Fiziopatologia insuficienţei cardiace -...

Fiziopatologia insuficienei

cardiace (II)

http://knol.google.com/k/syncope-fainting

# Din punct de vedere al localizrii defectului funcional cardiac

IC dreapt - defectul funcional aparine cordului drept:

- presiune de umplere crescut n VD;

- staz n sistemul venelor cave situate n spatele AD.

IC stng - defectul funcional aparine cordului stng:

- presiune de umplere crescut n VS;

- presiune crescut n AS, precum i staz pulmonar, n spatele AS.

IC global defect funcional al ntregului cord:

- presiune de umplere crescut n VD i VS;

- staz retrograd (pulmonar i sistemic).


Fiziopatologia IC- clasificare i termeni utilizai -

- infarct miocardic acut;

- rupturi de cordaje sau alte structuri cardiace;

- tromboembolism pulmonar acut masiv.

* Aceast form de IC, IC cu debut nou (new onset), este cu adevrat acut (mecanismele compensatoare/adaptative nu preced respectivul eveniment acut)

2. IC cronic se instaleaz n urma unui proces patologic ce afecteaz n timp, progresiv, funcia cordului.

* Exist forma de IC cronic agravat sau IC cronic acutizat sau IC decompensat acut (apare prin depirea mecanismelor ompensatoare/adaptative). !!! Orice IC nseamn depirea mecanismelor compensatoare. http://knol.google.com/k/syncope-fainting

# Din punct de vedere al modalitii de instalare i al evoluiei

1. IC acut apare printr-un proces patologic aprut brusc (ca efect al unui eveniment acut):


# Insuficiena ventricular se refer strict la deficitul funcional al unui ventricul, cel mai frecvent al funciei miocarduluiventricular

Exist IC fr insuficien miocardic ventricular

Ex: IC din stenoza mitral, n care:

- cordul stng este insuficient (nu i ventriculul stng) prin scderea umplerii ventriculare (scderea presarcinii);

- exist presiune crescut n

- atriul stng (suprasolicitare atrial stng)

- circulaia pulmonar.



# Din punct de vedere al mecanismului fiziopatologic ce st la baza expresiei clinice a IC (criteriu puin folosit)

IC anterograd: n prim plan apar manifestrile clinice determinate de scderea DC

ex: hipoperfuzie, cu ischemie tisular (cerebral, muscular,renal etc.)

- semne neuropsihice (astenie, cefalee etc.)

- oboseal muscular

- oligurie i retenie hidrosalin (prin scderea filtratului glomerular) etc.

IC retrograd: n prim plan apar manifestrile clinice determinate de staza sanguin retrograd i creterea presiunii sanguine venoase n amonte de sediul tulburrii cardiace



Alin Olaru

Alin Olaru

Alin Olaru

Alin Olaru

Alin Olaru

2. Scderea umplerii ventriculare de cauz

cardiac

FE = [(VTD-VTS) x 100]/VDTValori normale: 55-80% (aprox. 65%)

2. Afectarea funciei sistolice prin:

- scderea primar a contractilitii

sau

- scderea eficienei contraciei

1. Alterarea relaxrii ventriculare1. Afectarea funciei sistolice prin

suprasolicitare hemodinamic

(prin volum sau prin presiune)

B. IC prin afectarea funciei diastoliceA. IC prin afectarea funciei sistolice

Fiziopatologia IC- clasificare fiziopatologic -

Societatea European de Cardiologie:

# IC cu fracie de ejecie sczut (IC sistolic): IC n care nu poate fi asigurat un DC adecvat necesarului

metabolic al esuturilor;

Caracteristici:

- contractilitatea miocardic este sczut FE sczut

- exist o dilatare ventricular (alungirea fibrelor miocardice) peste limita optim

mecanismul compensator este depit presiunea de umplere ventricular este

crescut (IC diastolic).

# IC cu fracie de ejecie conservat: IC n care DC adecvat poate fi asigurat dar exist o cretere a presiunii

de umplere ventricular (IC diastolic)

Caracteristici:

- contractilitatea miocardic este normal/suficient pentru asigurarea unei FE normal

- presiunea de umplere ventricular este crescut prin:

- scderea relaxrii miocardice

- scderea complianei ventriculare (cu afectare sistolic)

* elementul comun al celor dou tipuri de IC este creterea presiunii de umplere ventricular

care poate fi:

- secundar depirii mecanismului compensator, n IC cu FE sczut (IC sistolic);

- primar, n IC cu FE conservat.

Fiziopatologia IC- clasificare fiziopatologic -

Alin Olaru

Alin Olaru

Alin Olaru

Factorii etiologici ai IC sunt:

I. Factori etiologici primari (factorii cauzali primari)

- au o intensitate mare/acioneaz timp ndelungat i reuesc s depeasc mecanismele adaptative/

compensatoare ale organismului (acestea sunt declanate de disfuncia cardiac i tind s menin

homeostazia hemodinamic);

Mecanismele de aciune ale factorilor etiologici primari:

Suprasolicitarea hemodinamic a pompei cardiace

prin volum (prin creterea presarcinii)

prin presiune (prin creterea postsarcinii)

Scderea primar a contractilitii miocardice/scderea eficienei contraciei

Scderea umplerii ventriculare de cauz cardiac

II. Factori precipitani sau agravani ai IC

- pe fondul unei disfuncii cardiace/IC deja instalat, aceti factori apar relativ brusc, acioneaz relativ

rapid i pot induce precipitarea apariiei/agravarea IC

- n multe situaii sunt reversibili cunoaterea i ndeprtarea/tratarea acestora reprezint obiective

importante n terapia IC.

