Rol del Sistema Simpático y Parasimpático PDF

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Capítulo 43 ROL DEL SISTEMA SIMPÁTICO Y PARASIMPÁTICO Christian Höcht, Facundo Bertera, Javier Alberto Walter Opezzo, Carlos A. Taira Palabras clave Sistema nervioso simpático, sistema nervioso parasimpático, regulación de la presión arterial, barorreflejo. Abreviaturas utilizadas MVLC: médula ventrolateral caudal MVLR: médula ventrolateral rostral SNA: sistema nervioso autónomo SNPS: sistema nervioso parasimpático SNS: sistema nervioso simpático Síntesis Inicial El sistema nervioso autónomo representa uno de los principales mecanismos del organismo en la regulación a corto pla- zo de la presión arterial. El cambio, en el tono simpático y parasimpático inducido por diferentes estímulos detectados por las aferencias simpáticas –barorreceptores arteriales, receptores de baja presión, quimiorreceptores periféricos, entre otros– permite la regulación de la hemodinamia en el corto plazo a través de la modificación de la actividad neuronal simpática que inerva el corazón, el riñón o el músculo liso arterial y venoso y del sistema nervioso parasimpático car- díaco. SNA SIMPÁTICO Y PARASIMPÁTICO1 ventricular. Ante la estimulación del SNPS se produce la liberación de acetilcolina y la activación de receptores mus- El sistema nervioso autónomo es un conjunto de neuronas carínicos ubicados en el miocardio. Si bien se ha descrito la aferentes y eferentes que conectan al sistema nervioso cen- presencia de receptores muscarínicos en el endotelio vascular tral con efectores viscerales. El sistema nervioso autónomo, que promueven la vasodilatación mediada por el óxido nítri- compuesto por el SNS y SNPS, cumple un papel primordial co, estos receptores no se encuentran inervados, por lo que en la regulación neuronal de la presión arterial. Las fibras no son estimulados ante la activación del SNPS. postganglionares noradrenérgicas del SNS inervan numero- sos órganos involucrados en el mantenimiento del nivel de presión arterial, entre ellos, el músculo liso arterial y venoso, Regulación de la presión arterial por el el miocardio y el riñón. El SNS está compuesto, además, sistema nervioso autónomo por la médula adrenal, que se comporta como un órgano endócrino liberando al torrente sanguíneo principalmente Dada la amplia distribución de los receptores catecolaminér- adrenalina y, en menor cantidad, noradrenalina y dopamina. gicos en el aparato cardiovascular, el SNS cumple un papel Así, la noradrenalina y la adrenalina liberadas por la activa- central en la regulación de la presión arterial en el hombre. ción del SNS interactúan con receptores α-adrenérgicos y La inervación simpática del nodo sinoauricular, del miocar- β-adrenérgicos ubicados en los órganos efectores del sistema dio, del riñón y de los vasos sanguíneos periféricos deter- cardiovascular y regulan la función de estos y el nivel de pre- mina que el SNS controle los principales contribuyentes de sión arterial (fig. 43-1). la presión arterial: frecuencia cardíaca, contractilidad –vo- Por su parte, el SNPS está compuesto de fibras postgan- lumen sistólico– y vasoconstricción periférica –resistencia glionares colinérgicas que inervan de manera localizada de periférica total–.2 Específicamente, la estimulación de re- manera principal el nodo sinusal y el nodo auriculoventri- ceptores α adrenérgicos localizados en el músculo liso vas- cular, y en menor medida, el tejido muscular auricular y cular de arteriolas y vénulas induce la vasoconstricción y el 208  Rol del sistema simpático y parasimpático 209 Sistema nervioso simpático b1 Renina a1 Inotropismo y Vasoconstricción c ronotropismo aterial positivo + + a1 Vasoconstricción + venosa Resistencia + Gasto × Angiotensina II vascular cardíaco a1 periférica Expansión de volumen + Figura 43-1. Regulación de la pre- sión arterial por el sistema nervioso Aldosterona simpático. consecuente aumento de la resistencia vascular periférica y muscarínicos, generando la hiperpolarización de las células de la precarga (fig. 43-1).2 Incluso, el músculo liso de venas marcapasos, producto de la apertura de canales de potasio.1 finas y vénulas es más sensible a la activación simpática que el arteriolar.3 La contracción del territorio venoso ante un aumento de la descarga simpática es mayor y más rápido Control de la actividad