Perforaciones corticales, penetraciones intramedulares y decorticaciones en regeneración ósea guiada / Cortical perforations, intramedular penetrations and decortications in guided bone regeneration

Las perforaciones corticales, penetraciones intramedulares o decorticaciones se realizan a menudo como parte del procedimiento de regeneración ósea guiada (ROG). Su sustento biológico se basa en que mejorarían la angiogénesis y proporcionarían una vía hacia el hueso esponjoso rico en vasos sanguíneos. También se consideran como un "noxious stimuli" (estímulo nocivo) que iniciaría el fenómeno regional acelerado con una respuesta local exuberante facilitando la cicatrización ósea normal. Además, mejorarían la unión o enlace físico entre el injerto óseo y el lecho receptor asegurando estabilidad y fusión de los bloques óseos. Sin embargo, se nos presentan algunas interrogantes relacionadas a su fundamento, a los términos que las describen, a los tamaños, a su cantidad y disposición, al instrumental adecuado para realizarlas y al confort del paciente. (AU)

Cortical perforations, intramedullary penetrations or decortications are often performed as part of the guided bone regeneration (GBR) procedure. Their biological basis is that they would improve angiogenesis, providing a pathway to the medullar bone rich of blood vessels. In addition, cortical perforations would be consider as a "noxious stimuli" that initiate the accelerated regional phenomenon with an exuberant local response facilitating normal bone healing. Moreover, they would improve the physical bonding between the bone graft and the recipient bed ensuring stability and fusion of the bone blocks. However, there are some questions related to its foundation, terms to describe them, their sizes, quantity and disposition, the appropriate instruments to perform them and the comfort of the patient. (AU)

Estrés hemodinámico inducido por ejercicio: bases fisiológicas e impacto clínico / Exercise-induced shear stress: Physiological basis and clinical impact

La regulación fisiológica de la función vascular es esencial para la salud cardiovascular y depende de un adecuado control de mecanismos moleculares desencadenados por células endoteliales en respuesta a estímulos mecánicos y químicos inducidos por flujo sanguíneo. La disfunción endotelial es uno de los principales factores de riesgo de enfermedad cardiovascular, donde un desequilibrio entre la síntesis de moléculas vasodilatadoras y vasoconstrictoras constituye uno de sus principales mecanismos. En este contexto, el estrés de flujo es uno de los estímulos más importantes para mejorar la función vascular, gracias a que la mecanotransducción endotelial generada por la estimulación de diversos mecanosensores endoteliales induce la generación de estímulos intracelulares que culmina con un incremento en la biodisponibilidad de moléculas vasodilatadoras como el óxido nítrico y, a largo plazo, con la inducción de mecanismos angiogénicos. Estos mecanismos permiten proporcionar el sustento fisiológico a los efectos del ejercicio físico sobre la salud vascular. En la presente revisión se discuten los mecanismos moleculares implicados en la respuesta vascular modulada por estrés de flujo inducido por ejercicio y su impacto en la reversión del daño vascular asociado a las enfermedades cardiovasculares más prevalentes en nuestra población.

The physiological regulation of vascular function is essential for cardiovascular health and depends on adequate control of molecular mechanisms triggered by endothelial cells in response to mechanical and chemical stimuli induced by blood flow. Endothelial dysfunction is one of the major risk factors for cardiovascular disease, where an imbalance between synthesis of vasodilator and vasoconstrictor molecules is one of its main mechanisms. In this context, the shear stress is one of the most important mechanical stimuli to improve vascular function, due to endothelial mechanotransduction, triggered by stimulation of various endothelial mechanosensors, induce signaling pathways culminating in increased bioavailability of vasodilators molecules such as nitric oxide, that finally trigger the angiogenic mechanisms. These mechanisms allow providing the physiological basis for the effects of exercise on vascular health. In this review it is discussed the molecular mechanisms involved in the vascular response induced by shear stress and its impact in reversing vascular injury associated with the most prevalent cardiovascular disease in our population.

