La circulación cerebral en condiciones normales y patológicas. Parte III: el flujo sanguíneo en los vasos de la base
Horacio Fontana, Héctor Belziti, Flavio Requejo, Sebastián Buratti, Mario Recchia
Correspondencia: hojofontana@yahoo.com.ar
Recibido: agosto 2007;
aceptado: octubre 2007
RESUMEN
La circulación en tubos muy ramificados y con curvas es compleja. El flujo laminar y el turbulento son extremos infrecuentes de
distintos tipos de circulación que se denominan flujo alterado. La pulsatilidad también contribuye a la alteración del flujo. Estos
tipos de flujo requieren de un mayor gasto de energía, que en parte es absorbida por la pared arterial. La velocidad, la densidad de
la sangre y el diámetro del vaso favorecen un flujo ordenado, mientras que la viscosidad actúa inversamente.
La íntima reacciona al stress de deslizamiento o cizallamiento formando almohadillas que refuerzan la pared en las caras laterales
de las bifurcaciones y menos a menudo en el vértice.
Las fuerzas hemodinámicas que se ponen en juego en el vértice son la presión lateral que se transforma en tensión, la presión
hemodinámica, que suma a la lateral, la energía cinética de la sangre, y la tensión de cizallamiento.
Las bifurcaciones de los vasos cerebrales tienen puntos débiles en el vértice y las caras laterales que se caracterizan por ausencia
de la capa muscular de la media, quedando la pared constituida por tejido conectivo de la adventicia, la capa elástica interna y la
íntima. Estas debilidades de la media pueden aparecer desde el nacimiento, pero su número y tamaño aumentan a lo largo de la vida
y son más amplias en pacientes portadores de aneurismas, o con factores de riesgo, como hipertensión y poliquistosis renal.
Los aneurismas se forman en los vértices de las ramificaciones o bifurcaciones por efecto del stress de deslizamiento y la presión
hemodinámica, en vasos con alteración de la geometría de la bifurcación por envejecimiento. La degeneración de la elástica parece
necesaria, y se debe al efecto de estas fuerzas. Aumentos de la presión transmural de diferentes causas, y de los requerimientos
hemodinámicos por asimetría del polígono, serían condiciones necesarias para su desarrollo.
Como la aterosclerosis, los aneurismas saculares cerebrales podrían ser considerados una enfermedad degenerativa de la pared
arterial, pero por exceso de demanda de flujo, contrariamente a la primera.
Palabras clave: Circulación en las arterias de base; Origen de los aneurismas cerebrales.
SUMMARY
Circulation in elastic, branching, curved tubes is complex.
Laminar and turbulent flow are extreme and infrequent forms of
different circulation types named disturbed flow. Pulsatility also
contributes to it. Those types of flow produce enrgy loss, transferred
in part, to the arterial wall. Velocity, density and diameter of
the vessel favor a tidy flow, viscosity instead, acts inversely.
The intima reacts to the low shear stress generating pads
thar reinforce the lateral faces of bifurcations and less in the
vertex, where the strss is maximal.
The hemodynamic forces that act upon the vertex are lateral
pressure, hemodynamic pressure, that sums to the lateral, the
kinetic energy of blood, and the shear stress.
The bifurcations of cerebral vessels have weak points at the
vertex and lateral faces, characterized by absence of the muscle
coat of the media. At this point, the wall is compound of the
connective tissue of adventicia, the elastica interna, and the
intima. These weak points can be found from birth, but grow in
number and width with age, and are larger in patients with
aneurysms, or with risk factors such as hypertension or policystic
kidneys.
Aneurysms grow at the vertex of bifurcations or branchings
by the effect of shear stress and hemodynamic pressure, in
vessels with change of the geometry of the bifurcation because
of aging. Degeneration of the internal elastic lamina seems
necessary, and is the consequence of the effect of those forces.
Increase of the transmural pressure from different causes, and
increase of the hemodinamic requirement by assymetries of the
polygon of Willis could be necessary conditions to its growth.
Aneurysms would develope because of the impairement of
the capacity to damp the pulsatility of the cerebral circulation
because of the progressive enhancing of the rigidity of the
cerebral vessels and the decline of the other mechanisms of
"closed box" of the skull.
As atherosclerosis, cerebral berry aneurysms could be considered
a degenerative disease of the arterial wall, but in this
case for excessive requirement of flow, the opposite to the first.
Key words: Circulation of the basal brain arteries; Origin of the crebral aneurysms.
INTRODUCCIÓN
Siguiendo con nuestro análisis de la circulación en los vasos de la base del cerebro, nos ocupamos ahora de los aspectos dinámicos de la misma, entendiendo que lo que aquí se expone, está basado en un conocimiento muy elemental de la física de los fluidos y que está sin duda, destinado a ser mejorado, en la medida de nuestro progresivo acceso a ese conocimiento.
MASA, DENSIDAD, PESO ESPECÍFICO Y VISCOSIDAD
Masa es un término difícil de definir, pero que tiene
que ver con la cantidad de materia que un cuerpo
tiene. La masa se experimenta, y dos son las experiencias
que nos acercan a su conocimiento. Una, la más
simple es el peso, cuando tratamos de levantar un
cuerpo, por ejemplo. El peso es la fuerza con que es
atraído un cuerpo hacia el centro de la tierra. Los
cuerpos son atraídos por la tierra con la misma aceleración,
así que la diferente sensación de peso que
sentimos con cada uno de ellos, que se mide con una
balanza, se debe a la masa, que recibe en este caso, el
nombre de masa gravitacional. La otra experiencia es el
intento de mover un cuerpo que está en reposo. Mover
es imprimir una aceleración, o sea aplicar una fuerza.
De acuerdo a la fuerza que se aplique, el movimiento
será más o menos veloz. La constante de proporcionalidad
de esos movimientos de acuerdo a la fuerza que se
aplique, es la masa. En este caso, masa inercial. Las
masas gravitacional e inercial de un cuerpo coinciden,
tema que parece que preocupó bastante a la física
durante algún tiempo1. La masa se experimenta
entonces como una resistencia al movimiento opuesta
por un cuerpo o sustancia.
La densidad es la cantidad de masa en la unidad de
volumen y el peso específico es el peso de la unidad de
volumen de una sustancia. Vemos que es el mismo
concepto de masa el que está implícito en estos dos
parámetros físicos.
El movimiento de un líquido o un gas en un conducto
se denomina flujo.
La viscosidad es también un término de difícil
explicación. Tiene que ver con la forma e intensidad con
que se atraen las moléculas de una sustancia líquida.
Igual que la masa, la viscosidad se manifiesta también
como una resistencia al movimiento (rozamiento) y a la
deformación (desgarro o cizallamiento) de un fluido.
La sangre tiene masa, por lo tanto se puede medir su
densidad y su peso específico, que variarán según
composición y temperatura. La sangre presenta un tipo
de viscosidad que varía de acuerdo a las condiciones en
que fluye, por ejemplo, al pasar por un capilar, disminuye
(fenómeno de Farhaeus- Lindqvist), por eso se dice
que es un fluido tixotrópico2. Por su masa, la sangre
tiene inercia, se requiere de una fuerza (trabajo del
corazón) para hacer que se mueva (flujo), y al moverse
adquiere energía cinética, capaz de producir trabajo.
La ley de conservación de la energía
Un líquido circulando a volumen constante mantiene constante su energía ante variaciones del calibre, si no tomamos en cuenta la pérdida por rozamiento3.