Fiziopatologia IC- factori etiologici -

Suprasolicitri hemodinamice pot fi:

- cardiace (stenozele i insuficienele valvulare, unturile intracardiace etc.)

- extracardiace (HTA, HTP, hipervolemia etc.)

Suprasolicitri hemodinamice pot fi:

- acute (ndeprtarea cauzei poate induce reechilibrarea hemodinamic)

- cronice (declaneaz i dezvolt n timp mecanisme adaptative/compensatoare)

# Mecanismele compensatoare (cu efecte doar parial reversibile) induc progresiv alterarea contractilitii miocardice

IC disdinamic sau

IC prin disfuncie miocardic secundar suprasolicitrilor hemodinamice


Suprasolicitrile hemodinamice ale pompei cardiace

# Iniial, contractilitatea miocardic este normal

Suprasolicitrile hemodinamice pot fi:

- prin volum (prin creterea presarcinii);

- prin presiune (prin creterea postsarcinii).

Fiziopatologia ICIC prin afectarea funciei sistolice


Creterea presarcinii poate avea:

* cauze cardiace

- insuficienele valvulare

- insuficiena aortic (IA)

- insuficiena pulmonar (IP)

- insuficiene atrio-ventriculare

- unturile intracardiace (comunicri anormale ntre atrii/ventriculi, prin defecte septale atriale/ventriculare) atriul/ventriculul este suprancrcat cu un volum de snge care trece prin comunicarea anormal respectiv

* cauze extracardiace

- creterea ntoarcerii venoase (unturi arteriovenoase, anemie, hipertiroidism)

- hipervolemie (ex: hiperaldosteronism)


IC prin creterea presarcinii

n suprasolicitarea prin volum, pompa cardiac trebuie s mobilizeze un volum de snge (VTD) crescut, la o presiune intraventricular iniial normal.



Insuficiena mitral (IM)

Cauze de IM pot fi:

- endocardita reumatismal din reumatismul articular acut (RAA);

- disfuncii / rupturi de muchi papilari sau de cordaje;

Exemple:

- fibroza unui muchi papilar la un pacient cu IMA cicatrizat;

- afectarea tranzitorie a unui muchi papilar, sau a miocardului adiacent acestuia, n cursul unui episod de ischemie miocardic (IM tranzitorie).



n IM, dpdv hemodinamic, n timpul sistolei VS, ejecia sngelui se realizeaz n dou sensuri:

- anterograd (n sensul fiziologic), prin orificiul aortic;

- retrograd (anormal), prin orificiul mitral (deschis n diverse grade).

Sngele care este mpins retrograd (regurgiteaz) din VS nAS se adaug sngelui care vine din circulaia mic n AS ncrcare prin volum a AS o cantitate mai mare de snge trece din AS n VS, cu creterea VTD (suprasolicitare prin volum).

Pentru ejecia unui VTD crescut, VS apeleaz la rezervele depresarcin (alungirea sarcomerului pn la 2,2 m) se obine o for de contracie crescut, adaptat uneintoarceri venoase crescute crete DS




Creterea VTD alungirea fibrei miocardice dilataia VS creterea razei

Conform relaiei Laplace, TIM tinde s creasc i poate induce scderea DS.

TIM poate rmne totui n limite normale deoarece n IM sunt modificate ambele faze ale contraciei miocardului ventricular.


TIM = (PIV x R) / 2 x GPV



faza izovolumetric (0,04 secunde):

- cavitatea ventricular este perfect nchis;

- PIV crete pn la valori apropiate celor din aort;

faza izoton (0,28-0,30 secunde):

- PIV crete n continuare i depete presiunea din aort;

- valva aortic se deschide ejecia sngelui din VS n aort.

# n IM dispare faza izovolumetric: n primele 0,04 secunde, cavitatea ventricular nu este perfect nchis sngele regurgiteaz din VS n AS, PIV este mai sczut, iar raza se reduce.

! n IM, n timpul ejeciei, TIM poate s nu creasc.





# n condiii normale exist dou faze ale contraciei miocardului ventricular:

Indiferent de cauz, IM evolueaz progresiv spre agravare !

- dilataia i suprasolicitarea AS afecteaz foia posterioar a valvei mitrale care se ndeprteaz de orificiul mitral, cu agravarea disfunciei valvulare;

- dilataia progresiv a VS crete gradul de regurgitare a sngelui din VS n AS, cu dilatarea suplimentar a AS i a VS, cu rupturi de cordaje instalarea unui cerc vicios (IM genereaz IM).




Insuficiena aortic (IA)

Cauze de IA pot fi:

- endocardita reumatismal din RAA;

- defectele congenitale (valve aortice bicuspide etc.);

- dilatrile aortice importante, fr afectare primar a foielor valvulare aortice.



Din punct de vedere hemodinamic, n timpul diastolei VS, umplerea VS se realizeaz:

- anterograd (n sensul normal), prin orificiul mitral;

- retrograd (anormal), prin orificiul aortic.

n aceste condiii, crete VTD dilataia VS creterea R

n IA, se constat creterea TIM (ejecia sngelui din VS se realizeaz doar prin orificiul aortic, iar PIV crete).





