Patologia, parte 2

Insufficienza cardiaca congestizia

L'insufficienza cardiaca è lo stato patologico in cui il cuore non è in grado di svolgere al meglio il suo lavoro e non riesce quindi a garantire una corretta irrorazione di tutti gli organi in maniera efficace => incapace di pompare quantità di sangue sufficienti a sopperire alle necessità dell'organismo o, se riesce a farlo, lo fa a spese di un aumento del vol diastolico: cerca di buttar fuori un po' più di liquido cercando di compensare a meccanismi di compenso una mancata adeguatezza della sua capacità di lavoro.

Il risultato clinico dell'insufficienza cardiaca è una ridotta perfusione a livello periferico e un sovraccarico o situazione congestizia.

Congestione della circolazione → tutto il sistema circolatorio ne risente e si parla di cuore. “Scompenso cardiaco” è un termine largamente usato come sinonimo per sottolineare il fatto che il cuore diventa insufficiente solo dopo aver messo in atto tutti i meccanismi di compenso per mantenere una adeguata gettata cardiaca (corretta perfusione periferica): questa situazione si instaura ed altera l'equilibrio funzionale del cuore e del circolo periferico => il cuore cerca di compensare mettendo in atto una serie di meccanismi adattativi; quando la situazione non è più adeguatamente compensata, il paziente è scompensato e non riesce più a riportare ad un equilibrio efficace la situazione cardiocircolatoria e quindi sintomi non riesce a riportare alla normalità una patologia ormai scompensatoria.

I sintomi insorgono quando i meccanismi di compenso non sono più totalmente efficaci e a loro volta determinano la comparsa della sintomatologia collegata al meccanismo di compenso => sintomatologia deriva sia dal cuore che è deficitario nella sua funzione, e dagli effetti e conseguenze che sono i tentativi del cuore stesso di far fronte alla situazione anomala di partenza.

È una “sindrome” perché non coinvolge solo il cuore, ma tutto il sist vascolare.

Sindrome eterogenea

È deficitario e quindi tutti gli organi e soprattutto alcuni distretti risentono della situazione che si crea, “eterogenea” perché deriva da cause diverse e da meccanismi che si instaurano in maniera diversa; l'effetto finale però è lo stesso e si verifica in presenza di un danno cardiaco congenito o acquisito del tessuto miocardico: ci sono una serie di situazioni che derivano da un danno congenito in cui il cuore non viene perfettamente formato durante l'embriogenesi e quindi compaiono anomalie di funzionamento di poco conto durante l'età giovanile, ma che peggiorano nell'età adulta; spesso invece è conseguenza di un danno acquisito come un infarto (ischemia che provoca la morte di alcune cellule miocardiche e la formazione di una cicatrice con deposizione di materiale fibroso), che rende il cuore totalmente/parzialmente inefficiente in un distretto di compiere la sua funzione.

Il danno è riconducibile ai seguenti fattori:

1. Una riduzione del numero di cellule miocardiche (ad es. per necrosi ischemica in un infarto);
2. Alterazioni primitive o secondarie (che quindi nascono di per sé o derivano da qualche altra patologia cardiaca) dei meccanismi della contrazione (ad es. cardiomiopatie, malattie metaboliche) → se si perde la capacità contrattile il cuore risulterà funzionalmente deficitario in maniera più o meno grave;
3. Un aumento del lavoro cardiaco da eccessivo carico di volume (ad es. difetti valvolari) o di pressione (ad es. ipertensione malcontrollata) → l'eccessiva resistenza periferica, l'eccessiva P arteriosa e l'eccessivo carico che arrivano al cuore, comportano un aumento cost del lavoro cardiaco che provoca alterazioni della contrattilità del miocardio, dovute alle anomalie anche di tipo morfologico che il cuore mette in atto per cercare di compensare;
4. Infiltrazione del tessuto miocardico (ad es. amiloidosi, sono condizioni meno frequenti): in queste cellule si infiltra materiale estraneo che impedisce una contrazione efficiente per la propulsione del sangue.

Molto spesso, ed in particolare nelle situazioni in cui si verifica un eccessivo lavoro da parte del cuore, non sono stati ancora ben chiariti i meccanismi molecolari che determinano una ridotta contrattilità miocardica.

