portalemedico - Forme di insufficienza miocardica e meccanismi di compenso

Forme di insufficienza miocardica
Nell’insufficienza cardiaca vi possono essere anomalie sistoliche e/o diastoliche.
Nella forma sistolica la depressione della contrattilità miocardica causa un indebolimento della contrazione sistolica che alla fine determina riduzione della gittata sistolica, inadeguato svuotamento ventricolare, dilatazione del cuore e, spesso, aumento della pressione telediastolica ventricolare.

Nell’insufficienza cardiaca diastolica l’anomalia principale riguarda il rilasciamento del ventricolo che porta ad un’eccessiva elevazione della pressione diastolica indipendentemente dal valore del volume diastolico. Tale difetto può essere acuto, per esempio durante un’ischemia transitoria, o essere cronico e secondario ad un aumento di spessore e di rigidità del ventricolo (es. l’ipertrofia concentrica secondaria ad ipertensione può essere responsabile di una riduzione del riempimento ventricolare).

Controllo della funzione cardiaca
La contrazione del miocardio è determinata da tre fattori:
1)   la lunghezza del muscolo all’inizio della contrazione → Precarico
Nota – Legge di Frank-Starling: se in assenza di ogni interferenza nervosa o umorale,si fa aumentare la lunghezza delle fibre miocardiche prima della contrazione, aumenta anche l'energia sviluppata dalla contrazione fino a che, superata una certa lunghezza delle fibre, l'energia di contrazione comicia a diminuire. Questo è spiegato per il fatto che i determinanti cellulari della prestazione muscolare sono il tipo di miosina, il diametro della fibra , la lunghezza del sarcomero e la quantità di Calcio che si lega alla troponina.
Pertanto il cuore, entro certi limiti di volume telediastolico, riesce ad espellere la quantità di sangue ricevuta
2)   la contrattilità del muscolo
3)   la tensione che il muscolo deve sviluppare durante la contrazione → Postcarico
Il precarico è influenzato da vari fattori:
a)   volume ematico totale: quando questo diminuisce, come ad esempio in una emorragia o nella disidratazione, anche il ritorno venoso diminuisce, di conseguenza si ha anche una riduzione del VTD e conseguentemente della gittata cardiaca.
b)   Distribuzione del volume ematico: indipendentemente dal volume ematico totale il VTD ventricolare è influenzato dalla distribuzione del sangue tra i compartimenti intra ed extratoracico, e tale distribuzione è a sua volta influenzata da altri fattori, come:
a.   la posizione del corpo (la forza di gravità tende a far ristagnare il sangue nelle parti declivi),
b.   la pressione intratoracica: normalmente la pressione media intratoracica durante il ciclo respiratorio è negativa, questo aumenta il volume ematico intratoracico e il volume telediastolico ventricolare in quanto favorisce il ritorno venoso al cuore. Al contrario manovre come il Valsalva determinano un aumento della pressione intratoracica, riducendo di conseguenza il VTD e la GC.
c.   Pressione intrapericardica: se aumenta, come nel tamponamento, si ha una riduzione del VTD
d.   Tono venoso e pompa muscolare scheletrica: alcune situazioni, come l’esercizio muscolare, la paura, lo shock, determinano venocostrizione con conseguente aumento del ritorno venoso al cuore, del VTD e della GC.
c)   Contrazione atriale: la contrazione atriale determina aumento del riempimento ventricolare e il volume telediastolico. Tale contributo è particolarmente importante nei pazienti con ipertrofia ventricolare concentrica nei quali la perdita della sistole atriale (come ad esempio nell’FA) tende a ridurre il VTD e quindi l’efficienza del miocardio.
Alla contrattilità del muscolo concorrono vari fattori
-   Attività nervosa adrenergica: a livello miocardico viene liberata noradrenalina dalle terminazioni adrenergiche locali che agisce su recettori β-adrenergici del miocardio.
-   Catecolamine circolanti, liberate dalla midollare surrenalica e dai gangli simpatici, che in alcune condizioni, quando raggiungono il miocardio, concorrono ad aumentare la contrattilità e la frequenza di contrazione.
