What is the molecular, functional, and anatomical pathophysiology of the body's detection of anemia and subsequent increase in heart rate, involving molecules such as erythropoietin (EPO), vascular endothelial growth factor (VEGF), nitric oxide (NO), and adenosine, and organs including the heart, lungs, kidneys, liver, and bone marrow?

From the Guidelines

El cuerpo detecta la anemia y aumenta la frecuencia cardiaca a través de una compleja interacción de vías moleculares, funcionales y anatómicas. Cuando la capacidad de transporte de oxígeno disminuye debido a la anemia, los sensores de oxígeno en los riñones detectan la reducción de la tensión de oxígeno y desencadenan la liberación de eritropoyetina (EPO) desde los fibroblastos peritubulares 1. La EPO viaja a través de la sangre hasta la médula ósea, donde estimula a las células progenitoras eritroides para que proliferen y se diferencien en glóbulos rojos. Simultáneamente, los factores inducibles por hipoxia (HIF) se estabilizan en múltiples tejidos, promoviendo la expresión del factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), que mejora la permeabilidad vascular y la angiogénesis para mejorar la entrega de oxígeno. En la vasculatura periférica, la reducción de oxígeno conduce a una disminución de la producción de óxido nítrico (NO) por parte de las células endoteliales, lo que causa vasodilatación para mantener la perfusión tisular. Los niveles de adenosina aumentan en los tejidos hipóxicos, desencadenando vasodilatación y reduciendo la demanda de oxígeno. Los cuerpos carotídeos y los quimiorreceptores del arco aórtico detectan la reducción de la saturación de oxígeno y el aumento de dióxido de carbono, enviando señales a la médula oblonga. Esto activa respuestas del sistema nervioso simpático, incluyendo el aumento de la frecuencia cardiaca a través de la estimulación beta-adrenérgica del nódulo sinusal. El hígado contribuye aumentando la producción de transferrina para apoyar el transporte de hierro para la síntesis de hemoglobina. Esta respuesta integrada tiene como objetivo mantener la oxigenación tisular aumentando la producción cardiaca mientras se estimula simultáneamente la eritropoyesis para abordar la anemia subyacente.

Algunas de las moléculas involucradas en este proceso incluyen:

• Eritropoyetina (EPO)
• Factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF)
• Óxido nítrico (NO)
• Adenosina
• Factores inducibles por hipoxia (HIF)
• Transferrina

Los órganos involucrados en este proceso incluyen:

• Riñones
• Médula ósea
• Corazón
• Pulmones
• Hígado
• Vasculatura periférica

Es importante destacar que la anemia puede tener graves consecuencias en la salud, incluyendo una disminución de la calidad de vida, un aumento del riesgo de enfermedades cardiovasculares y una mayor mortalidad 1. Por lo tanto, es fundamental detectar y tratar la anemia de manera oportuna y efectiva.

From the FDA Drug Label

CLINICAL PHARMACOLOGY Mechanism of Action Varenzin-CA1 (molidustat oral suspension) is a competitive and reversible inhibitor of hypoxia-inducible factor prolyl hydroxylase (HIF-PH). The inhibition of HIF-PH induces a dose-dependent increase of endogenous erythropoietin (EPO) by stabilizing HIF, resulting in increased erythropoiesis (red blood cell production).

La fisiopatología a nivel molecular, funcional y anatómico de la detección de anemia y el aumento subsiguiente en la frecuencia cardiaca implica varias moléculas y órganos, incluyendo:

• Eritropoyetina (EPO): una hormona producida por los riñones que regula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea.
• Factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF): una proteína que promueve la angiogénesis y el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos.
• Óxido nítrico (NO): un gas que actúa como vasodilatador y ayuda a regular la presión arterial.
• Adenosina: una molécula que actúa como vasodilatador y ayuda a regular la frecuencia cardiaca.
• Corazón: el órgano que bombea sangre a todo el cuerpo y aumenta su frecuencia en respuesta a la anemia.
• Pulmones: los órganos que oxigenan la sangre y ayudan a regular la presión arterial.
• Riñones: los órganos que producen EPO y ayudan a regular la presión arterial.
• Hígado: el órgano que ayuda a regular la producción de glóbulos rojos y la coagulación de la sangre.
• Médula ósea: el tejido que produce glóbulos rojos y otros componentes de la sangre.

El mecanismo por el cual el cuerpo detecta la anemia y aumenta la frecuencia cardiaca es el siguiente:

• La anemia reduce la cantidad de oxígeno que llega a los tejidos, lo que activa la producción de HIF-PH.
• La HIF-PH induce la producción de EPO, que a su vez estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea.
• El aumento en la producción de glóbulos rojos ayuda a aumentar la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre.
• Sin embargo, si la anemia es severa, el cuerpo puede no ser capaz de producir suficientes glóbulos rojos para satisfacer las necesidades de oxígeno de los tejidos.
• En este caso, el corazón aumenta su frecuencia para intentar compensar la falta de oxígeno y suministrar más sangre a los tejidos.
• El aumento en la frecuencia cardiaca también puede ser estimulado por la liberación de moléculas como la adenosina y el óxido nítrico, que actúan como vasodilatadores y ayudan a regular la presión arterial.

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From the Research

Fisiopatología de la Anemia

La fisiopatología de la anemia implica una serie de mecanismos moleculares, funcionales y anatómicos que permiten al cuerpo detectar la anemia y responder con un aumento en la frecuencia cardiaca. A continuación, se presentan los detalles de estos mecanismos:

• Moléculas involucradas:

• Eritropoyetina (EPO): producida por los riñones, estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea 3.
• Factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF): involucrado en la angiogénesis y aumenta en respuesta a la anemia 4.
• Óxido nítrico (NO): producido por las células endoteliales, causa vasodilatación y aumenta el flujo sanguíneo 3.
• Adenosina: involucrada en la regulación del flujo sanguíneo y la presión arterial.

• Órganos involucrados:

• Corazón: aumenta la frecuencia cardiaca y la contractilidad en respuesta a la anemia 3.
• Riñones: producen EPO en respuesta a la anemia y regulan la presión arterial 3.
• Médula ósea: produce glóbulos rojos en respuesta a la EPO 3.
• Pulmones: involucrados en la regulación del intercambio de gases y la oxigenación de la sangre.
• Hígado: involucrado en la regulación de la producción de glóbulos rojos y la degradación de la hemoglobina.

• Mecanismos de detección de la anemia:

• Disminución de la concentración de hemoglobina: detectada por los riñones, que responden produciendo EPO 3.
• Disminución del flujo sanguíneo: detectada por los barorreceptores y los quimiorreceptores, que responden aumentando la frecuencia cardiaca y la contractilidad 3.
• Aumento de la producción de VEGF: en respuesta a la hipoxia, lo que estimula la angiogénesis 4.

• Respuesta del cuerpo a la anemia:

• Aumento de la frecuencia cardiaca: para aumentar el flujo sanguíneo y la oxigenación de los tejidos 3.
• Aumento de la contractilidad cardiaca: para aumentar el flujo sanguíneo y la presión arterial 3.
• Vasodilatación: para aumentar el flujo sanguíneo y reducir la presión arterial 3.
• Angiogénesis: para aumentar la formación de nuevos vasos sanguíneos y mejorar la oxigenación de los tejidos 4.