Quando s’instaura un'insufficienza cardiaca

Quando s’instaura un'insufficienza cardiaca viene impedito:

1. Il rilassamento ed il conseguente riempimento diastolico del cuore (non si riempie adeguatamente di sangue e quindi non è neanche in grado di espellere il sangue sufficiente per un’adeguata irrorazione di tutti gli organi) → insufficienza cardiaca di tipo diastolico (ad es. cardiomiopatie ipertrofiche o infiltrative);
2. La contrazione efficace e lo svuotamento sistolico → insufficienza cardiaca di tipo sistolico (ad es. cardiomiopatie dilatative o da danni ischemici) => anomalia o nel riempimento o nello svuotamento del cuore; molto spesso sono uno la conseguenza dell'altro e quindi il meccanismo e l'anomalia di partenza è uno di questi 2 fenomeni, ma poi viene interessato anche l'altro.

Mantenimento della portata cardiaca

Come sono regolate la funzionalità del cuore, il movimento del sangue e la P arteriosa? Cosa c'entrano le resistenze periferiche nell'influire sul lavoro cardiaco? → l'insufficienza cardiaca compare infatti nel momento in cui il cuore risulta incapace di compensare totalmente una situazione che si è sbilanciata.

La portata cardiaca (che dà un'esemplificazione del lavoro cardiaco), è determinata da due fattori:

1. Gittata sistolica;
2. Frequenza cardiaca.

La portata cardiaca è data infatti dalla gittata sistolica (quantità di sangue spinta in periferia ogni volta che il cuore si contrae) moltiplicata per la frequenza cardiaca stessa (quante volte il cuore batte al min); la portata, insieme alle resistenze periferiche, determina la P arteriosa.

Cosa influisce sulla gittata sistolica?

Nel considerare la insuff, è importante notare che nella gittata intervengono 2 elementi:

1. Contrattilità miocardica = capacità di contrarsi del miocardio, fondamentale nel valutare l'efficienza cardiaca;
2. Precarico (preload) = quantità di sangue presente nel cuore durante la diastole (che il cuore ha ricevuto e che deve rimandare in periferia) → dipende dal ritorno venoso al cuore di dx: tanto sangue riceve il cuore tanto sarà quello arrivato tramite il ritorno venoso e quindi da mandare in periferia. È circa equivalente al vol telediastolico del ventricolo sx (alla fine della diastole) → quando il cuore pompa, nel ventricolo sx rimane sempre una certa quantità di sangue = vol telediastolico, che corrisponde al precarico => la quantità di sangue che arriva al cuore e che deve esser spinta in periferia; questo è uno degli elementi che più influiscono sulla capacità funzionale del cuore e che and influenza l'incapacità di mantenere un'adeguata portata cardiaca.

Meccanismi di compenso: dilatazione cardiaca

Dilatazione cardiaca (1º sintomo dell'insufficienza cardiaca).

Quando il precarico aumenta e quindi arriva una quantità notevole di sangue, il cuore tende a stirare le sue pareti: dato che deve funzionare ugualmente, mette in atto un meccanismo di compenso = dilatazione cardiaca → il muscolo cardiaco regola la forza della sua contrazione in funzione del precarico.

Legge di Frank-Starling: in relazione alla quantità di sangue presente nel ventricolo alla fine della diastole: più sangue entra, più ne sarà eiettato perché maggiore sarà la forza di contrazione del cuore: si dilata la camera cardiaca per l'aumento del precarico e si stira il muscolo => aumenta la F di contrazione, altrimenti non potrebbe essere espulsa tutta la quantità di sangue arrivata.

Se aumenta il preload, il cuore compensa dilatandosi.

Aumento precarico → stiramento muscolo cardiaco → aumento della FORZA di contrazione → aumento della gittata e del lavoro cardiaco.

Lo stiramento del m. cardiaco produce quindi un aumento della F di contrazione. Succede sempre? Fino a che punto va avanti questo meccanismo? → fino a che il cuore riesce a mantenere adeguati una serie di parametri fondamentali affinché le cellule del cuore possano efficacemente contrarsi.

FORZA DI CONTRAZIONE del cuore: non è immodificabile, ma dipende dalla lunghezza del sarcomero. La contrazione delle cellule del miocardio avviene appaiando le proteine contrattili actina e miosina → quando i due gruppi di miofilamenti sottili (actina) e spessi (miosina) hanno la max superficie d'interazione.