del sistema que el arterial y genera el aumento del volumen plasmático nervioso autónomo eferente circulante, lo que favorece un mayor llenado diastólico y el Las eferencias simpáticas se clasifican en tres diferentes gru- incremento del gasto cardíaco.3 Además, es importante tener pos de acuerdo a los mecanismos asociados al control de su en cuenta que el tejido vascular también expresa receptores actividad: termosensibles, glucosensibles y barosensibles.4 β adrenérgicos –principalmente β2– con efectos opuestos El grupo de eferencias cardiovasculares sensibles a la tem- sobre el tono vascular que pueden ser activados como re- peratura se constituye principalmente por vasocontrictores sultado de la estimulación del sistema nervioso simpático. cutáneos que son activados por la hipotermia, el estímulo Así, la vasodilatación mediada por los receptores β adrenér- emocional y la hiperventilación. El grupo de eferencias glu- gicos vasculares cumple un papel fisiológico importante en cosensibles controla, por su parte, la liberación de adrenalina la regulación del tono vascular mediante la redistribución desde la médula adrenal y responde a la hipoglucemia y el del flujo sanguíneo a diferentes órganos. Por ejemplo, du- ejercicio físico.4 Estos dos tipos de eferencias simpáticas car- rante el ejercicio, la activación del receptor β adrenérgico diovasculares son reguladas de forma muy débil por los ba- incrementa el riego sanguíneo del músculo esquelético.1 A rorreceptores arteriales y se presume que cumplen un papel nivel cardíaco, la noradrenalina liberada interactúa con los secundario en el control a corto y largo plazo de la presión receptores β1 adrenérgicos generando efectos inotrópico, arterial.4 cronotrópico, lusitrópico y dromotrópico positivos, con el El grupo de eferencias simpáticas barosensibles se carac- consecuente incremento del volumen/minuto. Los nervios teriza por presentar actividad basal, denominado tono sim- simpáticos inervan extensamente diferentes regiones del ri- pático, y la descarga neuronal se encuentra altamente sincro- ñon, incluyendo las arteriolas aferentes y eferentes, el aparato nizada con el pulso arterial y la respiración.3 Estas eferencias yuxtaglomerular y el túbulo proximal. Como consecuencia, simpáticas controlan el corazón, los riñones, la liberación de el tono simpático renal regula el flujo sanguíneo renal, la tasa noradrenalina desde un grupo de células cromafines adrena- de filtrado glomerular, la liberación de renina y la excreción les y el tono de arteriolas de resistencia, y cumplen un papel de agua y sodio. Así, la hiperactividad del SNS promueve la primordial en las fluctuaciones a corto plazo de la presión estimulación de la secreción renal de renina y favorece por arterial y el control neuronal a largo plazo de aquella.3 este mecanismo el incremento de los niveles plasmáticos de Un aspecto particular de las eferencias simpáticas baro- angiotensina II y, en definitiva, la vasoconstricción y la re- sensibles es que su actividad está sujeta a numerosos meca- tención de sodio y agua (fig. 43-1).3 A su vez, la interacción nismos regulatorios reflejos, tanto excitatorios como inhibi- entre el SNS y el sistema renina angiotensina es dual, consi- torios (fig. 43-2). Así, la activación de aferentes sensibles al derando que la angiotensina II estimula la actividad del SNS estiramiento por la ventilación –aferencias pulmonares– y a través de mecanismos centrales y neuronales (fig. 43-1). por la presión arterial –barorreceptores carotídeos y aórti- A diferencia del SNS, la regulación de la presión arterial cos– induce la inhibición de la actividad simpática neuro- por el SNPS se limita al control de la frecuencia cardíaca. nal. Por el contrario, los receptores musculares activados por La liberación de acetilcolina desde las neuronas postgan- estiramiento y metabolitos –ATP, lactato y pH– estimulan glionares que inervan el nodo sinusal estimula los receptores la descarga de las fibras simpáticas durante el ejercicio. La 210 Cardiología activación de nociceptores viscerales o cutáneos, de quimio- Un aspecto sumamente interesante es el hecho de que la rreceptores periféricos y centrales inducida por la hipoxia regulación central de las eferencias simpáticas cardiovascu- o hipercapnia y el estrés mental representan estímulos que lares se encuentra muy diferenciada, aspecto