Las energías que consideramos son la de la presión lateral y la cinética. Así, si el caudal es constante, en un estrechamiento del conducto la velocidad deberá aumentar, con lo que aumentará la energía cinética, y proporcionalmente disminuirá la presión lateral. Con una dilatación sucederá exactamente lo opuesto (Fig. 1). Este es el principio de Bernouilli y se da solamente en fluidos ideales.
Fig. 1. Esquema tomado de (3) que muestra el principio de "conservación de la energía" de Bernouilli. Si el flujo es constante, en el vaso más grueso la presión hidrostática es más alta y la velocidad es menor. En el vaso más delgado, la presión hidrostática es menor y la velocidad es mayor, por lo que aumenta la presión hidrodinámica. Tengamos en cuenta que estos resultados se dan con fluidos "ideales", es decir, sin pérdida de energía por rozamiento
La pérdida de la energía
En los líquidos reales circulando por tubos no
rectilíneos, hay diferentes formas de pérdida de energía.
La más conocida es el rozamiento de las moléculas del
líquido entre sí y contra las paredes del tubo, debido a
la viscosidad, con producción de calor.
La otra es la alteración del flujo.
Flujo laminar, flujo alterado, flujo turbulento
Si el fluido es ideal, al circular por un tubo de paredes lisas y calibre constante, el perfil de velocidades es plano3 (Fig. 2).
Fig. 2. Perfiles de flujo. A: perfil en un fluido ideal. No existe viscosidad, no hay rozamiento, todas las corrientes tienen la misma velocidad. Tomado de (3). B 1: perfil de flujo de un líquido reopéxico como el agua (viscosidad constante). B 2: Perfil de un fluído tixotrópico como la sangre (viscosidad menor en la periferia, fenómeno de Farhaeus- Lindqvist). Hay poca diferencia de velocidad entre las corrientes axiales y las periféricas, salvo las de la zona limitante. Tomado de (4).
En los fluidos reales, hay rozamiento contra las
paredes y entre las moléculas, y entonces el perfil es
parabólico. La viscosidad es una resistencia al deslizamiento
entre capas adyacentes de un fluido. La mayor
resistencia está a nivel de las paredes del tubo, donde
se acepta que el fluido no se mueve: es la región de no
deslizamiento o no flujo2.
A su lado, existe una zona en que las velocidades
aumentan r ápidamente a medida que nos movemos hacia
el centro de la corriente. Ésta es la zona limitante2.
En el centro del tubo el flujo es m áximo, formándose
de esta manera, el conocido perfil parabólico.
Haciendo visible el flujo mediante el agregado de
part ículas al fluido, o colorantes isobáricos o pequeñas
burbujas, o midiendo el desplazamiento Doppler de las
partículas iluminadas por un haz de luz coherente e
isocromo como el producido por un láser, se puede ver
que las partículas se disponen en capas perfectamente
ordenadas de velocidad creciente de la periferia al
centro, llamadas corrientes de deslizamiento (Fig.
2)2. Este es el flujo laminar.
La energ ía que se pierde por el rozamiento en este
tipo de flujo es la mínima posible y se denomina
tensión de deslizamiento (shear stress en inglés). La
cantidad de energía perdida en la unidad de espacio es
el coeficiente de viscosidad que, como vimos, es
variable en un líquido tixotrópico como la sangre2. Así
que aquí, manteniéndose constante la viscosidad, la
perdida de energía (resistencia al flujo) se deberá
especialmente a la longitud del tubo y a su calibre.
Mientras la primera actúa en forma directa, el calibre
lo hace en relación a la cuarta potencia del radio, por
lo que el calibre del vaso es el mayor generador de
resistencia al flujo.
Como la sangre es un fluido tixotrópico, el perfil de
las corrientes de deslizamiento tomaría una forma más
plana, ya que las capas más periféricas son menos
viscosas. Esto podría explicar la paradoja planteada por
Kerber (Fig. 3)2. Cuando un líquido comienza a fluir, el
perfil de las capas de flujo es más plano, y luego de
recorrida una distancia de varios diámetros del tubo, va
pasando al perfil parabólico clásico.
Fig. 3. Esquema tomado de Kerber (2). Muestra cómo el perfil de flujo adquiere forma parabólica luego de un trayecto más o menos largo. En la carótida, este trayecto es tan largo, que luego de 20 a 30 diámetros del vaso, todavía el perfil no es parabólico. Posiblemente influyan las características tixotrópicas de la sangre, como afirma Steiger (4) (Ver figura anterior).
Sin embargo, en la car ótida, pasados 20 a 30 diámetros desde su origen en la aorta, aún se mantiene el perfil de "zona de entrada" o "tapón", según se puede observar en estudios Doppler.
Inercia contra viscosidad
Para cada fluido en cada tubo hay un límite de
velocidad de flujo por encima del cual, bruscamente,
desaparece el orden de las corrientes de deslizamiento
y el flujo se hace completamente caótico, deteniéndose
prácticamente el avance de la columna líquida, con
gran pérdida de energía: flujo turbulento2.
Este límite está dado por el número de Reynolds. El
número (no dimensional) es directamente proporcional
a la velocidad, densidad (masa) y diámetro del tubo, e
inversamente proporcional a la viscosidad. Para el
agua, en tubos perfectamente rectilíneos, el número de
Reynolds es de 2000. En el centro de la carótida, es de
200. Lo que se mide, sin embargo, es una media. Cerca
de la pared, o en bifurcaciones arteriales, donde predominan
las fuerzas de la viscosidad, el número puede ser
tan bajo como 1 o 2, especialmente al fin de la diástole2.
Vemos que mientras la masa es un obstáculo para
comenzar el movimiento (inercia), una vez impulsada la
sangre por el corazón, la energía cinética favorece el
mantenimiento del flujo.
En cambio, la viscosidad se manifiesta como un
impedimento constante al flujo, mientras éste ocurre
Fig. 4).
Fig. 4. Esquema del juego de energías que actúan durante la circulación en un segmento de arteria cerebral. La presión generada por la contracción cardiaca, genera un gradiente de presión entre los extremos del vaso, que mueve la sangre hacia la derecha en el esquema (presión hidrodinámica). La velocidad que le imprime, produce la energía cinética E= 1/2 d. v2 (d es la densidad). La presión generada por el corazón actúa también sobre las paredes del vaso (presión estática), que interactuando con la presión externa (PIC), genera la tensión longitudinal y transversal a nivel de la pared, manteniendo el calibre vascular. La viscosidad actúa en contra del movimiento de la sangre, por lo que la representamos como dos flechas de bloque, que se van atenuando hacia el centro del vaso, ya que su acción más importante es en las zonas laterales, donde el movimiento es más lento. Está representado un perfil de la columna circulante, y el número de Reynolds con su fórmula donde figuran la densidad (masa) en el numerador y la viscosidad (n) en el denominador. D es el diámetro del vaso y U es la velocidad.
Flujo alterado
En la naturaleza son raros tanto el flujo laminar, como el turbulento2. Imaginemos un vaso arterial, por ejemplo. El calibre del mismo cambia constantemente durante el ciclo cardíaco5 (Fig. 5), por lo que las corrientes de deslizamiento probablemente se alteren levemente.
Fig. 5. Variación del diámetro arterial durante el ciclo cardíaco en la arteria radial. Tomado de (5). Obsérvese la similitud con el pletismograma y los registros de PIC, que representan el mismo fenómeno a un nivel algo más periférico.