Esiste una lunghezza ideale 2,2-2,3 μm dell'unità contrattile (sarcomero) = affinché l'efficacia del fenomeno di contrazione sia max e le proteine si appaino nel modo più adeguato: a questa distanza è massima l'interazione tra actina e miosina. Anche la sensibilità al Ca è max a 2,2 μm: il dimero actina-miosina a questa distanza lega il Ca con l'affinità maggiore, cosa fondamentale perché possa avvenire il processo di contrazione.

Per lunghezze del sarcomero >/< la tensione sviluppata diminuisce in maniera direttamente proporzionale alla diminuzione di affiancamento tra filamenti: per >/< distanza tra le proteine contrattili il sistema funziona ancora ma in maniera meno efficace => se la lunghezza tra sarcomeri varia troppo, la contrazione del cuore risulta non totalmente efficace.

Se arriva un precarico maggiore e il cuore si dilata, fino ad un certo punto i valori si mantengono adeguati (e si può quindi aumentare la F di contrazione del cuore in funzione del preload ed eiettare anche una maggior quantità di sangue); dopo un po', però, avanzando con la distensione, la distanza tra actina e miosina aumenta troppo e non riescono più ad interagire e sovrapporsi al max, oltre al fatto che legano meno Ca => il muscolo si contrae meno efficacemente.

Meccanismo compensatorio: il ventricolo mantiene la gittata e il lavoro cardiaco a valori normali, aumentando il vol diastolico (tratto ripido della curva) fino a che actina e miosina riescono a rimanere appaiate → la curva si abbassa e si sposta a dx man mano che il cuore è sempre più scompensato: più si dilata il cuore (più aumenta il preload), più aumenta lo scompenso (curva spostata a dx e più in basso: non si riesce più ad avere un aumento della F di contrazione che va di pari passo con l'aumento del precarico) → a parità di dilatazione cardiaca non si riesce più ad imprimere la stessa forza e compare il 1º sintomo = dilatazione cardiaca (il soggetto presenta un cuore più grande del normale).

Meccanismi di compenso: ipertrofia miocardica

È data da un aumento del nº di cellule che compongono un organo; un altro meccanismo compensatorio che si instaura in seguito ad un aumento del lavoro cardiaco (quando le condizioni emodinamiche che si sono instaurate nel soggetto sono anomale rispetto alla norma) per:

• Aumentata resistenza pressoria (postcarico) = resistenza che il cuore deve vincere nel compiere il proprio lavoro => resistenza contro la quale il ventricolo deve contrarsi quando pompa il sangue durante la sistole;
• Sovraccarico di volume (precarico).

NB: Nei meccanismi adattatori non esiste mai una singola conseguenza ad una singola causa: succede tutto più o meno contemporaneamente e un meccanismo non può non ripercuotersi sul funzionamento dell'intero sistema.

Si verifica quindi quando si ha un aumento di stress della parete della camera del ventricolo (è qui che parte la quantità di sangue eiettata), che è determinato da:

1. Aumento della P arteriosa (ipertensione);
2. Condizioni emodinamiche che portano alla dilatazione del ventricolo.

La miglior stima del postcarico è determinata dalla correlazione di Laplace (anche una valutazione della P arteriosa sarebbe valida per valutarlo): T = P ・ r/2h.

• T = tensione della parete del ventricolo sx (forza esercitata dalla tensione ventricolare);
• r = raggio del lume del ventricolo;
• h = spessore della parete ventricolare;
• P = pressione arteriosa.

Questa legge permette di capire quali eventi il cuore può mettere in atto per cercare di compensare un aumento del postcarico: come fa il cuore a sopportare un aumento della resistenza da vincere quando deve fare un lavoro cardiaco per mandare in circolo il sangue? Quali di questi parametri può modificare il cuore? → il cuore è già scompensato e se si ha un'eccessiva dilatazione della camera del ventricolo, aumenta r (volume della camera: si dilata) e diminuisce h (la parete si assottiglia) => aumenta il postcarico.

Meccanismo compensatorio: ipertrofico

• Il cuore dilatato diventa quindi ipertrofico in quanto tende ad aumentare lo spessore della parete (h) => il valore di T si abbassa per ridurre lo stress della parete: la tensione sulle pareti può essere ridotta mantenendo invariata la P arteriosa (lume della camera) aumentando lo spessore delle pareti stesse → vengono messi in atto meccanismi di crescita per aumentare il nº di cellule.
• Aumenta quindi la forza di contrazione perché ci sono più elementi contrattili nella parete di un muscolo ipertrofico => aumenta la gittata sistolica.