que permite la también aumenta la actividad de las eferencias simpáticas activación específica de la actividad simpática eferente a di- barosensibles.4 ferentes órganos de acuerdo al estímulo aferente.3 Mientras En este punto es importante destacar que las aferencias que la eferencia simpática barosensible es regulada prima- autonómicas no solo controlan el tono del sistema nervioso riamente por la MVLR, la circulación cutánea se encuentra simpático, sino que también modifican la actividad parasim- bajo la influencia de la MVLR y el rafe medular.3 Por otro pática sobre el miocardio. En este contexto, la activación de lado, se postula que subgrupos separados de neuronas lo- las aferencias inhibitorias –barorreceptores de alta y baja pre- calizadas en la MVLR controlan de manera preferencial la sión– inducen un incremento de la descarga parasimpática actividad simpática de diferentes órganos, como el músculo en el nodo sinusal y nodo auriculoventricular y contribuyen esquelético, la circulación esplácnica, el corazón y el riñón.3 así en el mantenimiento de la homeostasis cardiovascular. La explicación fisiológica de este sistema de regulación Estudios neurofisiológicos han permitido dilucidar los simpática del aparato cardiovascular es que permite cambios núcleos y las vías centrales involucradas en la conexión de las específicos en la actividad simpática neuronal para restable- aferencias y eferencias del sistema simpático barosensible. La cer la homeostasis sin generar un compromiso de otras fun- actividad de las eferencias simpáticas se encuentra controlada ciones del organismo, y permite el acoplamiento adecuado por una compleja red neuronal de la MVLR, el hipotálamo de la respuesta con el estímulo generado.3 Por ejemplo, la y el núcleo del tracto solitario (fig. 43-2).4 Además, núcleos reducción abrupta de la presión arterial detectada por los cerebrales superiores, entre ellos regiones corticales, límbicas barorreceptores incrementa la actividad de las eferencias y mesencéfalo, contribuyen en la modulación de la activi- simpáticas hacia muchos órganos –músculo, riñón e intesti- dad del sistema nervioso simpático sobre el aparato cardio- no–lo que permite un amplio efecto sobre la resistencia vas- vascular. El núcleo del tracto solitario es el principal núcleo cular periférica. En cambio, la alteración de la osmolaridad cerebral integrador del control del aparato cardiovascular, y/o del volumen sanguíneo produce un patrón diferente de considerando que recibe las aferencias de barorreceptores cambios en la actividad simpática a través de una alteración arteriales, receptores de volumen y quimiorreceptores peri- preferencial de la actividad de las eferencias simpáticas rena- féricos.4 Así, se postula que anormalidades en la actividad les.3 De manera similar, la activación de quimiorreceptores neuronal de estas aferencias simpáticas o del procesamiento induce la sobreactividad de las neuronas simpáticas renales y de la información en el tracto del núcleo solitario pueden esplácnicas y la reducción de la descarga simpática cardíaca, contribuir en la hipertensión de origen neurogénico.4 sin generar un cambio significativo de la presión arterial.3 Aferencias Núcleos cerebrales Eferencias integradores Barorreceptores carotídeos y aórticos de M Eferencia T alta presión V parasimpática R Corazón A L N C C Barorreceptores Ú T cardiopulmonares de C O baja presión L E S O Eferencia O Aferencias renales simpática L D Corazón I E T Aferencias musculares L M Riñón A V R L Músculo liso I Quimiorreceptores R vascular O periféricos Médula suprarrenal Figura 43-2. Estructura del sistema nervioso autónomo involucrado en la regulación cardiovascular Referencias: MVLC, médula ventrolateral caudal; MVLR, médula ventrolateral rostral  Rol del sistema simpático y parasimpático 211 Papel del sistema nervioso autónomo en locación de microelectrodos en el nervio peroneo.5 Esta téc- la regulación a largo plazo de la presión nica es mínimamente invasiva, pero requiere de formación especializada. Estudios microneurográficos han demostrado arterial la existencia de un incremento de la actividad neuronal sim- De acuerdo a lo comentado, el nivel de actividad basal del pática en diferentes patologías cardiovasculares, entre ellas la SNA es regulado por una variedad diferente de estímulos hipertensión arterial esencial, la obesidad y la insuficiencia aferentes –barorreceptores arterial, quimiorreceptores, re- cardíaca, destacando el papel del sistema nervioso autónomo ceptores cardiopulmonares, etc.