Biología del Desarrollo Vascular: Mecanismos en Condiciones Físiológicas y Estrés Flujo / Biology of Vascular Development: Mechanisms in Physiological Conditions and Shear Stress

La vasculogénesis es controlada por una serie de mecanismos que se activan en función del tiempo y del espacio durante el desarrollo embrionario. Múltiples son las vías de señalización implicadas en las etapas del proceso vasculogénico, las que se inician con estímulos angiogénicos desde el mesodermo o desde el endodermo para dar origen a los angioblastos (células progenitoras endoteliales). Proteínas como el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), factor de crecimiento fibroblastico 2 (FGF2), entre otras, constituyen factores claves en la inducción de este proceso. Posteriormente, los angioblastos deben migrar para dar origen a los vasos primitivos, proceso en el que participan factores atrayentes y repulsivos que orientarán la dirección de su migración. Adicionalmente, los mecanismos de diferenciación arterio-venosa, regulados por la vía de señalización Hedgegog, VEGF y Notch, son determinados antes del inicio de la circulación, lo que sugiere que el destino de la célula endotelial se encuentra genéticamente determinado. Por su parte, los procesos de remodelación y proliferación vascular post natal, son generados a través de la formación de nuevos vasos a partir de vasos pre existentes (angiogénesis). El factor angiogénico que induce los cambios morfológicos y funcionales en las células endoteliales es el VEGFA, las cuales, adquieren la capacidad de direccionar al nuevo vaso en desarrollo. Uno de los principales estímulos físicos que modifica el patrón de crecimiento de los lechos vasculares es el estrés de flujo, el cual, es susceptible de ser modificado por situaciones de estrés como el ejercicio físico. En la presente revisión, se abordan los principales mecanismos implicados en la regulación fisiológica de la vasculogénesis y angiogénesis. Adicionalmente, se discutirán los mecanismos que sustentan la respuesta vascular inducida por estrés de flujo, considerando su rol en el establecimiento de los patrones de crecimiento vascular.

Vasculogenesis is controlled by a number of mechanisms that are activated as a function of time and space during embryonic development. Multiple signaling pathways are involved in the stages of vasculogenic process, which start with angiogenic stimuli from the mesoderm or the endoderm to give rise to angioblasts (endothelial progenitor cells). Proteins such as vascular endothelial growth factor (VEGF), fibroblast growth factor 2 (FGF2), among others, are key factors in the induction of this process. Subsequently, the angioblasts must migrate to give birth to primitive vessels, a process that involves attractive and repulsive factors that guide the direction of their migration. Additionally, arterial and venous differentiation regulated hedgegog signaling pathway, VEGF and Notch are determined before the start of circulation, suggesting that the endothelial cell fate is determined genetically. On the other hand, the processes of remodeling and postnatal vascular proliferation are generated through the formation of new vessels from pre-existing vessels (angiogenesis). The angiogenic factor that induces morphological and functional changes in the endothelial cells is the VEGFA, these vessels acquire the ability to address the new developing vessel. One of the main physical stimuli that modify the growth pattern of the vascular beds is the shear stress, which is modified by exercise. In this review, the main mechanisms involved in the physiological regulation of vasculogenesis and angiogenesis are addressed. Additionally, the mechanisms underlying the vascular response induced by shear stress will be discussed, considering its role in establishing patterns of vascular growth.

