4.2. Edema vasogenico
I disturbi nel compartimento vascolare sono tra le cause più comuni di edema interstiziale (edema vasogenico) e derivano da ipertensione capillare o ipoproteinemia. La pressione capillare (Pc) è determinata dalla pressione arteriosa (PA) e venosa (PV) e dal rapporto tra resistenze pre – postcapillari (RA/RV) come mostrato dall’equazione :
Dall’equazione (4.1), è evidente che la pressione capillare aumenta quando la pressione arteriosa o venosa aumenta e/o il rapporto di resistenza pre – postcapillare diminuisce. Poiché la pressione arteriosa e venosa e il rapporto di resistenza pre-postcapillare possono essere modificati momento per momento in vari fisiologici (ad es.,, esercizio fisico) o condizioni patologiche (ad esempio, infiammazione) o dopo la somministrazione di agenti farmaceutici vasoattivi, ci si potrebbe aspettare che la pressione capillare e quindi la velocità di filtrazione transmicrovascolare possano aumentare rapidamente in accordo con questi cambiamenti. Tuttavia, è stato suggerito che la pressione capillare possa essere regolata strettamente in risposta ai cambiamenti nella pressione arteriosa o venosa, mediante opportuni aggiustamenti nella resistenza pre – o postcapillare, come mezzo per mantenere un volume di liquido interstiziale relativamente costante quando una qualsiasi di queste variabili cambia ., Ad esempio, poiché la muscolatura liscia vascolare nelle pareti arteriose e arteriolari si contrae quando esposta a pressioni intravascolari elevate, questa risposta miogenica aumenta la resistenza precapillare e protegge i capillari da un concomitante aumento della loro pressione intravascolare. Viceversa, quando la pressione arteriosa cade, il tono miogenico si riduce nelle arteriole, diminuendo la loro resistenza al flusso e mantenendo la pressione capillare. Queste osservazioni suggeriscono che la pressione capillare può essere regolata sullo stesso intervallo di variazioni di pressione su cui il flusso è autoregolato in un dato organo., Infatti, dalla relazione:
si prevederebbe che la regolazione del flusso sanguigno (Q) sarebbe perfettamente accoppiata alla regolazione della pressione capillare, supponendo che la pressione venosa e la resistenza rimangano costanti., Tuttavia, un’analisi approfondita dei cambiamenti nel pre-per-postcapillari rapporto di resistenza e capillare variazioni di pressione indicato che l’efficacia del flusso e della pressione capillare regolamento non sono sempre strettamente correlata, un effetto che può essere dovuto al passivo dimensionale rettifiche di capillari e venule e reologiche alterazioni del sangue che scorre attraverso questi vasi come pressione arteriosa modifiche ., Oltre all’effetto tampone degli aggiustamenti nel rapporto di resistenza pre-postcapillare sulla pressione capillare, l’influenza dei cambiamenti nella pressione capillare indotti da alterazioni nella pressione di perfusione è minimizzata da cambiamenti direzionalmente opposti nel coefficiente di filtrazione capillare secondario al reclutamento o al derecruitment dei capillari perfusi .