-   Depressori fisiologici, tra cui la grave ipossia, l’ipercapnia, l’ischemia e l’acidosi miocardica; tali condizioni prese singolarmente o in combinazione fra di loro, esercitano un effetto deprimente sulla curva forza-velocità e sul lavoro ventruciolare sinistro.
Il postcarico
La gittata sistolica è funzione dell’entità di accorciamento delle fibre ventricolari.
La velocità e la quota di accorciamento delle fibre muscolari ventricolari, per qualsiasi lunghezza diastolica delle fibre e qualsiasi stato inotropo del miocardio, sono inversamente proporzionali al carico che si oppone all’accorciamento, cioè al postcarico.
Il postcarico può essere definito come la tensione (stiramento) sviluppata nella parete ventricolare durante l’eiezione.
Per tale motivo il postcarico imposto alle fibre ventricolari è dipendente dalla pressione aortica così come dal volume e dallo spessore della cavità ventricolare.
A parità di pressione aortica, quindi, il postcarico che deve essere sopportato da un ventricolo dilatato è maggiore a quello contrapposto ad un ventricolo di normali dimensioni.
Al contrario il postcarico di un ventricolo ipertrofico è inferiore.
La pressione aortica è a sua volta influenzata dalle resistenze periferiche, dalle caratteristiche fisiche dell’albero arterioso, e dal volume di sangue contenuto nel vaso all’inizio dell’eiezione.
Cuore scompensato
Dal punto di vista clicnico l’insufficienza cardiaca può essere considerata una condizione patologica nella quale un’anomalia della struttura o della funzione cardiaca è responsabile o dell’incapacità del cuore di riempirsi di sangue o di pompare sangue in quantità sufficiente al fabbisogno metabolico dei tessuti.
Nell’insufficienza cardiaca quindi possono esserci anomalie sistoliche e/o diastoliche.
Nella insufficienza cardiaca sistolica la depressione della contrattilità causa un indebolimento della contrazione sistolica che alla fine determina riduzione della gittata sistolica, inadeguato svuotamento ventricolare, dilatazione del cuore e, spesso, aumento della pressione telediastolica ventricolare.
Nell’insufficienza cardiaca distolica l’anomalia principale riguarda il rilasciamento del ventricolo, che porta ad un’eccessiva elevazione della pressione diastolica indipendentemente dal valore del volume diastolico. Ad esempio l’ipetrofia concentrica associata all’ipertensione cronica può essere responsabile di una riduzione del riempimento ventricolare.
Meccanismi dell’insufficienza cardiaca
- Meccanismi di adattamento -
1 – Meccanismo di Frank-Starling: interviene attraverso un aumento del precarico. Un aumento del volume telediastolico del ventricolo si associa ad uno stiramento dei sarcomeri che determina un’aumentata interazione tra i filamenti di actina e miosina e un’aumentata sensibilità agli ioni calcio. La dilatazione ventricolare, quando eccessiva, come per esempio nell’insufficienza aortica e mitralica grave, può però essere inadeguata e determinare un aumento dello stress di parete e ridurre l’accorciamento delle fibre.
2 – L’ipertrofia compensatoria: si sviluppa in caso di sovraccarico emodinamico e permette di normalizzare i valori elevati di stress parietale. Se l’ipertrofia non è in grado di normalizzare lo stress di parete, il ventricolo si dilata favorendo un aumento dello stress parietale e innescando un circolo vizioso.
3 – Rimodellamento ventricolare: si verificano modificazioni delle dimensioni, della massa e della configurazione del ventricolo come conseguenza di modificazioni emodinamiche legate al sovraccarico meccanico, all’ipertensione, a miocardiopatie e all’IMA. Il rimodellamento è innescato dalla crescita dei miociti, dalla fibrosi interstiziale e dall’apoptosi, dall’ischemia, dai peptidi vasoattivi. Nel rimodellamento ventricolare è comune una modificazione verso una forma più sferica, la quale riduce l’efficacia dell’eiezione.
4 – Ridistribuzione, in caso di ridotta GC, della circolazione: a livello cutaneo, del muscolo scheletrico e del rene al fine di favorire il mantenimento del flusso sanguigno ai principali orgnai vitali, ovvero cuore e cervello. La vasocostrizione può tuttavia aumentare il postcarico riducendo ulteriormente la GC.