Hay numerosos estados intermedios entre el flujo
laminar y el caos de la turbulencia, que han recibido el
nombre de flujo alterado2. En el caso particular de la
circulación de la sangre y en especial por el cerebro, las
curvaturas y bifurcaciones del árbol arterial son las que
con más frecuencia alteran el flujo, generando una
pérdida mayor de energía2,4.
En una curva, el eje central de la corriente laminar
se desvía hacia la pared de mayor curvatura, y se separa
de la de menor curvatura, generándose dos vórtices de
diferente sentido, que desaparecerán luego de un recorrido
medido en varios diámetros del vaso. En la zona de
separación, el flujo es muy lento y puede haber recirculación4,6
(Fig. 6).
Fig. 6. Esquema de la alteración del flujo en una curva vascular tomado de Niimi7. Al penetrar en la zona curva, las corrientes más veloces se acercan a la porción externa de la curva, y se alejan de su porción interna. En la zona de separación puede haber recirculación Luego se generan dos vórtices cuyas corrientes se mueven en sentidos contrarios. Esquemas más sofisticados de estos fenómenos son presentados por Kerber2 y Steiger4.
En una ramificación, si el flujo es lento, la corriente más lateral será desviada hacia el mismo, impactando más sobre la pared distal. A velocidades mayores, otras corrientes más alejadas se incorporarán a las laterales, y aparecerá una zona de separación del flujo en el lugar diametralmente opuesto. En ambas ramas distales se producirán una serie de secuencias de vórtices llamados de von Karman, generadores de ruidos y vibraciones vasculares4 (Fig. 7). El Re para las bifurcaciones y curvas es lógicamente menor que en tubos rectos largos, y disminuye más con un ángulo mayor de bifurcación y con el flujo pulsátil7.
Fig. 7. Flujo en una ramificación según Kerber (2). Obsérvese las zonas de separación del flujo y la formación de vórtices de von Karman.
Estos son los ejemplos m ás comunes de flujo alterado, no turbulento, normales en todo vaso, debido a sus irregularidades. Producen una mayor pérdida de energía, disipada como calor y stress de la pared.
LA CIRCULACIÓN Y LA PARED ARTERIAL. TENSIÓN DE DESLIZAMIENTO O DESGARRO (SHEAR STRESS)
El mismo roce que se produce por deslizamiento
entre las corrientes del flujo laminar, se produce en el
espesor la pared vascular como resultado de la fuerza
tangencial que ejerce el flujo sanguíneo. Esta fuerza se
aplica sobre la superficie interna del vaso, por lo que su
expresión: F/S, es la misma que para la presión y se
mide en las mismas unidades (Pascales). Se puede decir
entonces, que es un tipo de tensión, aplicada en
forma tangencial, que tenderá a hacer deslizar unas
capas de la pared del vaso sobre las otras (cizallamiento
o desgarro) como consecuencia de las fuerzas
desarrolladas por el flujo sanguíneo2.
Este tipo de tensión depende, en forma directa de
la viscosidad, y de la velocidad de la sangre y en
forma inversa del radio, en cada determinado punto de
la longitud de la pared y, por lo tanto, no se aplica
homogéneamente sobre toda la extensión de la
misma. El flujo laminar es el que menos tensión de
deslizamiento produce sobre la pared arterial, aumentando
con el flujo alterado y el turbulento, que como
vimos, tiende a producirse en los puntos en que la
anatomía vascular se modifica: curvas y ramificaciones4.
En una ramificación o bifurcación, el punto de
mayor stress de deslizamiento es el divisor de flujo o
carina. Aquí Ferguson8 describe lo que se ha llamado
momento por unidad de volumen y flujo. El momento
es igual a m.v, es decir una expresión de la energía
cinética. El impacto y desvío de las líneas de flujo
centrales en el ápex produce la transmisión de un
impulso pulsátil a esa zona de la bifurcación, que no
ocurre en otra parte, como había demostrado Forbus
muchos años antes, aunque con una explicación más
casera (ver más adelante)9.
Las menores tensiones se producen en los ángulos
laterales, donde la velocidad de la sangre es mínima, o
incluso negativa (recirculación).
Alteraciones de la íntima de las bifurcaciones y ramificaciones de las arterias cerebrales
En 1960, Stehbens10 describió en detalle engrosamientos
de la íntima en las bifurcaciones de las arterias
cerebrales llamados almohadillas. Los cambios comienzan
incluso en la vida fetal y lactancia, por lo que
estarían relacionados al flujo, y fueron interpretados
por este autor como compensaciones de cambios
degenerativos de la elástica interna.
Aparecen primero en los ángulos laterales, para
pasar luego a las "caras" de la bifurcación, y finalmente hacerlo en el ápex. Van precedidos por un cambio en la
elástica interna, con disminución de la coloración de la
misma, fragmentación, aparición de rebordes. Estos
cambios son los que le hicieron pensar que eran degenerativos.
Las almohadillas están formadas por la proliferación
de células musculares y fibras elásticas y son más
delgadas en el ápice, pudiendo confluir en una sola
estructura, que involucra todo el perímetro de la bifurcación
y el ápex.
Stehbens atribuyó el desarrollo de estas almohadillas
a la turbulencia generada en las bifurcaciones10,11,
"en puntos de estancamiento, donde se producen remolinos"
especialmente en los ángulos laterales y ápices.
En las caras, la explicación le resultaba más difícil.
Estos cambios ya habían sido descriptos para las
grandes arterias y se pensaba que precedían a la
degeneración aterosclerótica de la pared.
Podríamos decir ahora que se producen en zonas de
la íntima con baja tensión de cizallamiento. Sin embargo,
el ápex es considerado la zona de mayor stress, como
vimos más arriba. Hay un punto del divisor, donde el
flujo se detiene (punto de estancamiento)12, pero ocupa
un área ínfima de la carina, al menos cuando la
bifurcación es en ángulo agudo. En ángulos más abiertos,
la alteración del flujo podría ser muy compleja (Fig.
8), pudiendo aparecer más de un punto de estancamiento.
Fig. 8. Levemente modificado de (12). Circulación en una bifurcación de 180‰ a nivel de la comunicante anterior, con un aneurisma incipiente. S: zonas de separación de la corriente. P: puntos de estancamiento. En este tipo de bifurcación, sería esperable encontrar más de un punto de estancamiento, según nuestra opinión. Obsérvense los vórtices de von Karman en ambas A2.
Steiger4 coincide en que los ángulos laterales son zonas de baja tensión de desgarro, mientras que los ápices son zonas de alta tensión (Fig. 9).
Fig. 9. Intensidad del stress de desgarro en ramificaciones o bifurcaciones según Steiger (4). Según este autor los ápices son zona de alta tensión, contrariamente a los ángulos laterales. Esto hace difícil explicar por qué se forman almohadillas en estos puntos, salvo que no fueran debidas a factores hemodinámicos. Sin embargo, compárese con la Fig 7, y se comprenderá que es posible que las zonas de alto y bajo stress puedan variar de localización según la disposición de los vasos.
El stress de cizallamiento para la bifurcaci ón carotídea ha sido calculado por este autor en 5 Pa, mientras que para la unión car-Co post. sería de 12 Pa y para la bifurcación silviana de 22 Pa, teniendo en cuenta la mayor velocidad del flujo y el menor radio del vaso.