Allo stesso modo, i cambiamenti nella pressione capillare, e quindi nella filtrazione capillare, vengono tamponati quando la pressione venosa è elevata . Almeno due meccanismi spiegano questa regolazione della pressione capillare (Figura 4.1)., La contrazione miogenica della muscolatura liscia vascolare nelle pareti delle arteriole è provocata dalla trasmissione dell’aumento della pressione venosa a questi vasi a monte . Un riflesso venoso-arteriolare inoltre è stato implicato in questa risposta, in cui le elevazioni nella pressione venosa attivano gli impulsi antidromic che sono trasmessi alle terminazioni nervose che interferiscono sulle arteriole a monte, in cui il rilascio del neurotrasmettitore suscita la costrizione . Tuttavia, un lavoro più recente ha messo in discussione l’importanza di questo meccanismo rispetto alla risposta miogenica ., È importante notare che la pressione capillare, e quindi la filtrazione capillare, non è regolata in risposta agli aumenti della pressione venosa o della resistenza come quando la pressione arteriosa viene alterata . Tuttavia, i potenziali effetti di un aumento della pressione venosa per ridurre il coefficiente di filtrazione capillare possono tamponare la risposta alla pressione capillare alterata sul movimento del fluido transmicrovascolare, come descritto sopra.,
Mentre la discussione di cui sopra si è concentrata sull’effetto dei cambiamenti acuti nella pressione venosa sulla regolazione della pressione capillare e del movimento del fluido transmicrovascolare e si applica alla maggior parte degli organi, la piccola vascolarizzazione intestinale può essere unica nella sua risposta ai cambiamenti cronici nella pressione venosa. L’ipertensione venosa intestinale cronica indotta da stenosi calibrata della vena porta è associata allo sviluppo di una circolazione iperdinamica caratterizzata da aumento della gittata cardiaca, ridotta resistenza vascolare intestinale e aumento del flusso sanguigno intestinale ., Questi ultimi cambiamenti comportano un aumento maggiore della pressione capillare intestinale rispetto a quello che si verifica durante gli aumenti della pressione venosa acuta della stessa entità e sono associati ad aumenti del coefficiente di filtrazione capillare . Di conseguenza, l’aumento della filtrazione transcapillare è molto maggiore nell’ipertensione venosa cronica rispetto a quella acuta., I meccanismi responsabili della riduzione della resistenza vascolare intestinale che rappresentano i cambiamenti nella pressione capillare e nel coefficiente di filtrazione capillare che portano a una maggiore filtrazione capillare nell’ipertensione portale cronica comportano la formazione di sostanze vasodilatatrici e altri fattori e sono rivisti altrove .
La pressione capillare è solo modestamente aumentata (~2 mmHg) nell’ipertensione arteriosa cronica perché l’aumento della resistenza arteriosa che causa l’aumento della pressione arteriosa buffer trasmissione dell’aumento della pressione al livello capillare ., Tuttavia, l’aumento associato della velocità di filtrazione transmicrovascolare rappresenta in gran parte l’elevata velocità di fuga transcapillare delle proteine osservate in questo disturbo attraverso l’accoppiamento convettivo del fluido e del flusso proteico. Elevata pressione capillare e velocità di filtrazione si verificano all’inizio del corso di sviluppo del diabete mellito e si pensa che sia uno stimolo importante per l’ispessimento della membrana basale capillare, il segno distintivo ultrastrutturale della microangiopatia diabetica ., Rarefazione microvascolare, o perdita di capillari, è stato segnalato per accompagnare lo sviluppo di ipertensione arteriosa, diabete mellito, e la sindrome metabolica . Le conseguenti riduzioni della superficie disponibile per lo scambio possono parzialmente compensare l’effetto dell’ipertensione capillare per aumentare il volume del liquido interstiziale in queste condizioni.
Aumenti molto elevati della pressione venosa possono indurre incrementi nella filtrazione capillare molto superiori a quanto previsto dall’aumento associato della pressione capillare., Ciò è dovuto agli aumenti indotti dalla pressione nella permeabilità microvascolare che si manifestano nell’equazione di Starling mediante aumenti della conduttività idraulica e riduzioni del coefficiente di riflessione osmotica., Per la maggior parte degli organi, le caratteristiche di permeabilità della barriera microvascolare per il cambio di liquidi e lipidi-insolubile soluti può essere spiegato con l’esistenza di un gran numero di pori piccoli e con raggi di 70 angstrom o meno, e un piccolo numero di grandi pori con raggio superiore a 200 angstrom, con alcuni modelli incorporano un terzo set molto piccoli pori (< 10 angstrom nel raggio) in considerazione della diffusione del flusso d’acqua., (Organi come il fegato, che hanno capillari discontinui caratterizzati da ampi spazi tra cellule endoteliali e coefficienti di riflessione che si avvicinano a 0,1, non si adattano a questi modelli). Grandi aumenti della pressione venosa sono pensati per ingrandire questi pori nella parete microvascolare, che viene indicato come il fenomeno dei pori allungati . I singoli organi dimostrano una sensibilità differenziale all’effetto della pressione venosa elevata per quanto riguarda l’induzione del fenomeno dei pori allungati., Ad esempio, non si verifica alcun aumento della permeabilità nei microvasi dei piedi durante la posizione tranquilla, anche se la pressione capillare nei piedi aumenta di oltre 50 mmHg rispetto ai valori misurati in posizione supina, a causa della grande colonna idrostatica nelle arterie e nelle vene. Tuttavia, i capillari polmonari possono dimostrare un fenomeno dei pori allungato durante condizioni come l’insufficienza ventricolare sinistra, un effetto che aggrava la formazione di edema polmonare in questa condizione .,