Mecanisme compensatoare n IA:

- Dilataia ventricular (creterea VTD)

- intervine prompt n situaii acute dar este eficient pe termen scurt

- avantaje:

- creterea VTD creterea forei de contracie

creterea DS

- efectul geometric al dilataiei se poate realiza ejecia unui DS crescut, cu o scurtare mai mic a fibrelor miocardice un consum mai mic de oxigen

- dezavantaj: creterea razei creterea TIM creterea necesarului de oxigen




n IA, HTA cu valori divergente (valori crescute ale presiunii sistolice i valori sczute ale presiunii diastolice), exprimatclinic prin pulsul hiperkinetic (semnul Musset), se explic prin:

- creterea presiunii sistolice n VS i sistemul arterial (suplimentare volemic, n condiiile creterii VTD) i

- scderea presiunii arteriale diastolice (prin regurgitarea unui volum sanguin din fracia ejectat).




n IA, necesarul de oxigen este dificil de asigurat:

- n diastol, ca efect al regurgitrii sngelui din aort n VS, presiunea arterial scade sub normal presiunea de perfuzie coronarian scade;

- vasele subendocardice pot fi comprimate din cauza creterii TIM.

Creterea necesarului de oxigen + aportul redus de oxigen ischemie miocardic scderea performanelor contractile.

- avantaje:

- creterea forei de contracie;

- scderea TIM, prin creterea GPV

- dezavantaje:

1. ischemia miocardic relativ, efect al dezechilibrului ntre

necesarul crescut i oferta sczut de oxigen

- crete masa muscular crete fora de contracie

crete consumul de oxigen necesar crescut

- reeaua coronarian nu se dezvolt echivalent, iar

presiunea care comprim coronarele poate depi

presiunea de perfuzie ofert sczut de oxigen

2. scderea complianei ventriculare (scad performanele

diastolice) scade umplerea ventricular i DS (scad

performanele sistolice)http://knol.google.com/k/syncope-fainting



- Hipertrofia ventricular apare pe msur ce TIM crete i performana VS scade (rol important n IA cronic).

IC prin creterea postsarcinii

Cauze cardiace de cretere a postsarcinii

- stenoze valvulare

- stenoza aortic

- stenoza pulmonar

- cardiomiopatia obstructiv hipertrofic

Cauze extracardiace de cretere a postsarcinii

- hipertensiune arterial (HTA) insuficien ventricular stng (IVS)

- hipertensiune pulmonar (HTP) insuficien ventricular dreapt (IVD)

- hipervscozitatea sngelui (n poliglobulii) etc.




Stenoza aortic (SA)

Cauze de SA:

- endocardita reumatismal (n RAA);

- valve aortice afectate congenital

- calcificarea valvelor aortice (proces degenerativ) aprut la vrstnici.



n SA, din punct de vedere hemodinamic, n timpul sistolei VS:

- rezistena crescut n calea ejeciei sngelui (postsarcin crescut) scderea DS i a FE;

- crete volumul rezidual sistolic (VRS).

SA instalat acut VS se dilat crete VTD creterea forei de contracie a VS se poate nvinge rezistena din calea ejeciei sngelui din VS.

Dezavantajul dilataiei: creterea PIV i a razei creterea TIM scderea performanelor cardiace.

Mecanismul compensator eficace n aceste condiii:hipertrofia VS.




Evoluia SA:

- iniial, funcia VS este compensat DC de repaus n limitenormale care ns nu poate fi crescut suficient n condiii deefort

Ca efect al obstruciei din timpul ejeciei, VS secontract mai puternic pentru a dezvolta o presiunemai mare necesar depirii obstacolului valvular (SA) n sistol se poate ajunge la un gradient de presiunentre VS (presiune mare) i aort (presiune relativ maimic) anormal crescut.

- n faze avansate, VS devine insuficient (nu mai poate dezvolta o presiune mult crescut), cu efecte:

- gradientul sistolic de presiune ntre VS i aort scade;

- DS este sczut IC stng;

- presiunea medie n AS, presiunea n arterele pulmonare i presiunea din VD sunt anormal crescute IC dreapt

! IC stng devine IC global.




# Scderea primar a contractilitii apare n:

- ischemia miocardic - cardiopatia ischemic (cea mai frecvent cauz);

- miocardite (infecioase, metabolice/nutriionale, imuno-alergice etc.);

- traumatisme miocardice;

- cardiomiopatii idiopatice (cardiomiopatia hipertrofic/dilatativ idiopatic).

# Scderea eficienei contraciei (prin tulburri de cinetic ventricular, fenomene de destindere

anormal):

- deficit de mas muscular ventricular (zon de necroz - IMA);

- dilataii ventriculare importante etc.


Scderea primar a contractilitii sau Scderea eficienei contraciei miocardice

Contractilitatea este funcia care permite controlul intrinsec al forei i vitezei de contracie a miocardului ventricular, ca rspuns la aciunea factorilor inotropi (exemple: tonusul vegetativ simpatic/parasimpatic, cantitatea de Ca2+

intracelular etc.) i independent de condiiile de ncrcare hemodinamic (independent de valorile presarcinii)

Autoreglare homeometric: reglarea forei de contracie a miocardului ventricular independent de lungimea fibrei variaiile contractilitii miocardice pot induce variaii ale DC.

Bernstein LH. Heart smooth muscle and cardiomyocyte cells: excitation-contraction coupling and

ryanodine receptor (Ryrbeta-AR1/type-2 in cytoskeleton cellular dynamics and Ca2+ signaling. 2013.

[Online]. Pharmaceutical Intelligence.


Scderea primar a contractilitii miocardice

- Contractilitatea -

Contractilitatea poate fi influenat prin aciunea factorilor inotropi.