LA ETIOLOGÍA DE LOS ANEURISMAS CEREBRALES, DESDE EL PUNTO DE VISTA HEMODINÁMICO
Los aneurismas saculares son una curiosa patología que se da especialmente pero no exclusivamente en los vasos cerebrales. Aunque conocidos desde antaño, hace unos 3/4 de siglo que se considera al factor hemodinámico como la principal causa, aunque las exactas condiciones de su origen, crecimiento y ruptura se desconocen ampliamente. Resumiremos lo expuesto por diferentes autores en forma histórica, en búsqueda de datos que nos permitan hacernos una idea lo más aproximada posible respecto de este paradigma.
WD Forbus (1930)9
Autores alemanes como Busse y Eppinger habían
precedido a Forbus esbozando algunas teorías acerca
del origen congénito de los aneurismas saculares ya sea
por un defecto congénito de la lámina elástica (Eppinger)
o por una hipoplasia de la pared arterial en el punto
de origen de un vaso que luego se atrofió en el curso del
desarrollo (Busse), dando origen a una distensión de la
pared, de allí el nombre de "aneurismas por distensión"
que este autor les puso (Dehnungsaneurysmen).
Fue Forbus sin embargo, quien con un paciente
trabajo, generó a partir de una observación anatomopatológica,
una serie de hipótesis que fue comprobando o
rechazando ya sea por otras investigaciones anatómicas
de los vasos arteriales, o mediante el diseño de experimentos,
que le permitieron emitir la primer teoría verdaderamente
científica sobre el tema. Esta teoría ha recibido
ulteriormente el nombre de "congénita"11,12,18,19, porque
el mismo autor en algún momento así parece mencionarlo,
pero también debemos tener en cuenta que termina su
trabajo diciendo que son "lesiones adquiridas debidas a
un factor predisponente en la forma de una imperfección
estructural congénita de la arteria, localizada característicamente
en los puntos de bifurcación".
Forbus realizó una autopsia de un joven con cinco
aneurismas, de los cuales, uno se había roto, provocándole
la muerte. Realizó una disección fina de los aneurismas
bajo microscopio quirúrgico, y observó que todos
estaban ubicados en, o muy próximos a, una bifurcación.
Histológicamente, comprobó que los aneurismas
no rotos tenían una estructura muy parecida. A nivel del
cuello, la capa media y la membrana elástica se detenían,
estando la pared del aneurisma constituida por una
íntima engrosada en algunos lugares y normal en otros,
en donde encontraba fibroblastos y colágeno, La adventicia
también podía encontrarse normal o engrosada. En
el aneurisma roto, encontró que la pared estaba formada
por láminas de tejido hialino que se continuaban con el
trombo, y otras zonas de trombo organizado, posiblemente
de rupturas previas.
Como le llamó la atención la preferencia por las
bifurcaciones, estudió otras arterias que no contenían
aneurismas en el mismo sujeto, y observó la presencia de
lo que terminó denominando "defectos de la capa media",
ubicados en el vértice de las bifurcaciones y en menor
grado, en los ángulos laterales de las mismas. Zonas de
mayor o menor extensión, en donde la capa media estaba
"reemplazada por la adventicia", que aparecía separada
de la íntima por la membrana elástica interna.
Extendió su investigación a otros 70 especímenes de
arterias cerebrales y de otras zonas de la economía,
encontrando defectos similares tanto en sujetos con
aneurismas cerebrales como en normales. También
encontró estos defectos en recién nacidos y en un feto, de
dos que pudo estudiar. Los defectos fueron menos
comunes en las coronarias y mesentéricas que examinó.
Preguntándose por la causa del defecto encontrado,
estudió la serie embriológica del Instituto Carnegie,
llegando a la conclusión que la capa media nace independientemente
en el vaso madre y en las ramas, para
confluir hacia los puntos de ramificación, en donde esta
confluencia puede no ser completa, generando el defecto.
Para Forbus, estos defectos constituían un locus
minore resistenciae parecido en esto, a los Dehnungsaneurysmen.
Con estos datos, realizó una serie de estudios hidrodinámicos
en laboratorio, para probar que la mayor
presión durante la circulación, era ejercida sobre
el vértice de la bifurcación, en comparación con los
ángulos laterales, en réplicas de bifurcaciones de distinto
ángulo (Fig. 10). Esto es lógico, de acuerdo a lo
visto más arriba, ya que el vértice soporta la presión
hidrodinámica más la presión lateral.
Fig. 10. Esquema del experimento de Forbus tomado de su trabajo (8), donde muestra que: "1) El punto de mayor presión es donde la corriente axial choca con la pared del vaso. 2) La diferencia de presión aumenta con la velocidad (energía cinética, momento, presión dinámica). 3) Con presiones de 91 mm Hg en el ápex, la presión lateral es de 68. 4) Con diferencias muy bajas, la generación de remolinos laterales podría revertir la relación." Se han sobreagregado los valores obtenidos por el autor en una 'única experiencia, vertidos en su tabla 4, en cm de H2O.
Finalmente, aunque sus experimentos fueron de circulación
continua, supuso que el flujo pulsátil podría
ejercer un efecto de "martillo de agua" sobre el ángulo
de la bifurcación.
Para terminar con su exhaustivo an álisis del problema,
dirigió su atención a la lámina elástica interna, que
aparecía con signos de degeneración en un par de
aneurismas incipientes que encontró en su investigación
de los vértices. Concluyó que la causa de la
degeneración, como de la hipertrofia de la íntima en
esos casos, eran de origen mecánico. Por el resultado
de sus observaciones, opinaba que esta degeneración
de la elástica, era posterior al desarrollo del incipiente
aneurisma.
Forbus hablaba ya en 1930 de corrientes circulatorias
intra aneurismáticas, como causa de los engrosamientos
intimales y de remolinos y distorsiones circulatorias
en los ángulos laterales de las bifurcaciones.
Notó también que el eje principal del aneurisma seguía
el eje de la corriente en el vaso madre. Habló también
como vimos, del "efecto de martillo de agua" de la
corriente pulsante sobre las bifurcaciones.
Todos los autores que se refirieron a este tema
después de él mencionan alguno de sus hallazgos
poniéndolo o no como referencia.
LE Glynn (1940)13.
Este autor encontró, como Forbus, defectos de la
media en pacientes con y sin aneurisma, por lo que le
negó trascendencia como factor etiológico. Sometió a
porciones del árbol circulatorio cerebral a tensiones
muy superiores a las fisiológicas en experimentos agudos,
sin que se produjeran dilataciones a nivel de las
bifurcaciones, lo que según él, sostenía su opinión.
También tomó cuenta de la presencia o no de engrosamientos
de la íntima, no encontrando relación con la
presencia o tamaño del defecto de la media, y atribuyó
erróneamente como sabemos, estos engrosamientos a
zonas de mayor stress de la íntima.
Basó su interpretación de la etiología de los aneurismas en una degeneración de la elástica interna,
aterosclerótica o no, muy expuesta por su ubicación
topográfica tan cercana a la luz, rasgo que diferencia a
los vasos cerebrales de los del resto de la economía, que
distribuyen el tejido elástico más ampliamente y en
donde los aneurismas son mucho más raros.
Walker y Allegre, (1954)14. Cambios en la íntima
Estos autores estudiaron 39 casos del Johns Hopkins
recolectados entre 1925 y 1951, de los cuales 35
habían fallecido por causa del aneurisma, ruptura,
operación, etc., y 4 por otras causas. Encontraron que
el punto de ruptura en tres casos estaba en el
cuello. En cuatro casos había infartos debidos en tres
de ellos, a clipado quirúrgico de los vasos correspondientes.
