Vasoconstricción Pulmonar Hipóxica

La vasoconstricción pulmonar hipóxica (VPH) es la respuesta distintiva del pulmón en la que una disminución de la tensión de oxígeno alveolar constriñe las pequeñas arterias pulmonares que irrigan esa región. Al desviar la sangre de las áreas mal ventiladas hacia las mejor ventiladas, actúa para igualar la perfusión con la ventilación y así preservar la oxigenación de la sangre que sale del pulmón.

Definition

La vasoconstricción pulmonar hipóxica es la contracción activa del músculo liso arterial pulmonar en respuesta a una baja tensión de oxígeno alveolar (y en menor medida venosa mixta), una respuesta única de la circulación pulmonar en la que la hipoxia constriñe en lugar de dilatar estos vasos.

Scope

Esta entrada abarca el fenómeno de la VPH, su papel en la igualación de la perfusión con la ventilación, los mecanismos celulares de detección de oxígeno y de señalización que se cree que la sustentan, y las consecuencias sistémicas de la hipoxia generalizada, como la que se produce a gran altitud. Es un tema de fisiología de referencia y explica mecanismos; no proporciona orientación clínica ni de tratamiento.

Core questions

• ¿Qué estímulo desencadena la vasoconstricción pulmonar hipóxica?
• ¿Cómo mejora la igualación de la perfusión con la ventilación?
• ¿Cómo detectan las células del músculo liso arterial pulmonar el oxígeno y transducen la señal a la contracción?
• ¿Qué sucede cuando la hipoxia es global en lugar de local, como a gran altitud?

Key concepts

• La hipoxia alveolar como estímulo
• Igualación ventilación-perfusión
• Detección de oxígeno por el músculo liso arterial pulmonar
• Especies reactivas de oxígeno y señalización redox
• Inhibición de canales de potasio y despolarización de la membrana
• Entrada y sensibilización al calcio
• Hipoxia global e hipertensión pulmonar

Mechanisms

Cuando el oxígeno alveolar disminuye, las pequeñas arterias pulmonares que irrigan ese alvéolo se constriñen, de modo que la sangre se redirige hacia regiones mejor oxigenadas y se protege el intercambio gaseoso general (Sylvester et al., 2012). La respuesta es intrínseca a la célula del músculo liso arterial pulmonar: el modelo predominante sostiene que la célula detecta el oxígeno a través de la señalización mitocondrial y redox, que el cambio resultante en las especies reactivas de oxígeno inhibe los canales de potasio dependientes de voltaje, y que la despolarización consecuente abre los canales de calcio dependientes de voltaje; el aumento del calcio intracelular, junto con la sensibilización al calcio del aparato contráctil, produce la contracción (Sommer et al., 2008; Sommer et al., 2016). Cuando la hipoxia afecta a todo el pulmón —a gran altitud o en enfermedades pulmonares crónicas—, la respuesta se generaliza, elevando la presión arterial pulmonar y, si se mantiene, contribuyendo a la remodelación vascular (Sylvester et al., 2012; Suresh & Shimoda, 2016).

Clinical relevance

La vasoconstricción pulmonar hipóxica es un mecanismo regulador normal cuya forma generalizada subyace al aumento de la presión pulmonar observado con la hipoxia pulmonar sostenida. Esta entrada describe la fisiología y sus mecanismos; tiene un propósito educativo y no constituye una base para diagnosticar, monitorizar o tratar a ningún individuo.

Evidence & guidelines

La comprensión de la VPH se basa en un extenso trabajo experimental sintetizado en revisiones importantes. La monografía de Physiological Reviews sigue siendo la descripción más completa del fenómeno y sus mecanismos propuestos (Sylvester et al., 2012), y revisiones dedicadas detallan los pasos de detección de oxígeno y transducción de señales en el músculo liso arterial pulmonar (Sommer et al., 2008; Sommer et al., 2016).

History

Que la hipoxia alveolar constriñe los vasos pulmonares se estableció a mediados del siglo XX —atribuido clásicamente a las observaciones de von Euler y Liljestrand— y se reconoció como lo opuesto a la respuesta de la vasculatura sistémica a la hipoxia. Décadas de trabajo posterior, resumidas en revisiones exhaustivas, han buscado identificar el sensor de oxígeno y la cadena de señalización que lo vincula a la contracción del músculo liso (Sylvester et al., 2012; Sommer et al., 2008).

Debates

¿Cuál es el sensor de oxígeno subyacente a la VPH?

Si el sensor próximo es la mitocondria que actúa a través de especies reactivas de oxígeno, una NADPH-oxidasa u otro sistema redox —y cómo su salida se acopla a la inhibición de los canales de potasio— sigue sin resolverse y se revisa como una cuestión abierta.

Key figures

• J. T. Sylvester
• Norbert Weissmann
• Larissa A. Shimoda

Seminal works

• sylvester-2012
• sommer-2008

Frequently asked questions

¿Por qué el pulmón constriñe sus vasos en respuesta a la baja concentración de oxígeno cuando otros órganos dilatan los suyos?

En el pulmón, la constricción de los vasos en una región poco oxigenada desvía la sangre hacia áreas mejor ventiladas, lo que mejora el intercambio gaseoso; en los órganos sistémicos, la dilatación en respuesta a la baja concentración de oxígeno, en cambio, aumenta el suministro de sangre local. La respuesta pulmonar sirve para la igualación perfusión-ventilación en lugar de para la entrega local.

¿Qué sucede con la vasoconstricción pulmonar hipóxica a gran altitud?

Dado que todo el pulmón está hipóxico, la respuesta se generaliza en lugar de ser regional, elevando la presión arterial pulmonar en general; por lo tanto, la hipoxia global sostenida puede contribuir a la hipertensión pulmonar.