1. Factorii inotrop pozitivi permit utilizarea rezervei sistolice a cordului

cresc fora de contracie i viteza de scurtare a fibrelor miocardice cresc DS cresc DC cresc fracia de ejecie (FE) cresc relaxarea miocardului (efect lusitropic)

Factori inotrop pozitivi:- SNVS- catecolaminele;- medicaia -agonist- medicaia tonicardiac- inhibitori fosfodiesteraz (teofilina)




2. Factorii inotrop negativi

scad fora de contracie i viteza de scurtare a fibrelor miocardice scad DS scad DC scad fracia de ejecie (FE)

Factori inotrop negativi:- SNVP- medicaia -blocant- blocante canale de calciu- hipoxia i acidoza- creterea K

! Ca2+ este mediatorul inotropismului cardiac

- creterea [Ca2+]IC efect inotrop pozitiv

- scderea [Ca2+]IC efect inotrop negativ




# Creterea [Ca2+]IC n fibra muscular

Transmiterea PA n profunzimea fibrei

activare canale de Ca voltaj-dependente

(canale de Ca2+ tip L) influx de Ca2+

(din spaiul extracelular) n miocit

* canalele de Ca2+ tip L au

selectivitate pentru Ca+2 dar

conin o subunitate ce poate lega

i antagonitii acestor canale

posibilitatea blocrii terapeutice

Bernstein LH. Heart smooth muscle and cardiomyocyte cells: excitation-contraction coupling and ryanodine receptor

(Ryrbeta-AR1/type-2 in cytoskeleton cellular dynamics and Ca2+ signaling. 2013. [Online]. Pharmaceutical Intelligence.

- Rolul Ca2+ n contracia i relaxarea

fibrei miocardice -




* La nivelul RS, Calsechestrina regleaz

activitatea RyR:

a. cnd [Ca2+]IC este sczut

calsechestrin blocat RyR

inactivi Ca2+ blocat n RS;

b. cnd [Ca2+]IC crete (prin influx

de Ca2+ din ECF) deblocarea

calsechestrinei activare RyR

eliberare intracitoplasmatic a Ca2+

Creterea [Ca2+]IC stimularea activitii

ATP-azice a miozinei n prezena ATP, are

loc contracia fibrei miocardice (efect inotrop

pozitiv)



Influxul de Ca2+ induce eliberare de Ca2+ din RS (prin receptorii ryanodinici - RyR) calcium-induced

calcium release




# Scderea [Ca2+]IC n fibra muscular

Scderea [Ca2+]IC , cu oprirea contraciei

(pn n momentul generrii unui nou

PA), se face prin:

1. efluxul Ca2+ din celul

2. recaptarea Ca2+ de ctre RS

1. efluxul Ca2+ din celul

a. prin ATP-aze din membrana

celular (PMCA-plasma

membrane Ca2+-ATP-ase)

b. la schimb cu Na, prin

canalele de schimb Na/Ca,

NCX (natrium-calcium

exchanger)






* NCX (natrium-calcium exchanger) care

expulzeaz un ion Ca2+ la schimb cu 3 ioni

Na+ funcioneaz cuplat cu pompa Na/K .

* pompa Na/K pompeaz 3

Na+ extracelular i 2 K+

intracelular, pentru fiecare

molecul de ATP consumat.

NCX folosete gradientul de Na realizat de

pompa Na/K pentru a asigura efluxul

excesului de Ca2+.

* Glicozidele cardiace (utilizate

n tratamentul IC) blocheaz

pompa Na/K blocheaz indirect

NCX [Ca2+]IC se menine

crescut crete contractilitatea

fibrei cardiace (efect inotrop

pozitiv)






2. recaptarea Ca2+ de ctre RS mpotriva

gradientului de concentraie (proces activ), prin

pompa de Ca ATP-dependent = SERCA 2a

(sarco-endoplasmic-reticulum-Ca2+- ATP-aza)

SERCA2a este inhibat de fosfolambanul (PLN)

aflat n stare defosforilat.

Fosforilare PLN este nlturat inhibiia

asupra SERCA2a Ca+2 IC este pompat napoi n

RS scderea [Ca2+]IC

Scderea [Ca2+]IC reface configuraia iniial a

complexului troponinic (situsurile actinei de

legare cu miozina sunt blocate de TnI)

relaxarea fibrei miocardice (efect lusitrop)

Shenoy SK, Rockman HA: The SERCA2a Ca2+m pump and its modification by SUMO1. Nature. 2011. 477:546-547.

NE: noradrenalina; -AR: beta adrenergic receptor; L-type Ca2+ channel: PLN:phospholambane;

SERCA2a: sarco/endoplasmic reticulum Ca2+ ATP-ase.




Contractilitatea este controlat prin semnale transmembranare ce presupun componente:

- receptori celulari de suprafa (receptori membranari) cuplai cu:

- proteine G (guanine nucleotide-binding proteins) care activeaz/inhib:

- efectori (enzime intracelulare - AC) care pot genera:

- al doilea mesager (AMPc, proteinkinaza A).

E= epinefrina, NE= norepinefrina, M2= receptor muscarinic, AC= adenilciclaza, PKA= proteinkinaza A, Ach= acetilcolina, P= fosfat, Gs= proteina G stimulatoare, Gi= proteina G inhibitoare

Adaptat dup: Opie LH: Heart Physiology: From Cell to Circulation. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2004

E = epinefrina

NE = norepinefrina

-adrenergic = receptor - adrenergic

M2 = receptor muscarinic miocard

AC = adenilatciclaza

cAMP = adenozin monofosfat ciclic

PKA = proteinkinaza A

ACh = acetilcolina

P = fosfat

Gs = proteina G stimulatoare

Gi = proteina G inhibitoare

Canale de Ca deschise larg




# Legarea NE/E la receptorul 1-adrenergic

activare proteina G stimulatoare (Gs)

Gs activare adenilatciclaz (AC) conversia

unei molecule de ATP n AMP ciclic (c-AMP) si

pirofosfat

* n IC, nivelul bazal de activitate a AC

poate fi normal.