Encontraron una hipertrofia intimal en la zona de
nacimiento del aneurisma con división en capas de la
elástica, que atribuyeron a degeneración aterosclerótica
previa al desarrollo del aneurisma, con daño de la
elástica interna, y debilitación de la pared. La formación
del aneurisma estaría favorecida finalmente en estos
casos, por una anomalía del polígono de Willis, o causas
generales como la hipertensión arterial, que producirían
sobrecarga de la pared así debilitada. La necesidad
de concurrencia de varios de estos factores simultáneamente,
explicaría la relativa infrecuencia de los aneurismas
cerebrales.
T. Crawford (1959)15
Muy ecléctico, este autor sostiene que los aneurismas
se desarrollan a partir de defectos de la media,
sobre los que actuaría una placa de ateroma, produciendo
degeneración de la elástica interna y finalmente,
la hipertensión arterial, que es la "fuerza de distensión".
Para hacer notar la importancia de la aterosclerosis,
comparó cuarenta y nueve de sus 163 casos de autopsia
de aneurismas, investigando la presencia de signos de
aterosclerosis coronaria y cicatrices de infarto, con una
población general de autopsias, y vio que eran más
frecuentes en los casos con aneurismas.
Los 163 pacientes habían fallecido por ruptura
aneurismática, y encontró que un 2% se habían roto
en el cuello, 10% en la porción lateral y el resto en el
fondo. En 24% de los casos, no pudo determinar el lugar
de ruptura.
La aterosclerosis había sido involucrada por Kerpola9
y Walker y Allegre, como vimos, y también por
Carmichael.
R. Carmichael, R. (1960)16
Tiene una opinión muy similar a la de Crawford. Dice
que los aneurismas nunca son debidos a una deficiencia
del desarrollo o a degeneración arterial sola, sino a
una combinación de ambas. Para él, no hay incompatibilidad
entre ambos puntos de vista, que pasan así a
ser complementarios.
Describe los defectos de la media, y también hipoplasias
de esta capa, que pueden afectar el vaso más
proximal o distalmente al mismo aneurisma y que
pueden favorecer su origen. Los defectos de la media en
cuestión requieren además tener un tamaño considerable,
acorde con el tamaño del cuello del aneurisma.
Describe degeneración de la íntima (hiperplasia), que
sería de origen aterosclerótico y que afectaría a la
elástica interna, debilitándola. Esta membrana debe
también presentar un defecto lo suficientemente
grande para dar lugar a la protrusión del aneurisma.
Describe también degeneración de la media, manifestada
en fibrosis y atrofia de la capa muscular. No queda
muy claro de sus descripciones, en qué se diferencia
esta alteración de la hipoplasia de la media mencionada
antes, ya que ambas presentan una disminución del
espesor de la capa muscular, y fibrosis.
Dice, como Walker y Allegre, que las alteraciones
deben coincidir en la zona de defecto de la media para
que se origine el aneurisma, explicando así su baja
frecuencia, en relación a la de los defectos. La posición
de éstos, explica la localización aneurismática preferente
en las bifurcaciones.
M.R. Crompton (1965)17
Este autor realizó los estudios anatomopatológicos
de la serie de aneurismas de McKissock en Inglaterra.
Coincide con Glynn en que la estructura crucial a ser
dañada en la formación del aneurisma es la elástica
interna, pero se pregunta acerca de las causas de la
frecuencia 5- 6 veces mayor de los aneurismas en la
bifurcación silviana que en la carotídea o la del tronco
basilar.
Define aneurisma como: "una porción de pared
arterial saliente de al menos 2 mm constituido por
íntima y adventicia solamente, con una elástica discontinua".
Una procidencia de la pared en un defecto de la
media, no fue considerada aneurisma si tenía la
elástica intacta. Esto diferencia su concepto diametralmente
del de Forbus.
Nota que los defectos de la media pueden ser dobles
con una isla de tejido muscular entre ambos, lo que
explicaría la aparición de un aneurisma levemente
desplazado hacia un lado, como había observado ya
Stehbens.
Los defectos son notablemente simétricos para este
autor, lo que justificaría la aparición de aneurismas en
espejo. Si bien se encuentran desde el nacimiento,
aumenta su frecuencia y su tamaño con la edad, lo
mismo que la presencia de hiperplasias intimales y
degeneración de la elástica.
En los pacientes con aneurisma, los defectos serían
constantes y más frecuentes, y a una edad más
temprana, lo mismo que la gravedad de los cambios en
la íntima y elástica. La hipertensión arterial y la poliquistosis
renal también incrementan estos cambios.
La edad, pero especialmente la presencia de aneurismas,
la hipertensión arterial y la poliquistosis en
orden ascendente, aumentan la fibrosis de la capa
media, que al ser más rígida, impediría cambios en
longitud o diámetro del vaso, generando mayores tensiones a nivel de los defectos en las bifurcaciones.
Una observación interesante de este autor para
explicar la mayor frecuencia de aneurismas en la bifurcación
silviana, es la distribución de los engrosamientos
de la íntima (Fig. 11).
Fig. 11. Distribución de las hiperplasias intimales en distintas bifurcaciones de arterias cerebrales según Crompton17. A: bifurcación carotídea. B: bifurcación del tronco basilar. C: bifurcación de la cerebral media. Obsérvese (flecha) que el vértice no está protegido, lo que favorecería la formación de aneurismas con mayor frecuencia.
Fig. 12. Esquema que muestra la relación de fuerzas en una bifurcación cuya geometría ha sido alterada por envejecimiento. El flujo en el vaso madre se divide en dos columnas secundarias, que al entrar en sus ramas comienzan a formar los vórtices de von Karman. Posiblemente junto al punto de estancamiento, y dependiendo de la distribución relativa del flujo, aparece un punto de alto stress. Las fuerzas que actúan son a: el cizallamiento, b: presión hemodinámica, c: presión lateral. Componiéndolas, aparece una resultante (flecha de bloque) que con toda evidencia no está en el mismo plano del dibujo, especialmente por el efecto del cizallamiento.
Si estimamos estos hallazgos como ciertos, se deberían producir estancamientos o remolinos de recirculación en las ramas de ángulos de bifurcación silviana abiertos, para explicar la aparición de las almohadillas en esos puntos. Hasta donde sabemos, esta observación no ha sido repetida por otros autores.
W.E. Stehbens18,19
Stehbens pasó toda su vida profesional criticando
activamente la hipótesis de Forbus a la que llamó
"congénita". Creía que éste estaba equivocado respecto a
los "defectos de la media", ya que según su investigación,
si bien aparecían en niños, aumentaban con la edad en
tamaño y cantidad por lo que consideró a muchos de
ellos como adquiridos y les atribuyó una función de
inserción de las fibras musculares que traccionarían de
esta zona apical en el momento de la vasoconstricción.
Prefirió llamarlos "brechas de la media" y más tarde,
"rafe", que daría una idea mejor de su función.
