la consiguiente disminución del tiempo de diástole- puede disminuir la eficacia de la perfusión miocárdica.
Regulación
En reposo, aproximadamente entre el 60% y el 70% del oxígeno se extrae de la sangre en las arterias coronarias. Este grado de extracción de oxígeno es un testimonio de la elevada actividad metabólica del miocardio. También pone de manifiesto la importancia de aumentar el flujo coronario global durante los momentos de mayor demanda de oxígeno del miocardio.
La demanda de oxígeno del miocardio puede aumentar varias veces en función de la frecuencia ventricular, la contractilidad y las presiones. Debido al elevado consumo de oxígeno de base del miocardio, el aumento de la extracción de oxígeno sólo proporciona una capacidad de amortiguación limitada. La mayor parte de esta demanda debe satisfacerse mediante el aumento del flujo coronario, cuyos mecanismos sólo se conocen parcialmente. Las pruebas actuales sugieren un modelo multifactorial de regulación coronaria. Se cree que los metabolitos descendentes del consumo de oxígeno, como el dióxido de carbono, son el principal determinante del flujo coronario en condiciones fisiológicas de reposo. Mientras tanto, la hipoxia localizada, junto con la liberación resultante de sustancias vasodilatadoras, probablemente contribuye a la vasodilatación coronaria durante diversos estados fisiológicos y fisiopatológicos de desajuste entre el suministro y la demanda de oxígeno.
En el nivel más básico, la hipoxemia local y la hipercarbia han demostrado correlacionarse con la vasodilatación coronaria. Sin embargo, las mediciones de la pO2 y la pCO2 venosas coronarias muestran pocos cambios, si es que hay alguno, durante los estados de demanda fisiológicamente aumentada (es decir, el ejercicio). Esta situación sugiere que hay factores alternativos que deben contribuir a la regulación coronaria en condiciones normales que evitan la hipoxemia y la hipercarbia. De hecho, múltiples estudios han demostrado que las concentraciones tanto de oxígeno como de dióxido de carbono son insuficientes para explicar la mayor parte del alcance total de la vasodilatación coronaria en respuesta a una mayor demanda de oxígeno. Aunque es probable que la hipoxemia localizada y la hipercarbia tengan un papel en la regulación coronaria durante los estados fisiopatológicos, aún no está claro si una molécula intermediaria está implicada en el proceso.
En la década de 1960, la adenosina fue un posible metabolito propuesto como responsable de desencadenar la vasodilatación coronaria. La hipótesis era que la disminución de la tensión de oxígeno estimulaba la liberación de adenosina debido al consumo y la degradación del trifosfato de adenosina (ATP). La idea era que la adenosina actuaba entonces sobre los receptores de adenosina del músculo liso vascular para provocar un aumento del flujo coronario. Sin embargo, décadas de investigación han sido incapaces de demostrar de forma concluyente el papel de la adenosina en la vasodilatación coronaria fisiológica. Esta desconexión se debe quizás a la capacidad de la producción de ATP de los miocitos para mantener el ritmo de consumo cuando se satisface adecuadamente la demanda de oxígeno. En cambio, se ha demostrado que la adenosina desempeña un papel en la regulación coronaria durante los momentos de isquemia. Cuando la vasodilatación coronaria normal es insuficiente, el tejido cardíaco isquémico libera adenosina en grandes cantidades, lo que da lugar a una hiperemia local.
En la década de 1980, los investigadores descubrieron canales de potasio (K) dependientes del ATP en el músculo liso vascular y otros tejidos. Es probable que estos canales contribuyan al tono vascular basal, ya que su inhibición provoca una ligera disminución del flujo coronario. Curiosamente, el bloqueo de los canales de K no afecta a la vasodilatación fisiológica, pero sí atenúa la hiperemia mediada por la adenosina.
También se han dilucidado otros mediadores del flujo coronario. A medida que el flujo coronario aumenta de forma secundaria a otros factores, el aumento del esfuerzo cortante endovascular estimula la síntesis de óxido nítrico. La liberación de óxido nítrico produce una vasodilatación tanto en reposo como en estados de mayor consumo de oxígeno del miocardio. Sin embargo, la inhibición de la síntesis de óxido nítrico ha demostrado en múltiples estudios que el óxido nítrico no es necesario para la vasodilatación coronaria fisiológica. La prostaciclina, un metabolito del ácido araquidónico, también ha demostrado cierto efecto vasodilatador en los vasos coronarios, probablemente a través de la interacción con el óxido nítrico.
Un mediador endotelial notable antagonista de la función del óxido nítrico en los vasos coronarios es la endotelina. La endotelina es un vasoconstrictor extremadamente potente y la circulación coronaria es muy sensible a ella. Los estudios han demostrado un aumento de las concentraciones plasmáticas de endotelina con la patología relacionada con las coronarias.
También se ha demostrado que los factores neurohormonales regulan el flujo coronario, aunque este efecto parece ser relativamente menor. Los receptores adrenérgicos se distribuyen de manera no uniforme a lo largo de los vasos coronarios; los receptores alfa se encuentran en mayor concentración en los vasos epicárdicos, mientras que existe una preponderancia de los receptores beta-2 en los vasos intramusculares y subendocárdicos. Esta distribución parece minimizar el «robo» coronario, al constreñir los vasos proximales y desplazar la dependencia del flujo coronario hacia los vasos distales dilatados. Además, esta disminución del diámetro de los vasos coronarios grandes también puede servir para reducir las oscilaciones del flujo coronario causadas por la compresión ventricular de los vasos intramusculares. Se ha demostrado que el control adrenérgico contribuye a la vasodilatación fisiológica; el bloqueo de los receptores alfa y beta-adrenérgicos da lugar a una tensión venosa de oxígeno coronaria sustancialmente menor.
En resumen, los mecanismos exactos que subyacen a la regulación coronaria no se conocen del todo. Muchos factores superpuestos controlan este complejo proceso y se sugiere además por la reducción significativa de la tensión venosa coronaria de oxígeno en un estudio con un bloqueo combinado de los receptores de adenosina, los canales K y la síntesis de óxido nítrico.