– que permiten el ajuste rá- en la regulación de la presión arterial a largo plazo.3 pido de la hemodinamia. Sin embargo, hasta día de hoy, el El papel de la sobreactividad simpática en la fisiopatolo- papel del SNS en la regulación a largo plazo de la presión gía de la hipertensión arterial fue desestimado durante años arterial está sujeto a debate. Uno de los principales facto- debido al fenómeno de reajuste de los barorreceptores. Es res que contribuye en esta controversia es la dificultad de la conocido que los barorreceptores arteriales se adaptan en medición precisa del tono simpático periférico con meto- respuesta a una elevación sostenida del nivel de presión ar- dología simple y de disponibilidad universal (tabla 43-1).5 terial.3 Uno de los posibles mecanismos del reajuste de los El método de la dilución de noradrenalina isotópica ha sido barorreceptores son los cambios estructurales en la pared utilizado extensamente para la evaluación del spillover de arterial inducidos por la hipertrofia del musculo liso o la noradrenalina hacia el plasma. Este método consiste en la ateroesclerosis, los cuales disminuyen la distensibilidad arte- infusión intravenosa de noradrenalina marcada y el mues- rial y reducen de esta manera el estiramiento y la actividad treo de los niveles sanguíneos de un lecho vascular particu- aferente del barorreceptor.3 lar, como el rinon, corazón o músculo esquelético.6 Si bien Sin embargo, particularmente en sujetos jóvenes con hi- representa un marcador fidedigno de la descarga simpática pertensión limítrofe, se ha detectado un incremento de la periférica, es una determinación insensible y costosa.6 El actividad neuronal simpática en el corazón, en los riñones y análisis espectral de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en la vasculatura del músculo esquelético. Existen múltiples a partir del electrocardiograma es un método disponible en mecanismos que explican la sobreactividad simpática a largo la práctica clínica diaria, aunque su uso tiene importantes plazo en pacientes hipertensos, entre ellos la angiotensina limitaciones metodológicas.6 Es ampliamente conocido que II, el estrés emocional y físico y la comprensión del tron- la potencial de la banda de baja frecuencia del análisis espec- co encefálico.3 Aproximadamente el 25% de los pacientes tral del electrocardiograma es un indicador de la modula- hipertensos presentan niveles elevados de angiotensina II y ción de la frecuencia cardíaca por el barorreflejo más que un existe una correlación entre sus niveles plasmáticos y la ac- marcador de la actividad simpática cardíaca.6 Por otro lado, tividad neuronal simpática. La angiotensina II induce la so- esta herramienta no brinda información respecto del tono breactividad simpática a través de diferentes mecanismos: 1) simpático sobre otros órganos involucrados en el control facilita la liberación de noradrenalina del terminal sináptico, de la presión arterial. En la actualidad, la técnica de mayor 2) interactúa con los órganos circunventriculares aumentan- aceptación para la cuantificación de la actividad neuronal do el tono simpático central3 y 3) se ha descrito, además, la simpática eferente es la microneurografía a partir de la co- existencia del sistema renina-angiotensina local en el siste- Tabla 43-1 Métodos para la determinación de la actividad simpática periférica Método Principio Comentarios Análisis espectral de la variabilidad de la Marcador del balance autonómico cardíaco No refleja actividad neuronal simpática frecuencia cardíaca No invasiva Se limita a la evaluación de la regulación autonómica de la frecuencia cardíaca Spillover de noradrenalina Marcador fidedigno de la actividad regional Costosa, invasiva, requiere de personal de neuronas simpáticas especializado, baja resolución temporal Correlación directa con la actividad neuronal simpática estimada con técnicas microneurográficas Registro microneurográfico de la actividad Determina la actividad de un número redu- Mínimamente invasiva, requiere de personal neuronal simpática con electrodos transcu- cido de fibras simpáticas especializado táneos Permite cuantificar patrones de descarga en términos de