¿Para qué sirve el Polígono de Willis?

A que se debe la particular forma en que se comunican las principales arterias del cerebro

El Sr. Thomas Willis y su polígono arterial.

Hace cerca de 400 años Tomás Willis describió la existencia un “circulo” arterial que comunicaba las principales arterias del cerebro. Las arterias carótidas internas de cada lado se comunicaban entre si, y a su vez con el sistema arterial vertebrobasilar, mediante las llamadas “arterias comunicantes”.

En su trabajo, proponía que este circuito arterial podría actuar como mecanismo compensador o de rescate en caso de que una arteria sufra una obstrucción. De esta manera, otras arterias podrían suplir el flujo faltante de la arteria ocluida.

Cuando Willis elaboró su hipótesis, no consideró la función desde un punto de vista evolutivo. Y no tenía por qué considerarlo, ya que la “teoría de la evolución” recién vería la luz 200 años después.

Las idea de Willis en cuanto a la función del polígono continúa siendo aceptada en la actualidad, aunque puede que existan otras razones para su existencia, como veremos más adelante.

Aspectos que no se llevan bien con la “Teoría Compensatoria” de Willis

Los eventos cardiovasculares son causas frecuentes de muertes en la actualidad. Pero antes del desarrollo de la medicina moderna era infrecuente que personas mueran por estas causas.

Por inicios del siglo XIX la espectativa de vida era de 29 años, y a esta edad, los eventos cardiovasculares son muy raros. La mayoría de seres humanos que han vivido en la historia de la humanidad, murieron a edad temprana, y por lo tanto, antes de que estenosis y oclusiones puedan aparecer. Se podría decir que esos procesos patológicos no actúa como fuerza selectiva en la evolución.

A continuación 5 consideraciones sobre el polígono arterial:

1. En la naturaleza abundan las comunicaciones arteriales
El polígono de Willis o estructuras análogas existen en una gran variedad de animales que varían
ampliamente en tamaño corporal, volumen cerebral y tipo de circulación.
Las aves y mamíferos tienen estructuras similares al polígono de Willis. Lo común de este tipo de comunicaciones en la naturaleza indica que su función no es para “rescate” en caso de oclusión. Está claro que mayoría de las aves y otros animales no mueren de eventos cerebrovasculares.
Por otra parte, la colonización de la tierra y el aire hace millones de años, coincide con el desarrollo de sistemas circulatorios complejos con altas presiones arteriales, y que exponen al cerebro a un estrés pulsátil importante.

2. Willis no conocío a Darwin
La teoría de Willis implica que la evolución tendría una capacidad de prever los eventos que aún no ocurrieron. La evolución no es predictiva, sino que diferentes eventos van forzando la aparición de mejoras físicas que permiten la supervivencia a los individuos mejor adaptados.

3. En la practica, el polígono no parece resultar efectivo
La localización más frecuente de oclusión o estenosis se da a nivel proximal de la arteria carótida interna y segmentos distales de la arteria cerebral media. Se ha visto que la capacidad compensatoria del polígono solo es posible cuando la oclusión ocurre en las proximidades a este. Es decir la capacidad compensadora no existe cuando se obstruyen ramas distales de la arteria cerebral media, incluso cuando las ramas piales aporten al cerebro cierto flujo colateral.

4. Estudios fisiológicos no respaldan la teoría compensatoria
Bajo condiciones fisiológicas, el flujo sanguíneo no sobrepasa la linea media, es decir de un hemisferio a otro. Además, otros estudios fisiológicos determinaron que el diámetro de las arterias comunicantes es muy pequeño como para permitir un flujo sanguíneo efectivo.

5. El polígono de Willis clásico no es frecuente en la población
Solo 21% de la población posee una variante “clásica” del polígono de Willis, con todas sus ramas comunicantes de buen calibre. Por otra parte, la mitad de la población tiene al menos una rama comunicante faltante.

Las arterias cerebrales y el “shock hidráulico”

Se denomina shock hidráulico a un aumento repentino de presión debido al cambio de dirección o velocidad de un fluido.
Durante cada latido cardíaco ocurre una onda de choque que se transmite a las paredes de lo vasos. Este impulso debe ser controlado para evitar daños en la estructura vascular.
Por otra parte, esta onda de choque no llega a todo el cerebro al mismo tiempo. Esta onda escapa de la aorta, primeramente y a través del tronco braquiocefálico, hacia la arteria subclavia y carótida derecha. La segunda rama es la carótida común derecha, y en último lugar la arteria subclavia derecha.
Esta disposición anatómica resulta en una mayor distancia del corazón al polígono de Willis en los vasos del lado izquierdo. Y por lo tanto la onda de flujo llegaría con unos milisegundos de diferencia en los diferentes hemisferios.

Una nueva hipótesis

Las arterias comunicantes podrían jugar un papel importante en el control de la energía cinética transmitida en cada latido. Dada la llegada asincrónica de flujo sanguíneo en cada arteria cerebral, permitiría aumentar la compliance, actuando a modo de sistema disipador de presión.

Referencia

Function of circle of Willis. Zvonimir V, Hrvoje B, et al. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (2014) 34, 578–584

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