- Riduzione della funzione cardiaca -
Le forme più frequenti di insufficienza cardiaca a bassa portata, insufficienza cardiaca dovuta ad aterosclerosi, ipertensione, miocardiopatia o a patologie valvolari o congenite, sono caratterizzate da una riduzione del lavoro esterno generato dal cuore, anche se il consumo di ossigeno resta normale o risulta solo lievemente ridotto. L’efficienza quindi, cioè il rapporto tra lavoro compiuto ed energia consumata, risulta spesso ridotto.
- Morte delle cellule miocardiche -
quando un’ampia porzione di miocardio ventricolare diventa non funzionale o necrotica, come si verifica per esempio, transitoriamente, durante l’ischemia e permanentemente nell’infarto mioczrdico, la performance ventricolare complessiva a qualsiasi livello di volume telediastolico risulta depressa. L’apoptosi dei miociti può essere determinata da un sovraccarico emodinamico, da un’eccessiva stimolazione neurormonale e/o da parte delle citochine e da una grave ischemia. Come conseguenza della morte cellulare, indipendentemente dal meccanismo, si verifica un sovraccarico per i miociti residui che determina l’instaurarsi di un circolo vizioso con ulteriore morte cellulare.
Meccanismi di regolazione neurormonale e delle citochine
La riduzione della funzione cardiaca induce una serie di aggiustamenti neurormonali che possono essere considerati, a seconda della condizione, benefici o deleteri. Per quanto risultino utili a mantenere una pressione di perfusione arteriosa che contrasti la ridotta portata cardiaca, determinano d’altro canto un aumento del carico emodinamico e del fabbisogno di ossigeno del ventricolo scompensato, peggiorando il danno miocardico.
-   Sistema Nervoso Adrenergico: nei pazienti con insufficienza cardiaca i livelli di noradrenalina possono essere particolarmente aumentati, indicando quindi che l’attività del sistema nervoso simpatico è aumentata. L’ipertono adrenergico contribuisce alla contrattilità ventricolare nella fase acuta dello scompenso e il quadro clinico può peggiorare in seguito all’impiego acuto di elevati dosaggi β-bloccanti. Ciò indicherebbe l’azione di protezione cardiaca svolta dall’attivazione adrenergica. Essa però induce tuttavia un aumento del postcarico a causa dell’incremento dell resistenze vascolari, può favorire la comparsa di aritmie cardiache e danneggiare ulteriormente i miociti a causa di un sovraccarico di calcio. L’incrementi graduale della dose di β-bloccanti risulta invece utile nei pazienti con insufficienza cardiaca cronica.
-   Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone: si attiva in seguito alla riduzione della gittata cardiaca. Si assiste pertanto ad un aumento delle concentrazioni plasmatiche di angiotensina II, che favorisce la vasocostrizione eccessiva, e aldosterone chefavorisce invece la ritensione di sale e liquidi. L’angiotensina II esercita inoltre un effetto cardiotossico favorendo l’ipertrofia e il rimodellamento ventricolare. I pazienti con insufficienza cardiaca traggono pertanto beneficio dal trattamento con inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina, antagonisti recettoriali dell’angiotensina II e antagonisti dell’aldosterone.
-   Peptidi vasodilatatori: il cuore dilatato rilascia in circolo numerosi peptidi vasodilatatori, di cui i più noti sono il peptide natriuretico atriale (ANP) e il peptide natriuretico cerebrale (BNP). Quando vengono attivati i recettori dello stiramento a livello atriale (sede dell’immagazzinamento dell’ANP e BNP), e ventricolare (BNP), questi ormoni vengono rilasciati e vanno ad agire su specifici recettori localizzati a livello renale, a livello della glomerulare surrenalica, della muscolatura liscia vascolare e delle piastrine. Ciò determina un aumento del volume urinario e l’escrezione di sodio, una riduzione delle resistenze vascolari, il rilascio di reninae la secrezione di aldosterone. Tali effetti positivi non sono sufficienti tutavia a a neutralizzare gli effetti di ritenzione sodica e la vasocostrizione indotti dagli altri sistemi neuroormonali attivati nello scompenso. È stato dimostrato che elevati livelli di ANP e soprattutto di BNP sono correlati ad una prognosi peggiore.