Totui, stimularea prin SNVS este

sczut din cauza scderii numrului

de receptori -adrenergici scade

utilizarea ATP scade AMP ciclic

scade activarea proteinkinazei

afectare sistolic i diastolic.

Chapter 13- Cardiac function.2011 Pearson Education Inc. [Online]

Receptorii membranari miocitari se cupleaz cu liganzi (neurotransmitori, medicamente) i mediaz aciunea acestora la nivelul miocitelor.


Aciunea SNVS la nivelul miocitelor




AMPc activeaz proteinkinaza care activeaz

(prin fosforilare):

1. canale de Ca2+ tip L

2. canale de Ca2+ ale RS (RyR)

3. miozina

4. fosfolambanul

Prin acest mecanism, poate fi explicat efectul

inotrop pozitiv al:

- agonitilor -adrenergici

(stimuleaz AC formare AMPc);

- inhibitorilor fosfodiesterazei

(enzim ce metabolizeaz AMPc).



Aciunea SNVS la nivelul miocitelor




1. Fosforilarea canalelor de Ca2+ tip L crete

influxul de Ca2+ din ECF n miocit

2. Fosforilarea canalelor de Ca2+ de la nivelul

RS (receptorii ryanodinici - RyR) eliberarea

Ca2+ din RS

creterea [Ca2+]IC creterea

forei de contracie miocardic

(efect inotrop pozitiv)






3. Fosforilarea miozinei

crete activitatea ATP-azei miozinice

crete viteza cuplrii miozinei cu actina

crete fora de contracie

* prin fosforilarea TnC crete

afinitatea acesteia pentru calciu

* prin fosforilarea TnI aceasta inhib

situsul actinei de legare cu miozina

4. Fosforilarea fosfolambanului

- deblocarea inhibiiei PLN asupra Ca+2 ATP-azei

pomparea Ca+2 din citoplasm napoi n RS

crete viteza recaptrii Ca2+ de ctre RS

crete rata relaxrii fibrei miocardiace

- creterea depozitului de Ca+2 din RS crete

cantitatea de calciu disponibil pentru activarea

contraciei cresc performanele sistoliceChapter 13- Cardiac function.2011 Pearson Education Inc. [Online]




GRK fosforileaz un situs intracelular al

receptorul fixarea -arestinei.

-arestina (protein celular), cu ajutorul

clatrinei i al AP-2 (activating protein 2),

realizeaz internalizarea i degradarea

receptorului (down regulation)

n evoluia IC cronice, scderea

numrului receptorilor -adrenergici

explic scderea efectelor agonitilor -

adrenergici asupra fibrei musculare

cardiace.

Mecanismul de internalizare a receptorilor beta-adrenergici, efect al stimulrii permanente n IC

Lefkowitz RJ, Whalen EJ: -arrestins: traffic cops of cell signaling. Current opinion in Cell Biology. 2004 16(2):162-168.

n IC cronic, secundar legrii prelungite la concentraii mari de agoniti -adrenergici, receptorii -

adrenergici (care n condiii fiziologice recruteaz Gs) recruteaz GRK (G protein - coupled receptor

kinases ).




Stimularea vagal induce scderea contractilitii cardiace

# Stimularea prin ACh a receptorilor

colinergici muscarinici induce (prin

proteine Gi):

inhibarea adenilatciclazei (AC)

scderea formrii AMPc

scderea activrii PKA

scderea fosforilrii canalelor Ca2+tip L

scderea influxului de Ca2+ n miocit

inhibarea refacerii depozitelor de Ca+2

din RS (PLN defosforilat inhib SERCA2a)

scderea forei de contracie miocardic

(efect inotrop negativ).

E= epinefrina, NE= norepinefrina, M2= receptor muscarinic, AC= adenilciclaza, PKA= proteinkinaza A, Ach= acetilcolina, P= fosfat, Gs= proteina G stimulatoare, Gi= proteina G inhibitoare

Adaptat dup: Opie LH: Heart Physiology: From Cell to Circulation. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2004

Aciunea SNVPS la nivelul miocitelor




* Factori deprimani ai contractilitii miocardice

- ischemia/hipoxia miocardic

- hipercapnia (acidoza respiratorie)

- acidoza metabolic

Ischemie/Hipoxie acidoz local (scderea pH-ului) ionii H cu efect inhibitor asupra cuplrii

actin miozin (blocheaz ataarea Ca+2 la troponina C) scade contractilitatea miocardiac

* Afectarea tranzitorie/pierderea de mas miocardic ventricular

n condiii patologice, o parte din masa miocardului ventricular poate s devin nefuncional:

- tranzitor (episoade de ischemie miocardic);

- permanent (necroza, caracteristic IMA).

* Depresia miocardic intrinsec

Contractilitatea fiecrei fibre miocardice este sczut:

- izoforme non-contractile ale miozinei;

- modificri genetice ale lanurilor actinei.

* n toate aceste situaii, performana cardiac scade, independent de valoarea VTD.

Contractilitatea miocardic poate fi afectat n diverse situaii patologice:




# Ischemia miocardic se caracterizeaz printr-un dezechilibru ntre:

- necesarul de oxigen la nivel miocardic;

- cantitatea de oxigen care poate fi asigurat de perfuzia miocardic (fluxul sanguin coronarian)

Situaii patologice

1. reducerea sever/sistarea fluxului sanguin coronarian, secundar:

- vasoconstriciei coronariene severe

- agregrii plachetare intravasculare

- trombogenezei locale etc.