Non è un meccanismo che può andare avanti all'infinito perché la camera non può continuare a dilatarsi e il cuore non può continuare a diventare ipertrofico: quando si raggiunge il max di questi due fenomeni, appaiono i sintomi dell'insuff cardiaca e il paziente viene definito “scompensato”.

L'ipertrofia può persistere per parecchi anni prima che la funzione miocardica si deteriori determinando riduzione di contrattilità e quindi insorgenza dell'insuff cardiaca. Ci sono alcuni fattori responsabili:

1. L'aumento delle dimensioni delle miocellule e degli elementi contrattili si accompagna ad una maggior difficoltà di ossigenazione (i capillari nn proliferano: non si ha angiogenesi in un cuore ipertrofico).
2. Gli elementi contrattili diventati ipertrofici prevedono, per avere una maggior funzionalità, un aumento della sintesi proteica per avere disponibilità delle proteine funzionali di quelle cellule. L'iper-espressione proteica produce la sintesi di proteine muscolari che non sono però del tutto normali (il profilo proteico tende ad assumere le caratteristiche di quello del cuore fetale) e che hanno una funzionalità ridotta nel meccanismo di contrazione: sono attivate proteine non molto adeguate per il funzionamento del cuore adulto => per un certo tempo si riesce a tamponare, ma alla lunga diventa un meccanismo deficitario.
3. Si verifica un aumento progressivo dei fenomeni apoptotici => perdita degli elementi contrattili che scompaiono in maniera prematura.

=> Situazione che tende con il tempo a sbilanciarsi abbastanza facilmente in favore di una perdita della capacità di mantenere il compenso adeguato. Sono meccanismi che non compaiono in tutti i pazienti allo stesso modo (nei pazienti ipertesi possono metterci anche 20 anni, oppure non comparire mai perché il cuore riesce a compensare).

Ipertrofia miocardica

1. Sovraccarico di PRESSIONE → tensione sistolica → replicazione sarcomeri IN PARALLELO → ipertrofia concentrica;
2. Sovraccarico di VOLUME → tensione diastolica → replicazione sarcomeri IN SERIE → ipertrofia eccentrica.

Altri meccanismi di compenso

RIDUZIONE DELLA GITTATA CARDIACA → è una ripercussione di tipo “neurotrasmettitoriale” di un tentativo di adattamento di altri sistemi in grado di influenzare l'emodinamica.

Se il cuore comincia a perdere la funzionalità contrattile, si ha riduzione della gittata cardiaca, che attiva i barocettori a bassa pressione nell'atrio sx e i barocettori ad alta pressione del seno carotideo con conseguente:

1. Attivazione del sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone: porta alla liberazione finale di Angiotensina II che da un lato è in grado di produrre vasocostrizione nei vasi periferici di resistenza => aumenta il postcarico; allo stesso tempo stimola la liberazione di Aldosterone che controlla e promuove un maggior riassorbimento di liquidi e Na => aumenta la volemia, per cui si mantiene la gittata cardiaca, ma compaiono EDEMI generalizzati soprattutto a livello periferico (CONGESTIONE) a causa della maggior quantità di liquidi circolanti => questi meccanismi tendono a mantenere un valore di gittata cardiaca il più possibile normale ma, richiamando una maggior quantità di liquidi, generano edemi con una situazione emodinamica congesta, determinata da una attivazione di riflesso di questo sistema data dal calo di gittata.
2. Attivazione del sistema nervoso simpatico, che produce effetti soprattutto a livello dei piccoli vasi:
   • Vasocostrizione a livello delle vene che aumenta il ritorno venoso all'atrio dx;
   • Vasocostrizione delle arteriole di resistenza, che aumenta la P diastolica e quindi il postcarico;
   • Aumento della freq e contrattilità cardiaca (inotropismo positivo), che determina anche aumento del consumo di O₂;
   • Stimolazione diretta dell'apparato iuxta-glomerulare e quindi attivazione indiretta del sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone.

Se si ha un cuore che comincia ad essere meno funzionante di quello che dovrebbe essere, si ha una riduzione della gittata cardiaca, che attiva i due tipi di barocettori, per cui si attivano questi 2 eventi, che