Como Glynn, opina, sin embargo, que estos defectos
no tienen mayor incidencia en la aparición de los
aneurismas, que pocas veces se limitan justo al "rafe"
del vértice, sino que están a uno u otro lado de éste,
sobre todo en las lesiones "pre aneurismáticas" que este
autor describe detalladamente, a saber: 1) dilataciones
infundibuliformes en la unión carótida- co. posterior, 2)
áreas de adelgazamiento mural en el ápex y 3) microevaginaciones
de la región apical, que no pasan más allá de
la adventicia. Como Glynn, también cree que la principal
alteración para el origen de los aneurismas, consiste
en una degeneración de la elástica interna.
En todas estas lesiones preaneurismáticas, la lámina
elástica interna está sistemáticamente alterada, fragmentada,
insuficiente, etc. Sin embargo, en dos casos de
microevaginación, la elástica era normal20 como en el
caso descripto por Forbus. Como vimos, casos de preservación
de la elástica también fueron observados por
Crompton, por lo que al menos en ellos, si es que estaban
destinados a originar un aneurisma, la degeneración de
la elástica podría haber sido posterior a la formación de
la evaginación, como pensaba Forbus.
También Hassler y Saltzman20 estudiando casos de
infundíbulos en el origen de la co post. encontraron que
la lámina interna estaba afectada sólo en cinco de siete,
lo mismo que la media.
Para Stehbens los aneurismas se originan por una
degeneración de la pared (atrofia) producida por "fuerzas
hemodinámicas", y acentuada por factores coadyuvantes
como hipertensión arterial, sobrecarga hemodinámica,
como se ven las alteraciones del polígono de
Willis, especialmente la prevalencia de una de las A1,
las M A-V, o alteraciones del colágeno esporádicas
(displasia fibromuscular) o hereditarias (Marfan), coartación
de aorta, etc.
Esta frase sintetiza adecuadamente su pensar: "El
estudio de la formación temprana de los aneurismas
revela que la media está destruida o virtualmente
perdida antes de una dilatación significativa".
G. Ferguson (1972)8
Este autor dijo que en las bifurcaciones de vasos
cerebrales no hay turbulencia, porque no pudo evidenciar
soplos mediante el uso de un microfonocatéter, con
el que los exploraba. En estudios experimentales, mostró
que de haber turbulencia en una bifurcación, aparece
en el tronco principal y no en el ápex y ramas de
bifurcación. Esto iba en contra de las ideas de Stehbens
que atribuía el daño de la pared, a turbulencias en esas
zonas, así que debió cambiar "turbulencia" por "fuerzas
hemodinámicas" en sus trabajos sobre fisiopatología de
los aneurismas.
Ferguson cree, como Forbus, que las "fuerzas hemodinámicamente
generadas por el impacto de la corriente
central en el ápex, podrían, ser un factor importante,
contribuyente a la degeneración de la membrana elástica
interna". Dice que estas zonas soportan tres tipos
de fuerza: tensión de desgarro, impulso y presión y
son por lo tanto, la zona de mayor stress hemodinámico
en un vaso.
El choque de la corriente produce un gradiente de
velocidad mayor y por lo tanto, mayor tensión de
desgarro en el ápex.
El impulso es igual al cambio de momento (desaceleración)
en el instante del choque y su fuerza puede ser
mayor debido al corto tiempo de impacto, que hace que
esta fuerza se concentre.
La turbulencia dentro del aneurisma sería la
causa del debilitamiento de la pared que permitiría su
crecimiento. En 12 de 19 aneurismas que exploró con
su fonocatéter en vivo, pudo encontrar soplos, lo que
confirmaría su opinión.
La turbulencia produce vibraciones en la pared de los
vasos, que corresponderían a la frecuencia de resonancia
de los mismos. Poéticamente, los soplos escuchados
fueron "de cualidad musical y de tono alto", siendo su
frecuencia predominante de alrededor de 440 Hz.
Hace interesantes consideraciones sobre la ruptura,
que serán discutidas en el próximo número.
DISCUSIÓN
Durante cincuenta años del siglo pasado, se desarrollaron
las ideas directrices acerca del origen de los
aneurismas, poniendo especial énfasis en la sobrecarga
hemodinámica sobre la, de por sí débil, pared de las
arterias cerebrales.
Los defectos de la media, observados por Forbus,
fueron confirmados por otros autores13,17,18,19,21, aunque
la importancia de los mismos para el origen de los
aneurismas ha sido puesta en tela de juicio.
Todos los autores coinciden en un mismo punto, que
es la degeneración de la capa elástica interna del vaso
cerebral.
Nosotros habíamos visto que es a nivel de esa capa
que el stress debido a la tensión de la pared del vaso es
máximo, por lo que no sería descabellado esperar que
en las áreas de mayor stress hemodinámico y de cizallamiento
del vaso, que son los ángulos de las bifurcaciones,
se desarrollen aneurismas, una vez que la
elástica interna degeneró.
Las almohadillas intimales, que podrían ofrecer
cierta protección, como opina Crompton, se desarrollan
tardíamente en el vértice, por lo que podría haberse
desencadenado el proceso de formación del aneurisma
antes de que lo haga el pad, que es lo que deja
entrever Stehbens que sucedería en las áreas de
adelgazamiento de la pared que describió como lesiones
preaneurismáticas.
Desde los primeros experimentos de laboratorio de
Forbus, se caracterizaron progresivamente las fuerzas
y fenómenos físicos que se ponen en juego para el
desarrollo y eventual ruptura de los aneurismas.
Las paredes de los vasos están sometidas a tres
fuerzas diferentes, pero que se producen simultáneamente
durante el proceso circulatorio, que son: la
tensión, que sigue la ley de Laplace y similares, que
hemos detallado en nuestra "parte II", la presión hemodinámica,
que se suma a la tensión en aquellas partes
del vaso en las que las corrientes centrales chocan
contra su pared, como en las bifurcaciones, y por último
el stress de desgarro o cizallamiento, que es la fuerza
tangencial a la pared del vaso, que se ejerce por el pasaje
de la sangre, y tiende a hacer deslizar unas sobre otras,
las capas de la pared. Esta fuerza es máxima a nivel del
ángulo de las bifurcaciones, y quizá, asociada a la
presión hemodinámica, ya que depende como ésta,
de la velocidad de la sangre, sean los factores que
producen el daño inicial de la pared, que se transformará
luego en aneurisma.
La presión transmural (perpendicular a la pared), la
hemodinámica (perpendicular, o casi, en algunas bifurcaciones)
y el stress de cizallamiento (tangencial) actúan
sinergísticamente componiéndose sus vectores,
con una resultante oblicua22. Este vector dará el
punto exacto de la pared y la dirección inicial en que las
fuerzas hemodinámicas hacen desarrollar el aneurisma.
Ésta es comprensiblemente tridimensional, y no
puede medirse más que pobremente en una imagen
plana, como una angiografía de frente o perfil, como
hiciera Steiger4. Por otro lado, esto explicaría por qué la
dirección de desarrollo del aneurisma es sólo aproximadamente
la del flujo en el vaso madre.
Como vimos, el stress de desgarro es mayor en las
ramificaciones y en las curvas. Es lógico pues pensar
que cuando se suman ambos factores (bifurcación o
ramificación en una curva) el desgarro sea máximo.
Esto sucede por ejemplo en la mayoría de los aneurismas
silvianos y en los del codo posterior de la carótida4.
El flujo pulsátil, por su lado, podría ser más dañino
que el flujo continuo para los tejidos de la pared
vascular, especialmente la elástica.
La hipertensión arterial podría favorecer el daño
del vaso, por el aumento de la tensión en la pared.