* Aceste condiii patologice (ischemie de aport sau ischemie cu flux sanguin sczut) induc IMA i episoade de angin instabil.

* n condiii de perfuzie coronarian redus, miocardul sufer i de insuficient drenare a produilor de metabolism care se acumuleaz local i pot induce scderea sensibilitii miofilamentelor la aciunea Ca+, cu scderea contractilitii miocardice.



Ischemia i Hipoxia miocardic

2. exist obstrucie coronarian cronic subcritic peste care se suprapun situaii (fiziologice sau patologice) ce implic o cretere a necesarului miocardic de oxigenrespectiv creterea fluxului sanguin coronarian

- efortul fizic intens

- tahicardia

- stresul emoional etc.

* Necesarul crescut de oxigen nu poate fi asigurat de un pat vascular afectat (ischemie cu flux sanguin crescut).

* Acest tip de ischemie este responsabil de apariia episoadelorde angin cronic stabil.

! n cele mai multe dintre cazuri, episoadele ischemice presupun att creterea tranzitorie a necesarului de oxigen, ct i scderea, uneori relativ, a fluxului sanguin coronarian.

# Hipoxia miocardic, situaie patologic n care aportul de oxigen la nivel miocardic este redus, n condiiile unei perfuzii sanguine coronariene normale, poate aprea n:

- stri de asfixie;

- anemii severe, intoxicaie cu CO;

- boli cardiace congenitale cianogene;

- boli asociate cordului pulmonar etc.



Ischemia i Hipoxia miocardic

Boala cardiac ischemic (BCI): termen folosit pentru mai multe entiti clinice care au n comun

ischemia miocardic, de regul cu evoluie cronic, mai frecvent indus de afectarea coronarian

aterosclerotic.

Mecanismul fiziopatologic al BCI combin 2 aspecte:

- reducerea fluxului sanguin coronarian (prin afectare coronarian de tip aterosclerotic);

- existena necesitilor crescute de oxigen (factor declanator pentru simptomatologie).



Boala cardiac ischemic (BCI)

Ischemia miocardic din BCI induce modificri ce impun miocitelor s funcioneze n condiii metabolice speciale. Deficitul de oxigen la nivel miocardic influeneaz procesele biochimice celulare, energo-dependente, cu afectarea:

- contraciei sistolice (principala funcie a miocardului de lucru)

- relaxrii diastolice

Miocardul, particulariti:

- sub aciunea stimulului ischemic cronic, exist posibilitatea dezvoltrii de variante colaterale de irigaie pentru un anumit teritoriu cardiac (fenomenul nu se constat la nivel subepicardic);

- metabolismului energetic miocardic are o capacitate foarte redus de glicoliz anaerob, cu posibilitatea utilizrii lactatului ca substrat energetic oxidativ.

Aceste particulariti:

- fac posibil adaptarea cardiac n condiiile ischemiei cronice;

- induc i posibilitatea instalrii, relativ brusc, de disfuncii tisulare specifice n condiiile deficitului de oxigen, cu manifestri clinice (durerea anginoas).



Remodelarea cardiac din BCI

Miocardul ventricular poate prezenta o scdere a eficienei

funciei de pomp prin:

- deficit de mas muscular (la nivelul unei zone de necroz);

- zone hipokinetice (post-infarct) asincronisme n contracia ventricular

- dischinezii ventriculare: o zon a peretelui ventricular se contract, alt zon se relaxeaz (anevrismul ventricular)

- modificri ale geometriei cavitilor (dilataiile mari)

- tulburri n conducerea stimulilor electrici (blocurile

majore de ramur)

Tulburrile de cinetic sau fenomenele de destindere anormal

induc o pierdere de lucru mecanic scade eficiena pompei

cardiace.



Scderea eficienei contraciei

Afectarea funciei diastolice poate avea drept cauz:

- alterarea/scderea relaxrii ventriculare;

- scderea umplerii ventriculare de cauz cardiac.

Scderea relaxrii (indus cel mai frecvent de ischemia miocardic) i scderea

complianei ventriculare/creterea rigiditii diastolice a peretelui ventricular induc

IC cu fracie de ejecie normal/IC cu funcie sistolic normal

* Totui, ambele tulburri (ischemia miocardic i rigiditatea peretelui

ventricular) afecteaz funcia contractil miocardic (funcia sistolic).

Fiziopatologia ICIC prin afectarea funciei diastolice

n disfuncii cardiace/IC, scderea relaxrii poate firezultatul unor tulburri, astfel:

- proces down-regulation ce afecteaz expresia SERCA2a scade capacitatea RS de recaptare a Ca2+IC

- scderea fosforilrilor induse de PKA:

* scade fosforilarea fosfolambanului scaderecaptarea Ca2+IC n RS

* scade fosforilarea TnI (TnI fosforilat inhib situsul actinei de legare cu miozina)

- scderea ATP, n conditii de ischemie miocardic scade activitatea pompelor membranare (celulare i ale RS) [Ca2+]IC rmne crescut :

# ATP-aze membranare (PMCA-plasma membrane Ca2+ ATP-ase) scade efluxul Ca2+

din celul

# pompa de Ca ATP-dependent = SERCA2a(sarco-endoplasmic-reticulum-Ca2+- ATP-aza)

relaxare incomplet

Bernstein EH: The Centrality of Ca2+ Signaling and Cytoskeleton Involving Calmoduline Kinases and Ryanodine Receptors in Cardiac Failure, Arterial Smooth Muscle, Post-Ischemic Arrythmia,

Similarities and Differences, and Pharmaceutical Targets. 2013.