Angiogênese coronariana como resposta endógena da isquemia miocárdica no adulto / Coronary angiogenesis as an endogenous response to myocardial ischemia in adults / Angiogénesis coronaria como respuesta endógena de la isquemia miocárdica en el adulto

O processo de angiogênese envolve uma sequência complexa de estímulos e respostas integradas, como estimulação das células endoteliais (CE) para sua proliferação e migração, estimulação da matriz extracelular, para atração de pericitos e macrófagos, estimulação das células musculares lisas, para sua proliferação e migração, e formação de novas estruturas vasculares. Angiogênese é principalmente uma resposta adaptativa à hipóxia tecidual e depende do acúmulo do fator de crescimento induzido pela hipóxia (FIH-1 α) na zona do miocárdio isquêmico, que serve para aumentar a transcrição do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e seus receptores VEGF-R, pelas CE em sofrimento isquêmico. Esses passos envolvem mecanismos enzimáticos e proteases ativadoras do plasminogênio, metaloproteinases (MMP) da matriz extracelular (MEC) e cinases que provocam a degradação molecular proteolítica da MEC, bem como pela ativação e a liberação de fatores de crescimento, tais como: fator básico de crescimento dos fibroblastos (FCFb), VEGF e fator de crescimento insulínico-1 (FCI-1). Posteriormente, vem a fase intermediária de estabilização do novo broto neovascular imaturo e a fase final de maturação vascular da angiogênese fisiológica. Como conclusões generalizáveis, é possível afirmar que a angiogênese coronária em adultos é, fundamentalmente, uma resposta parácrina da rede capilar preexistente em condições fisiopatológicas de isquemia e inflamação.

The process of angiogenesis involves a complex sequence of stimuli and integrated responses, such as stimulation of endothelial cells (ECs) for their proliferation and migration, stimulation of the extracellular matrix (ECM) for the attraction of pericytes and macrophages, stimulation of smooth muscle cells for their proliferation and migration, and formation of new vascular structures. Angiogenesis is mainly an adaptive response to tissue hypoxia and depends on the accumulation of the hypoxia-inducible factor (HIF-1α) in the ischemic myocardial area, which increases the transcription of the vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors VEGF-R by the ECs undergoing ischemia. Those steps involve enzymatic mechanisms and plasminogen activator proteases, metalloproteinases (MMP) of the ECM, and kinases that cause proteolytic molecular degradation of the ECM and activation and release of growth factors, such as: basic fibroblast growth factor (bFGF), VEGF, and insulin growth factor-1 (IGF-1). In the intermediate phase, stabilization of the immature neovascular sprout occurs. The final phase is characterized by vascular maturation of the physiological angiogenesis. In conclusion, coronary angiogenesis in adults is fundamentally a paracrine response of the preexisting capillary network under pathophysiological condition of ischemia and inflammation.

El proceso de angiogénesis involucra una serie compleja de estímulos y de respuestas integradas, como la estimulación de las células endoteliales (CE), para su proliferación y migración, estimulación de la matriz extracelular, para la atracción de pericitos y macrófagos, estimulación de las células musculares lisas, para su proliferación y migración, y formación de nuevas estructuras vasculares. La angiogénesis es principalmente una respuesta adaptativa a la hipoxia tisular y depende de la acumulación del factor de crecimiento inducido por la hipoxia (FIH-1 α) en la zona del miocardio isquémico, que sirve para aumentar la transcripción del factor de crecimiento endotelial vascular (con sus siglas en inglés: VEGF vascular endotelial growth factor), y sus receptores VEGF-R, por las CE en el sufrimiento isquémico. Esos pasos aglutinan mecanismos enzimáticos y proteasas activadoras del plasminógeno, metaloproteinasas (MMP) de la matriz extracelular (MEC), y cinasas que provocan la degradación molecular proteolítica de la MEC, como también la activación y la liberación de factores de crecimiento, tales como: factor básico de crecimiento de los fibroblastos (FCFb), VEGF y factor de crecimiento insulínico-1 (FCI-1). Posteriormente, viene la fase intermedia de estabilización del nuevo brote neovascular inmaduro y la fase final de maduración vascular de la angiogénesis fisiológica. Como conclusiones generales, podemos afirmar que la angiogénesis coronaria en adultos es fundamentalmente, una respuesta paracrina de la red capilar preexistente en condiciones fisiopatológicas de isquemia e inflamación.