Padecimientos que producen hipertensión, como la
poliquistosis renal o la coartación de aorta, actuarían a
través de este mecanismo. Los notables resultados de
los experimentos del grupo de Hashimoto23 en ratas y
más recientemente en primates, muestran la importancia
del factor hipertensión junto al desequilibrio hemodinámico,
en la aparición de aneurismas cerebrales.
El juego de la tensión vs. espesor de la pared
aneurismática, estaría en la base del crecimiento o
ruptura de la lesión.
Al fin de la década, Sekhar y Heros20, resumieron
muchos de los datos aquí expuestos, tratando de reunirlos
para dar una explicación holística de la formación,
crecimiento y ruptura de los aneurismas.
Sin embargo, ya en la década de los 60, German y
Black, mediante el estudio de la geometría de los
aneurismas, sacaron algunas conclusiones interesantes
acerca de la circulación dentro de la lesión, naciendo
toda una "ciencia", que se vio impulsada por el
desarrollo de las técnicas endovasculares, que es la
hemodinamia del aneurisma y su repercusión en la
evolución de la lesión, como así también en sus implicancias
terapéuticas. Estos aspectos serán objeto de
revisión en la parte IV de nuestro estudio.
El significado de los aneurismas cerebrales Quizá podríamos, con los conocimientos hasta ahora
acumulados, preguntarnos acerca del significado de
tan enigmáticas alteraciones de las arterias cerebrales
como son los aneurismas.
En 1963, Jain publicó un sintético trabajo, titulado
"Mecanismo de ruptura de los aneurismas saculares
intracraneanos"24.
Hace notar que, por el principio de Bernouilli, al
pasar la sangre a un tubo más ancho (porción de la
arteria que presenta el aneurisma), la velocidad disminuye,
y la presión aumenta por lo que la presión lateral
aumentaría considerablemente en la pared del aneurisma.
Considera sin embargo, que no es esta presión, sino
la tensión, como lo explica la ley de Laplace, la que
importa a nivel del aneurisma.
Jain realizó experimentos de circulación pulsátil en
un sistema artificial de un material plástico llamado
Tygon, posiblemente elástico, en el que insertaba "aneurismas"
hechos de látex. Estos aneurismas estaban
insertos en sendos pletismógrafos25,26, para poder registrar
sus pulsaciones. También podía medir presiones en
diferentes puntos del sistema, lo mismo que el flujo.
Notó que las presiones del sistema oscilaban
proximalmente a estos aneurismas, pero no lo
hacían distalmente a los mismos.
Comprimiendo en forma importante el sistema antes
del aneurisma, desaparecían las oscilaciones de
presión y el aneurisma dejaba de pulsar, pero el flujo
se mantenía todavía constante.
Si colocaba dos aneurismas en serie, el más proximal
pulsaba, pero no lo hacía el distal. Al incrementar
el flujo oscilante, se rompía el proximal, pero si
aumentaba la resistencia periférica, se rompían
ambos simultáneamente.
Es decir que el aneurisma parecería actuar absorbiendo
parte de la energía pulsátil. Sería posible entonces,
de acuerdo a estas observaciones, que un aneurisma
se forme, o más bien crezca, cuando el sistema
arterial cerebral ha alcanzado una rigidez tal, que
le impide amortiguar suficientemente las oscilaciones
de la presión arterial durante el ciclo cardíaco.
Clásicamente, se ha considerado al polígono de
Willis un punto de reflexión25,26 de las ondas del
pulso. Diferentemente de otros puntos de reflexión,
como los constituidos por las arteriolas, se trata aquí de
los grandes vasos de la base del cerebro, contra los que
"chocaría" una onda mucho más enérgica que la que
llegaría a las arteriolas, si se lo mira inocentemente.
Sin embargo, si es verdad como estudiamos, que
alterando el flujo se disipa buena parte de la energía que
la sangre circulante porta, el sistema vascular cerebral
cuenta con varios niveles de resistencia antes
de llegar al polígono, constituidos por las curvas
fisiológicas de los vasos cerebrales en la base del
cráneo.
La carótida efectúa al menos cinco marcados cambios
de dirección antes de su bifurcación, y la vertebral
cuatro, antes de unirse con su homóloga para formar el
tronco basilar. Recordemos que el 17% de la resistencia
cerebrovascular normal en un paciente normotenso
se alcanza entre la aorta y el polígono de
Willis27, mientras que en el resto del organismo, hasta
las arteriolas, se ha consumido sólo el 11% de la energía
circulatoria de la sangre28.
Aún así, por razones no determinadas, pero de las
que el envejecimiento arterial no está ajeno, estos
amortiguadores fisiológicos podrían no ser suficientes
en determinado momento.
Hablamos también, que parte de la amortiguación
de la onda de presión que habitualmente hace la pared
arterial por su componente elástico, en el endocráneo
está reemplazada por el contenido intracraneano, LCR
y el parénquima nervioso.
Con el envejecimiento el parénquima tiende a atrofiarse,
dejando la tarea de amortiguación a cargo del
LCR, alojado en cisternas cada vez más amplias. Es
posible que el efecto amortiguador de estos dos componentes
sea diferente por la mayor viscosidad del parénquima
cerebral. Es un tema que merecería estudiarse.
Por otro lado, la onda pulsátil se modifica con el
envejecimiento, aumentando el pico sistólico5,29, por lo
que se haría más difícil de amortiguar.
La hipertensión arterial actuaría en el mismo sentido.
Como consecuencia se podría producir un aumento
de la presión transmural en los vasos cerebrales por
estos mecanismos, generadora de un aumento de la
tensión en su pared.
Edad y aneurismas
Uno de los principales argumentos en contra de la
etiología "congénita" de los aneurismas, es su aparición
y ruptura predominante a partir de la cuarta pero
especialmente quinta y sexta década.
Además de lo dicho en el párrafo anterior, recordemos
que el envejecimiento vascular cerebral produce
una disminución de la elastina, con un aumento de
rigidez, compensado muchas veces por un adelgazamiento
de la pared que permite no sólo una mayor
distensibilidad del vaso en el sentido transversal, sino
también una elongación del mismo.
Esta elongación entre puntos fijos, produce curvaturas
compensadoras de los vasos (Fig. 13) y aumento
del ángulo de las bifurcaciones.
Fig. 13. Variaciones habituales de la cerebral media en la angiografía (algo modificado de 30). A) y B) son mucho más frecuentes de 20 a 70 años. C) y D) son más frecuentes de 0 a 20 años. Obsérvese la elongación de M1 con la edad.
Si es verdad, como piensa Moritake31, que el envejecimiento
arterial está completo al principio de la cuarta
década, comprenderemos que sea a partir de este
momento, y en parte debido a las alteraciones hemodinámicas
que se producen en las bifurcaciones exageradas
por el envejecimiento vascular, que se desarrollan
los aneurismas.
Esto, sin embargo, no va en contra de que sea a
nivel de los defectos de la media que la pared cede, en
el punto de mayor stress hemodinámico, y cuando el
defecto es lo suficientemente grande, como opina
Carmichael.
Otro aspecto del envejecimiento que no parece haberse
analizado en profundidad, es el comportamiento de la
media. ¿Se elonga esta capa en la misma proporción que
el resto del vaso? ¿Por qué se agrandan los defectos con
la edad? Evidentemente, el comportamiento biológico de
esta capa todavía se conoce muy limitadamente.
