Fisiopatología de la isquemia-reperfusión

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Son bien conocidas las consecuencias de un aporte sanguíneo deficiente a los tejidos, mediadas principalmente por el metabolismo anaerobio y la insuficiencia energética, sin embargo, como aprenderemos en esta ocasión, la reperfusión (devolver el aporte de sangre, oxígeno y nutrientes a dichas zonas) también puede tener efectos nocivos.

Recordemos la fisiología

Potencial de membrana

Como explicamos en la entrada ¿Cómo se generan las convulsiones?, las células de nuestro organismo tienen una carga eléctrica y una concentración de Sodio (Na+) y Calcio (Ca++) menor que el líquido que las rodea. Cuando se desencadena un impulso eléctrico, el Sodio entra con facilidad (debido a su baja concentración en el interior de la célula y a la carga de la misma); cuando esto ocurre en una neurona, en su extremo distal, el cambio eléctrico provoca la apertura de los canales de Calcio, permitiendo que penetre a la célula, también por diferencia de concentración. El Calcio hace que las vesículas presinápticas liberen los neurotransmisores. Una vez concluidos los eventos antes descritos, la célula utiliza bombas que consumen energía (ATPasa de Sodio-Potasio y la bomba de Calcio) para devolver ambos iones al exterior, dejando a la célula en su condición inicial.

La Glucosa como energía

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La glucosa es la principal fuente energética del organismo. Una vez que la insulina le permite atravesar la membrana, esta tiene tendencia a volver a salir, no obstante, sufre un proceso químico de fosforilación que la hace permanecer en el interior de la célula y le permite penetrar a la mitocondria, donde, mediante un proceso de oxidación, cada mol de glucosa genera 36 de ATP. En caso de que no haya oxígeno, se activa un metabolismo anaerobio de emergencia, con una producción más deficiente (cerca de un 3% de la anterior), que no suple las necesidades metabólicas de la propia célula; además, se liberan hidrogeniones, por lo que hay tendencia a bajar el pH citoplasmático, lo que podría significar la destrucción celular, por lo que estos son capturados por el piruvato para generar ácido láctico, que atraviesa la membrana celular con mucha facilidad.

Fisiopatología de la isquemia-reperfusión

La isquemia

Atendiendo a lo que explicamos anteriormente, la isquemia provoca un déficit de ATP, por lo que la célula ve limitadas sus funciones básicas. Inicialmente, gracias al ácido láctico, la mayoría de los hidrogeniones son expulsados con eficacia, pero posteriormente dicho sistema se vuelve obsoleto, por lo que se genera acidosis intracelular. Recordemos que para devolver el Sodio y el Calcio al exterior, se requiere ATP, pues es necesario un movimiento contra gradiente. Es por ello que, ante el déficit energético, la célula retiene Sodio y Calcio (además del Hidrógeno antes mencionado). El Sodio ocasiona edema por retención de agua. El Calcio, por su parte, puede generar la liberación excesiva de neurotransmisores, lo que podría ocasionar convulsiones y otras alteraciones.

     No obstante, el exceso de Calcio intracelular tiene una consecuencia mucho más grave. En condiciones de hipoxia la mitocondria libera Citocromo-C, el cual se une al Calcio activando la Caspasa-9, desencadenando apoptosis.

La reperfusión

Como se explicó en la entrada Efectos Nocivos del Oxígeno, cuando el aporte de oxígeno supera el uso, éste reacciona consigo mismo, generando radicales libres, los que tienen efectos proteolíticos que podrían terminar destruyendo la célula. 

     Además, en caso del cerebro, el pH bajo ocasiona vasodilatación, lo que, acompañado del alto flujo intravascular que constituye la propia terapia médica, hace al paciente propenso al edema vasogénico.

En pocas palabras...

La isquemia conlleva a edema citotóxico y a apoptosis, mientras que, en ocasiones, la reperfusión  inapropiada ocasiona edema vasogénico y lisis celular por radicales libres.

¿Se puede evitar el síndrome de isquemia-reperfusión?

No todos los pacientes que padecen isquemia y reciben terapia hídrica/oxigenoterapia lo presentan, y es por ello que muchos expertos proponen cierta predisposición que podría tener bases genéticas, pero esto aún no se ha esclarecido. Lo que sí está claro es que algunas conductas terapéuticas hacen más probable que aparezca, y la mayoría están asociadas al déficit o el exceso. Aportar sólo la dosis necesaria de Oxígeno para mantener una correcta PO2, preferir los balances hídricos neutros o evitar el aporte innecesario de electrolitos (como el Calcio) son, sin lugar a dudas, conductas preventivas.

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Referencias Bibliográficas

• HALL, John E. Guyton E Hall Tratado De Fisiologia Médica. Elsevier España, 2017.
• Ramos-Gallardo, G., & Altamirano, A. M. (2014). Importancia del daño isquemia-reperfusión en cirugía. Cirugía Plástica, 24(1), 57-60.
• Rivera-Ordoñez, A. (2017). Síndrome de reperfusión por síndrome de Crush y torniquete. Revista Mexicana de Anestesiología, 40(S1), 48-51.
• Miranda, K., Julio, C., Diana, H., & Felipe, Z. Síndrome de hiperperfusión cerebral secundario a la intervención carotídea.

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