La bioquímica cardiovascular explora los mecanismos moleculares subyacentes a la aterosclerosis, hipertensión, insuficiencia cardíaca e infarto de miocardio. Comprender estos mecanismos es esencial para desarrollar estrategias preventivas y terapéuticas.

Aterosclerosis

La aterosclerosis es una enfermedad inflamatoria crónica de la pared arterial, iniciada por disfunción endotelial e impulsada por acumulación de lípidos y respuestas inmunes. El proceso comienza cuando las partículas de LDL penetran el endotelio y quedan atrapadas en el espacio subendotelial al unirse a proteoglicanos. La LDL retenida sufre oxidación por especies reactivas de oxígeno producidas por células endoteliales y macrófagos.

La LDL oxidada activa el endotelio, induciendo la expresión de moléculas de adhesión como VCAM-1 e ICAM-1 que reclutan monocitos circulantes. Los monocitos se diferencian en macrófagos, que captan LDL oxidada a través de receptores scavenger como SR-A y CD36. A diferencia de la captación mediada por el receptor LDL, los receptores scavenger no se regulan negativamente por la acumulación de colesterol, lo que lleva a la formación de células espumosas. Las células espumosas se acumulan en la íntima, formando estrías grasas, las lesiones ateroscleróticas más tempranas.

Progresión de la Placa

Las células espumosas producen citoquinas inflamatorias incluyendo IL-1-beta y TNF-alfa, reclutando más células inmunes y promoviendo la proliferación y migración de células de músculo liso desde la media a la íntima. Las células de músculo liso sintetizan matriz extracelular, creando una capa fibrosa sobre el núcleo rico en lípidos. Las placas avanzadas contienen un núcleo necrótico de células espumosas muertas y restos celulares, con capas fibrosas delgadas que son propensas a la ruptura.

La ruptura de la placa expone material trombogénico, desencadenando la activación plaquetaria y la coagulación, lo que lleva a trombosis aguda. El infarto de miocardio o el accidente cerebrovascular resultan cuando el trombo ocluye la luz del vaso. Las placas vulnerables se caracterizan por un núcleo necrótico grande, una capa fibrosa delgada y una densa infiltración de células inflamatorias.

Factores de Riesgo Bioquímicos

El colesterol LDL está causalmente vinculado a la aterosclerosis. Cada reducción de 1 mmol/L en LDL reduce los eventos cardiovasculares en aproximadamente un 20%. Las partículas de LDL pequeñas y densas son particularmente aterogénicas porque penetran el endotelio más fácilmente y son más susceptibles a la oxidación. El colesterol HDL se considera protector porque media el transporte inverso de colesterol y tiene propiedades antiinflamatorias y antioxidantes.

La lipoproteína A es una partícula similar a LDL con una apolipoproteína A adicional que está determinada genéticamente y predice independientemente el riesgo cardiovascular. Los triglicéridos elevados se asocian con mayor riesgo, en parte a través de lipoproteínas remanentes. Los niveles de homocisteína son modificables mediante suplementación con vitamina B, pero los ensayos clínicos no han mostrado beneficio cardiovascular de la reducción de homocisteína.

Infarto de Miocardio

El infarto agudo de miocardio resulta de isquemia miocárdica prolongada, causando lesión irreversible y muerte celular. La pérdida de oxígeno y nutrientes afecta la fosforilación oxidativa, agotando el ATP y causando crisis metabólica. La glucólisis anaeróbica produce lactato, causando acidosis intracelular que inhibe la función contráctil.

La homeostasis del calcio se interrumpe. El ATP reducido afecta la recaptación de calcio por el retículo sarcoplásmico, y la acidosis reduce la sensibilidad al calcio de los miofilamentos. La entrada descontrolada de calcio activa proteasas y fosfolipasas, dañando las estructuras celulares. La apertura del poro de transición de permeabilidad mitocondrial libera citocromo c, desencadenando apoptosis. La reperfusión, aunque necesaria para salvar el tejido, causa lesión adicional a través del estrés oxidativo y la sobrecarga de calcio.

Biomarcadores Cardíacos

Las troponinas cardíacas I y T son los biomarcadores preferidos para el diagnóstico de infarto de miocardio. Se liberan de los miocitos dañados dentro de 3 a 6 horas y permanecen elevadas durante 7 a 14 días. Los ensayos de troponina de alta sensibilidad detectan concentraciones muy bajas y mejoran el diagnóstico temprano. La creatina quinasa-MB es un marcador alternativo, y los péptidos natriuréticos como BNP y NT-proBNP son marcadores de insuficiencia cardíaca.

Insuficiencia Cardíaca

La insuficiencia cardíaca es un síndrome clínico donde el corazón no puede bombear suficiente sangre para satisfacer las demandas metabólicas. Los cambios bioquímicos incluyen la activación del sistema nervioso simpático y el sistema renina-angiotensina-aldosterona, que inicialmente compensan pero se vuelven desadaptativos. La norepinefrina aumenta la frecuencia cardíaca y la contractilidad pero también causa hipertrofia de miocitos y apoptosis. La angiotensina II causa vasoconstricción, retención de sodio y fibrosis miocárdica. La aldosterona promueve fibrosis y anomalías electrolíticas.

Dianas Farmacológicas

Las estatinas inhiben la HMG-CoA reductasa, reduciendo el LDL y disminuyendo los eventos cardiovasculares. También tienen efectos pleiotrópicos incluyendo mejora de la función endotelial y reducción de la inflamación. Los fármacos antiplaquetarios como la aspirina inhiben irreversiblemente la ciclooxigenasa-1, reduciendo la producción de tromboxano A2 y la agregación plaquetaria. Los inhibidores de P2Y12 como el clopidogrel bloquean la activación plaquetaria inducida por ADP. Los inhibidores de la ECA y los bloqueadores de receptores de angiotensina reducen la morbilidad y mortalidad en la insuficiencia cardíaca y la hipertensión.