Discusión general
Estancamiento de la elaboración. Después de los años 80, ha existido un estancamiento de la elaboración científica de paradigmas que expliquen el surgimiento de los aneurismas cerebrales, como ha sido expuesto más arriba, por lo que es el momento de llegar a una máxima síntesis de nuestras concepciones, para arrancar desde allí con una elaboración futura que nos acerque algo más profundamente a las causas de esta extraña patología.
Diferencias entre el hombre y los animales
Estudios comparativos de los vasos cerebrales y
sobre la presencia de aneurismas en los mismos, arroja
datos interesantes. Los vasos cerebrales de los mamíferos
inferiores tienen una capa media más importante y
defectos más pequeños en las bifurcaciones32. Por otro
lado, salvo excepciones, no se reportan aneurismas en
otros mamíferos salvo los primates32,33.
Crompton32 observa que proporcionalmente a su
tamaño, el cráneo está mas sometido a la presión
atmosférica en los mamíferos inferiores que en el hombre,
debido a que los agujeros de la base son proporcionalmente
mucho más pequeños en el hombre. Menciona
una experiencia de Hassler, que trefinó el cráneo de
un conejo joven y observó que la capa media de los vasos
cerebrales se hipertrofiaba. Atribuyó esto a la falta de
amortiguación del pulso arterial producida por el cráneo
cerrado.
Por otro lado, los vasos cortos de cerebros pequeños
estarían menos sometidos a deformación longitudinal
en un ambiente líquido "poco contenedor" como en el
ser humano.
Otros factores propuestos para la diferencia en la
incidencia de aneurismas, han sido la diferencia de
tamaño de los cerebros, que requiere en el humano de
vasos más gruesos y con más demanda de flujo33.
Un factor poco explorado es la inestabilidad del
polígono de Willis de primates y ser humano, que
estamos investigando actualmente34. Sucintamente, la
forma del polígono del hombre y algunos primates es
una adquisición filogenética muy reciente, especialmente
en su porción anterior, donde la arteria comunicante
anterior sólo aparece en forma constante en el
hombre y en forma más esporádica en el chimpancé.
Esto explicaría las asimetrías y variedades casi infinitas
de la porción anterior del polígono, generando a su vez,
diferencias de flujo por vasos homónimos de uno y otro
lado.
Un hecho no tratado que podría tener alguna o
mucha importancia, es el de la postura vertical del ser
humano, que produce un descenso de la presión intracraneana,
que se hace negativa en esta posición. Muchos
son los mecanismos que se han desarrollados en
los mamíferos para permitir alcanzar la bipedestación
minimizando las alteraciones del flujo cerebral35, por lo
que se podría dar un aumento de la presión transmural
en esta posición respecto al decúbito en algunas
personas.
Teniendo en cuenta que además, la presión arterial
puede aumentar independientemente en condiciones
normales, como el ejercicio, o patológicas, como en los
hipertensos, la postura del ser humano podría transformarse
en un factor coadyuvante de deformación de la
pared arterial cerebral.
Teniendo en cuenta que además, la presión arterial
puede aumentar independientemente, como en los
hipertensos, la postura del ser humano puede transformarse
en un factor nada despreciable de deformación
de la pared arterial cerebral y de aumento de la incidencia
de aneurismas respecto a otras especies.
La experiencia de Hashimoto et al23
Estos autores demostraron que se pueden producir
aneurismas en vertebrados inferiores mediante dos
mecanismos:
1) Generando asimetría en el polígono (ligadura de
una carótida común en el cuello).
2) Produciendo un aumento de la presión transmural
(generando una hipertensión arterial nefrógena o
por DOCA, mas agregado de sodio a la dieta).
Es decir, acercando la situación del animal, a la del
ser humano.
Claro que a diferencia con el hombre, los animalitos
así tratados, presentan trastornos más diseminados
debido a la severa hipertensión arterial que se les
produce.
El "modelado" del polígono por ligadura ya había
sido realizado por el grupo de Lazorthes36 en conejos,
pero ellos no describieron generación de aneurismas,
posiblemente porque no lo acompañaban con la producción
de hipertensión arterial.
Es decir que ambas condiciones deberían concurrir
para la génesis de aneurismas.
Aneurisma vs. aterosclerosis
Desde antiguo, como hemos visto, se atribuyó un
origen aterosclerótico a estos aneurismas por parte de
algunos autores. Otros como Stehbens, hablan de
"proceso degenerativo", asimilándolo a un proceso parecido
a la aterosclerosis.
Sin embargo, actualmente se tiende a pensar que el
fenómeno de formación de la placa, se da especialmente
en zonas de bajo stress de deslizamiento2,12, mientras
que como vimos, los aneurismas tienden a
formarse en el vértice, donde el stress de deslizamiento
es máximo
Por otro lado, se reconoce desde antiguo que anomalías
a nivel del polígono, favorecen la aparición de
aneurismas35,36,37 en zonas sometidas a un plus de
sobrecarga hemodinámica, como es el caso de los
aneurismas de comunicante anterior con hipovalencia
de A1 de un lado, apareciendo el aneurisma sobre la
unión A1- comunicante del otro lado, ramificación
sometida a sobrecarga hemodinámica extra.
Quizá la aparición de aneurismas en el vaso que
alimenta a una M A-V, tenga una etiología parecida.
Algunos han intentado demostrar experimentalmente
que la aterosclerosis puede ser favorecida por una
hiperactividad simpática39, por una disminución de la
formación y extensión de las placas mediante la simpaticectomía
bilateral o la administración de bloqueantes
beta en animales sometidos a dieta aterogénica.
Factores aterogénicos como el stress psíquico, el
fumar, e incluso la hipertensión arterial, podrían actuar
al menos en parte por este mecanismo, que se
efectiviza a través de un aumento de la resistencia
periférica, es decir resistencia al flujo, situación aparentemente
opuesta a la de la aparición de los aneurismas.
Por otro lado, el hipertono simpático tiene efectos
reconocidamente contradictorios sobre la circulación
cerebral40 pudiendo aumentarla o disminuirla de acuerdo
a la presencia o no de determinadas condiciones, no
siendo la menor el estado basal de los vasos en el
momento de la estimulación simpática.
Así, podríamos suponer que tanto una como otra
patología, representarían una degeneración de la
pared vascular de causa hemodinámica, pero de
signo opuesto (hipertrofia vs. atrofia).
Es posible que factores constitucionales jueguen
también su rol20.
Necesidad de un nuevo enfoque
La importancia efectiva de cada una de estas variables es muy difícil de establecer en este momento, debido a que la mayoría de ellas, son de tipo observacional y especulativa, y muy difíciles de controlar a voluntad experimentalmente. Un progreso significativo en este terreno podría alcanzarse quizá con el diseño de modelos teóricos computacionales de los aspectos estáticos y dinámicos de la circulación cerebral, dentro de una caja cerrada, con un contenido de viscosidad variable con distribución topográfica definida, que estudien la influencia de cada uno de estos factores.
CONCLUSIÓN
El stress de cizallamiento y la presión hemodinámica,
actuando sobre los defectos de la media de los
ápices de bifurcaciones arteriales del polígono especialmente
sometidas a sobrecarga hemodinámica, serían
los factores que desencadenan la formación de un
aneurisma, luego de producir una degeneración de la
elástica interna a ese nivel.
Las diferentes formas de aumento de la presión
transmural y el envejecimiento vascular, serían condiciones
necesarias para liberar la acción efectiva de
aquel grupo elemental de factores.
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