Stimulare 1-adrenergic Gs activare AC conversia ATP n c-AMP si pirofosfat.

AMPc activeaza (PKA) care:

- fosforileaz (activeaz) LTCC (Long-type Ca2+

channel) influx Ca2+;

- fosforileaz fosfolambanul (PLB);

- fosforileaz miozina.

PLB fosforilat deblocheaz SERCA2a pomparea Ca2+ din

citoplasma n RS scderea [Ca2+]IC i refacerea depozitelor de

Ca2+ din RS.

Ca2+IC n exces este eliberat, la schimb cu Na, prin canalele NCX

(natrium-Ca2+-exchanger).


Scderea relaxrii ventriculare

Situaii patologice n care umplerea ventricular poate fi sczut n:

1. Stenoze atrioventriculare

2. Scderea complianei ventriculare

3. Compresia pericardic

4. Scderea duratei diastolei cu/fr suprimarea sistolei atriale

Ali factori care pot induce scderea umplerii ventriculare sunt:

- administrarea de -blocante (efecte inotrop i

cronotrop negative);

- hipovolemia.




1. Stenozele atrioventriculare

Stenoza mitral (SM)

Cauze de SM:

- reumatismul articular acut (RAA);

- afectare valvular congenital etc.

Dac aria orificiului valvei mitrale (la un adult normal 4-6

cm2) scade sub 2 cm2, pentru trecerea sngelui din AS n

VS este necesar un gradient presional atrio-ventricular

stng anormal crescut.

n SM, barajul atrioventricular induce:

deficit de umplere ventricular scderea

VTD;

suprancrcarea prin volum a AS.




Creterea presiunii n AS are valoare compensatoare: n faze

incipiente ale SM, aceasta poate menine un gradient de

presiune atrio-ventricular suficient pentru asigurarea unui

VTD normal.

n evoluia SM, apare decompensarea AS cu dou consecine:

- scade presiunea n AS scade gradientul de presiune atrio-

ventricular se accentueaz deficitul de umplere

ventricular scade i mai mult VTD insuficien

cardiac stng (scderea DS i a DC);

! Insuficiena cordului stng este consecina scderii

cronice a presarcinii (scderea umplerii ventriculare).

- transmiterea, retrograd, a presiunii crescute din AS

creterea presiunii venoase i capilare pulmonare, cu staz

pulmonar i dispnee de efort.http://knol.google.com/k/syncope-fainting



HTP apare prin:

- transmitere (retrograd) a presiunii crescute din AS;

- constricia arteriolelor pulmonare (HTP reactiv);

- modificri (constituite n timp) structurale pulmonare, la nivelul patului vascular i interstiial

- ngroarea intimei i a mediei;

- edemul inflamator;

- fibroza interstiial intrapulmonar.

* Modificrile pulmonare au i un efect protector.

Rezistena precapilar crescut previne un

timp (prin reducerea fluxului sanguin care

poate ptrunde n patul capilar pulmonar)

apariia manifestrilor de staz pulmonar n

condiii de efort.

HTP reprezint o postsarcin crescut (suprasolicitare prin presiune) pentru VD insuficien VD IC dreapt (dac exist i IC stng, apare IC global)


Staza pulmonar are rol n apariia hipertensiunii pulmonare (HTP).



2. Scderea complianei ventriculare

Scderea complianei este indus de modificrile structurale ale peretelui ventricular (alterarea proprietilor vsco-elastice).

Cauze de scdere a complianei ventriculare:

- fibroz miocardic post-infarct ntins scade elasticitatea pereilor ventriculari

- hipertrofiile ventriculare (mai ales tipul concentric, n care GPV poate fi mult crescut)

- creterea rigiditii diastolice ventriculare

* rigiditatea diastolic sau elastana (stiffness) reprezint opusul complianei (cu ct este mai mare, cu att umplerea ventricular este mai redus) i este determinat de:

- dezvoltarea excesiv a matricei extracelulare;

- modificri ale titinei (izoforme non-compliante);

- depuneri de componente patologice (ex: amiloid) etc.

* n toate aceste situaii, presiunea de umplere ventricular este crescut

IC cu fracie de ejecie (FE) conservat



Consecinele fiziopatologice ale scderii complianei ventriculare sunt:

- diastolice (scderea VTD);

- sistolice (n faza izotonic, creterea PIV determin creterea TIM).

n condiiile scderii complianei ventriculare, pentru un VTD corespunztor, presiunea de umplere dari presiunile din amonte sunt crescute creterea postsarcinii hipertrofia miocarduluiventricular (mecanism compensator), cu avantaje i dezavantaje.

* Avantaje: creterea forei de contracie poate s compenseze scderea VTD(DS poate fi normal) i poate s nving postsarcina

* Dezavantaj: creterea GPV accentueaz scderea complianei.



3. Compresia pericardic (limitarea de cauz extrinsec a umplerii

ventriculare)

- pericardite constrictive

- tamponada pericardic

4. Scderea duratei diastolei i/sau suprimarea sistolei atriale n

aritmii cu frecven cardiac nalt:

- tahicardii paroxistice supraventriculare;

- fibrilaie atrial/flutter atrial (dispare participarea

pompei atriale la umplerea ventricular).

Creterea Fc peste 160 - 180/minut

scurtarea diastolei scade timpul de

umplere ventricular scad VTD i DS.




II. Factorii agravani sau precipitani ai IC

A. Factorii agravani sau precipitani cardiaci

Miocarditele sunt afeciuni de tip inflamator (de etiologie infecioas, reumatismal, alergic, toxic etc.)

ce pot tulbura activitatea cardiac prin:

- scderea contractilitii miocardice;

- tulburri de ritm i de conducere;

- creterea necesarului de oxigen (tahicardia indus de sindromul febril).