amplitud y frecuencia Alta resolución temporal 212 Cardiología ma nervioso central capaz de activar de manera prolongada Finalmente, la apnea del sueño, otra condición que cursa neuronas del núcleo del tracto solitario, de la médula caudal con simpatoexcitación crónica, se ha asociado con la hiper- ventrolateral y médula rostral ventrolateral, aumentando la tensión arterial y el accidente cerebrovascular. La repetición descarga simpática periférica.3 de episodios nocturnos de apnea resulta en hipoxia transito- La sobreactividad simpática contribuye en el estado hi- ria, la cual favorece la activación de quimiorreceptores y el pertensivo a través de la alteración de la relación natriure- aumento de la actividad neuronal simpática sobre diferentes sis/presión. La aplicación crónica de noradrenalina de forma órganos, con la consecuente elevación de la presión arterial. directa en la arteria renal produce la retención de sodio y Inclusive, la respuesta simpática a la hipoxia aguda se en- agua y el incremento sostenido de la presión arterial.3 La im- cuentra alterada en el largo plazo con un incremento de la portancia del sistema simpático renal en el desarrollo del es- actividad del quimiorreflejo.3 tado hipertensivo se sostiene también por el hecho de que la denervación renal restablece la curva presión/natriuresis re- Perspectivas trasando o reduciendo la magnitud de la hipertensión.3 Por otro lado, estudios clínicos recientes han establecido que la Las evidencias experimentales y clínicas confirman la impor- denervación de arterias renales, mediante la ablación por ra- tancia de la sobreactividad del sistema nervioso simpático diofrecuencia, induce la reducción significativa de la presión en la regulación a largo plazo de la presión arterial, tanto arterial en pacientes con hipertensión arterial resistente.3 en la hipertensión arterial esencial como en la obesidad y El incremento de la actividad neuronal simpática tam- en la apnea de sueño. Además, el desbalance autonómico se bién contribuye ampliamente en la enfermedad cardiovascu- asocia con las anormalidades metabólicas, hemodinámicas, lar asociada a la obesidad y la apnea del sueño.3 La hiperten- tróficas y reológicas que favorecen la morbilidad y morta- sión en pacientes con incremento del peso corporal se asocia lidad del paciente hipertenso (fig. 43-3).7 La estimulación con el incremento del volumen del fluido extracelular y del simpática crónica genera el remodelado vascular y la hiper- gasto cardíaco.3 Los registros microneurográficos de pacien- trofia ventricular izquierda, tanto por acciones directas de la tes obesos con hipertensión han demostrado el incremento noradrenalina como por la liberación de mediadores tróficos de la actividad neuronal simpática muscular con la elevación (fig. 43-3).7 En definitiva, la actividad del sistema nervioso significativa de la actividad de las eferencias simpáticas re- simpático no solo contribuye en la regulación a corto y largo nales. Uno de los principales mecanismos de la hiperactivi- plazo de la presión arterial, sino que también participa en el dad adrenérgica asociada a la obesidad es el incremento de mantenimiento del estado hipertensivo y en el desarrollo de la liberación de leptina por la expansión del tejido adiposo las complicaciones cardiovasculares asociadas a la hiperten- visceral. La leptina es capaz de estimular la actividad neuro- sión arterial, la obesidad, la apnea de sueño y la insuficiencia nal simpática por la activación de receptores OB en núcleos cardíaca. hipotalámicos.3 Hipertensión Obesidad Apnea del sueño arterial Sobreactividad simpática Alteraciones Alteraciones Alteraciones Alteraciones metabólicas tróficas hemodinámicas hemostáticas Diabetes mellitus Remodelado vascular Aumento de la presión Trombosis Ateroesclerosis Hipertrofia ventricular Arritmias Disfunción endotelial Isquemia tisular Aumento de peso Figura 43-3 Alteraciones asociadas a la sobreactividad simpática en diferentes condiciones cardiovasculares.  Rol del sistema simpático y parasimpático 213 Bibliografía sugerida 4. Guyenet, P.G. The sympathetic control of blood pressure. Nat Rev Neurosci 2006; 7: 335-46. 1. Ramirez, A.J. Sistema nervioso autónomo y control de la presión ar- 5. Kaplan, N.M. Primary Hypertension: Pathogenesis. En: Kaplan's Cli- terial. 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