Come notato sopra, miogena costrizione delle arteriole in risposta ad aumenti della pressione arteriosa o venosa costituisce un importante fattore di sicurezza contro la formazione di edema in idrostatica edema limitando l’aumento della pressione capillare e riducendo il numero di capillari perfusi, e, quindi, la zona di superficie per il filtraggio del liquido, che altrimenti potrebbero verificarsi in risposta a ipertensione arteriosa o venosa o maggiore resistenza venosa (Figura 4.1)., Tuttavia, è importante notare che anche incrementi modesti della pressione capillare, che potrebbero sembrare piccoli e irrilevanti, possono comportare aumenti sostanziali dei tassi di filtrazione del fluido attraverso la microvascolatura. Questo perché la normale pressione di filtrazione netta è piuttosto piccola, con una media di 0,15 mmHg per un capillare del corpo prototipo. Pertanto, aumentando la pressione capillare di soli 2 mmHg, come notato sopra nell’ipertensione arteriosa, si ottiene un aumento iniziale di 14 volte del movimento del fluido dal sangue nell’interstizio., L’ipertensione capillare provoca la formazione di un ultrafiltrato povero di proteine che all’ingresso nello spazio interstiziale aumenta il volume del liquido interstiziale. A causa delle caratteristiche di conformità dell’interstizio, piccoli incrementi nel volume interstiziale producono aumenti molto grandi della pressione tissutale, che riduce efficacemente il gradiente di pressione idrostatica transcapillare, limitando così l’ulteriore accumulo di fluido (Figura 4.1). Questo effetto è esacerbato in risposta ad aumenti della pressione di deflusso venoso attraverso il fenomeno del rigonfiamento venoso., Cioè, il volume nelle vene aumenta immediatamente all’elevazione della pressione venosa, che produce un aumento coincidente della pressione interstiziale causato dall’espansione di venule e vene gonfie negli spazi interstiziali (Figura 4.1). In sostanza, l’ingorgo venoso sposta la curva di compliance interstiziale a sinistra, in modo che una variazione minore del volume interstiziale produca un aumento maggiore della pressione interstiziale. L’aumento della pressione del liquido interstiziale aumenta il flusso linfatico di tre meccanismi., Innanzitutto, l’aumento della pressione tissutale fornisce la pressione di guida per il flusso nei linfatici iniziali. In secondo luogo, l’aumento della pressione nel compartimento interstiziale crea una tensione radiale sui filamenti di ancoraggio che collegano la matrice extracellulare alle cellule endoteliali linfatiche, aumentando localmente il diametro linfatico iniziale e aprendo spazi tra giunzioni interdigitanti e sovrapposte tra cellule endoteliali linfatiche adiacenti (Figura 3.1)., Queste forze tensionali creano una piccola pressione di aspirazione transitoria per il movimento del liquido interstiziale attraverso spazi allargati tra cellule endoteliali adiacenti, che fungono da secondo sistema valvolare unidirezionale per garantire un flusso unidirezionale dall’interstizio ai linfatici. In terzo luogo, quando il fluido si muove nei linfatici iniziali, aumenta il volume nei linfangioni a monte, promuovendo la loro attività contrattile e il flusso linfatico. La presenza di valvole tra linfangioni adiacenti assicura un flusso unidirezionale.,
Come notato sopra, l’ipertensione capillare provoca il movimento di fluido povero di proteine negli spazi interstiziali, riducendo la concentrazione di proteine tissutali e diminuendo la pressione osmotica colloide tissutale (Figura 4.1). Ciò aumenta l’efficacia del gradiente di pressione oncotico transcapillare (nc − nt) nell’opporsi al gradiente idrostatico (Pc − Pt) favorendo la filtrazione., Poiché il soluto è escluso da una grande porzione di acqua gel nella matrice extracellulare, la rapidità della diminuzione della concentrazione proteica tissutale che si verifica in risposta all’aumento del volume del liquido interstiziale viene aumentata, aumentando così l’efficacia del lavaggio delle proteine come fattore di sicurezza dell’edema., È importante notare che l’efficacia delle diminuzioni della pressione osmotica tissutale come fattore di sicurezza dell’edema è ridotta nell’ipertensione capillare grave, a causa del fenomeno dei pori allungati discusso sopra, che aumenta il trasporto di proteine convettive accoppiate negli spazi tissutali.