Pericarditele pot fi:

- lichidiene (acumulare de lichid n cavitatea pericardic sau tamponad cardiac);

- constrictive (fibrozarea pericardului care devine inextensibil).

* Pericarditele determin deficit de umplere ventricular de cauz cardiac.

Endocarditele sunt boli infecioase ce:

- complic o valvulopatie pe care o pot agrava rapid;

- suprasolicit cordul (sindrom febril/stare septic tahicardie consum crescut de oxigen)

Fiziopatologia IC2. factori precipitani sau agravani

Ischemia miocardic poate induce:

- scderea contractilitii i relaxrii miocardice ventriculare

- tulburri de ritm

- scderea eficienei contraciei ventriculare

- IC acut (IMA cu rupturi de muchi papilari, cordaje, sept/perete ventricular)

- scderea complianei ventriculare (fibroza post-IMA)

Tulburrile funcionale cardiace (tulburrile de ritm i de conducere)

* Tulburrile de ritm cu frecven mare pot determina:

- scderea VTD (scade timpul disponibil pentru umplerea ventricular)

scderea DS;

- creterea consumului de oxigen, cu ischemie miocardic.

* Tulburrile de ritm cu frecven mic pot induce scderea DC n condiiile DS

normal.

* Tulburrile de conducere intraventricular pierderea sincronizrii normale a

contraciei ventriculare scderea eficienei contraciei.


Factorii iatrogeni

- tratamentul incorect, administrat discontinuu, reducerea necorespunztoare a dozelor

- explorrile cardiace invazive (cateterismul cardiac)

- interveniile chirurgicale pe cord deschis etc.


B. Factorii agravani sau precipitani extracardiaci

Nerespectarea indicaiilor medicale privind:

- tratamentul medicamentos;

- regimul alimentar hiposodat;

- evitarea eforturilor fizice i respectarea repausului zilnic;

- interdicia consumului excesiv de alcool, a fumatului etc.

Bolile infecioase

* Sindromul febril tahicardie creterea necesarului de oxigen, la un pacient cu boal cardiac (ex: cardiopatie ischemic) agravarea ischemiei miocardice

* Toxinele bacteriene efect nociv direct asupra miocardului scderea contractilitii i a relaxrii miocardice accentuarea deficitului de contractilitate miocardic

* Determinrile secundare cardiace (endocardite) pot induce o suprasolicitare hemodinamic sau pot agrava suplimentar o valvulopatie preexistent

* Infeciile pulmonare severe care induc hipoxie i hipercapnie afecteaz suplimentarmetabolismul cardiac i capacitatea contractil miocardic


# Crizele de HTA

Pe fondul stenozei aortice (suprasolicitare prin

presiune/rezisten pentru VS), HTA suprasolicit

suplimentar prin presiune VS IVS acut, cu edem

pulmonar acut (EPA).

# Tromboembolismul pulmonar acut (TPA)

Pe fondul HTP (suprasolicitare prin presiune/

rezisten pentru VD), TPA suprasolicit suplimentar

prin presiune VD IVD acut (cord pulmonar acut).


Suprasolicitrile suplimentare prin presiune/rezisten


Suprasolicitrile suplimentare prin volum

Pe fondul insuficienelor valvulare (suprasolicitri hemodinamice prin volum, cu creterea presarcinii), pot aprea factori ce induc o suprasolicitare ventricular suplimentar:

- perfuzare excesiv la pacieni cu oligoanurie(ex: nefropatii);

- hipervolemie (retenie hidrosalin)

- sarcin

- insuficien renal (acut/cronic)

- endocrinopatii (hiperaldosteronism)



Situaii patologice diverse (sindroame hiperkinetice etc.)

hipertiroidismul induce tahicardie i creterea consumului de oxigen

- afectarea contractilitii i relaxrii miocardice prin ischemie miocardic

- afectarea umplerii ventriculare (scade VTD)

- anemiile severe pot induce hipoxie cardiac

- unturile arterio-venoase

- creterea vitezei de circulaie a sngelui i a DC de repaus

- creterea ntoarcerii venoase

- ciroz hepatic

- scderea rezistenei vasculare periferice

- hipertensiune portal (HTP)

scderea ntoarcerii venoase


Interveniile chirurgicale reprezint cauze de suprasolicitare la un pacient cu cardiopatie, prin:

- administrarea de perfuzii suprasolicitare prin volum;

- posibile complicaii infecioase;

- tromboembolii pulmonare suprasolicitare VD prin presiune;

- hemoragii importante

- scderea presarcinii, prin hipovolemie;

- hipoxie cardiac;

- sindroame febrile cu tahicardie etc.


Condiiile mediului ambiant

Frigul excesiv vasoconstricie periferic important creterea postsarcinii scderea DS i creterea necesarului de oxigen

Cldura excesiv vasodilataie periferic important, cu hipotensiune arterial i tahicardie reflex

Altitudinea, cu scderea presiunii oxigenului n aerul atmosferic, afecteaz suplimentar cordul, la un pacient cu hipoxie i/sau ischemie miocardic, preexistente.

Stres-ul

Emoiile i strile conflictuale pot suprasolicita cordul prin hiperactivitatea sistemului

nervos vegetativ simpatic creterea forei de contracie i a frecvenei cardiace, cu

creterea necesarului de oxigen.


Fiziopatologia insuficienţei cardiace -...

Documents

Transcript of Fiziopatologia insuficienţei cardiace -...