Patologia cardiovascolare

Patologia cardiovascolare: arteriosclerosi e aterosclerosi

Arteriosclerosi

L'arteriosclerosi è un processo di indurimento arterioso. Le cause del processo arteriosclerotico possono essere molteplici, e comportano una diminuita elasticità e un indurimento diffuso del tessuto arterioso. L'invecchiamento, l'aumento del collagene nell'intima dei vasi, la calcificazione della tonaca media di Monckeberg e l'aterosclerosi, sono tutti processi che portano a un indurimento vasale e quindi producono arteriosclerosi.

Aterosclerosi

L'aterosclerosi è un processo stenotico che porta, in maniera sequenziale, alla formazione di una struttura detta placca o placca ateromatosa o ateroma, avente una capsula fibrosa ed un core contenente lipidi, cellule muscolari lisce, cellule schiumose derivanti dai macrofagi e dalle cellule muscolari lisce, infiltrazioni linfocitarie e tessuto necrotico. La lesione della placca ateromatosa è focale e produce una risposta infiammatoria cronica.

All'interno della placca ateromatosa si possono riscontrare tre principali caratteristiche che sono un accumulo di lipidi, macrofagi di derivazione ematica sotto forma di cellule schiumose, cellule muscolari lisce sotto forma di cellule schiumose. Tale patologia coinvolge soprattutto le arterie elastiche di calibro medio grande, in zone dove vi sono diramazioni o curvature vasali, ovvero dove il flusso ematico non è uniforme e laminare, ma appare impropriamente vorticoso e variabile.

Anatomicamente, la lesione caratteristica dell'aterosclerosi è l'ateroma o placca aterosclerotica, ossia un ispessimento dell'intima (lo strato più interno delle arterie, che è rivestito dall'endotelio ed è in diretto contatto con il sangue) delle arterie. L'ateroma è dovuto principalmente all'accumulo di materiale lipidico (grasso) e alla proliferazione del tessuto connettivo, che forma una cappa fibrosa al di sopra del nucleo lipidico.

Le lesioni hanno sempre come caratteristiche specifiche la localizzazione nell'intima e la componente lipidica più o meno abbondante. Il comportamento della formazione ateromatosa è dinamico, le lesioni si evolvono con il tempo: di solito possono iniziare nell'infanzia come strie lipidiche (a carattere reversibile) e nel corso di pochi decenni tendono a divenire placche aterosclerotiche, soprattutto nelle persone predisposte e scarsamente attente al contenimento dei fattori di rischio.

Clinicamente l'aterosclerosi può essere asintomatica oppure può manifestarsi, di solito dai 40-50 anni in su, con fenomeni ischemici acuti o cronici che colpiscono principalmente cuore, encefalo, arti inferiori e intestino. Grazie all'impiego di metodiche non invasive, in particolare dell'ultrasonografia, è possibile formulare la diagnosi di aterosclerosi e valutarne la gravità anche in individui asintomatici.

Alla luce di questa descrizione ben si comprende come le placche aterosclerotiche, sebbene asintomatiche anche per decenni, diano spesso luogo a complicazioni, tipicamente a partire dalla tarda età adulta, come: angina pectoris, infarto del miocardio, ictus, cancrena. È una malattia focale dello strato interno (tonaca intima) delle arterie di medio e grande calibro. Può essere intesa come una malattia infiammatoria/fibrotica della parete interna arteriosa.

La lesione elementare dell’aterosclerosi (capace di corrispettivo clinico) è l’ateroma o placca, cioè una deposizione rilevata, focale, fibro-adiposa della parete arteriosa. L’ateroma è costituito da un centro (core) lipidico (prevalentemente colesterolo) circondato da un cappuccio fibroso (cellule muscolari lisce, collagene, matrice extracellulare).

Lo sviluppo dell’aterosclerosi è aggravato dai fattori di rischio (fumo, ipertensione, dislipidemia, diabete, ecc). La formazione della stria lipidica rappresenta la prima alterazione della parete vasale nello sviluppo dell’aterosclerosi, ed è presente fin dalle prime decadi di vita. Si forma attraverso le seguenti tappe:

• Penetrazione di LDL nella tonaca intima della parete vasale, se la causa della formazione della placca è una lesione dell'endotelio. Se invece vi è un rallentamento del turnover di colesterolo e trigliceridi si forma un legame con i costituenti della matrice extracellulare.
• Ossidazione e condensazione delle LDL (ox-LDL e AGEs).
• Stimolazione delle cellule endoteliali e muscolari a produrre citochine pro-infiammatorie che richiamano leucociti T CD8+ e monociti attraverso molecole d’adesione (ICAM-1 e VCAM-1).
• Penetrazione delle cellule mononucleate nell’intima richiamate da fattori chemiotattici. I monociti si trasformano in fagociti ed iniziano ad inglobare grosse quantità lipidiche, per azione dell’MCSF vi è un ulteriore richiamo di macrofagi (o fattore stimolante le colonie di granulociti macrofagi, e perdita dell’autoregolazione) il volume dei fagociti aumenta fino a trasformazione dei macrofagi in cellule schiumose.
• Formazione della placca stabile. Dalla stria lipidica si passa alla placca stabile. Se lo stimolo persiste la stria lipidica progredisce verso forme aterosclerotiche più complicate, si ha la placca fibro-lipidica. La trasformazione in placca è dovuta alla migrazione di cellule muscolari lisce grazie alla secrezione di citochine e fattori di crescita come PDGF, TGF-B e FGF-b che promuovono da parte dei fibroblasti la secrezione di matrice extracellulare formando un cappuccio fibroso che separa il cuore lipidico dal lume vasale (anche la migrazione avviene grazie a tali fattori di crescita).

Probabilmente stimoli meccanici (stress di parete) determinano la secrezione da parte dei macrofagi e delle piastrine di sostanze che stimolano la crescita delle cellule muscolari lisce. La placca, a differenza della stria, protude nel lume vasale determinando un ostacolo al flusso ematico.

Dalla placca stabile si passa alla placca instabile. L’instabilizzazione della placca è dovuta alla formazione di microvasi che vanno incontro a distruzione e provocano emorragie intramurali, aumentano il volume della placca e promuovono la formazione di trombi intraluminali. Tale trombosi si sviluppa in presenza di una lesione o fissurazione della placca con conseguente esposizione intravasale di materiale che promuove la trombosi come l'attivazione piastrinica con ulteriore secrezione di fattori di crescita come pdgf, tgf-b e fattori della coagulazione come la fimbrina che contribuiscono alla proliferazione della muscolatura liscia e al processo di fibrosi.

Le piastrine aderendo all'endotelio generano microtrombi. I trombi occludenti sono la principale causa di ischemie. La lesione della placca instabile è probabilmente dovuta a una degradazione del cappuccio fibroso per il rilascio di enzimi proteolitici (metalloproteinasi) da parte dei macrofagi attivati.

Nell’aterosclerosi il funzionamento dell’endotelio è anormale, a causa di uno sbilanciamento tra sostanze vasocostrittrici (endotelina e trombossano A2) e vasodilatanti (ossido nitrico) a favore delle prime. Le coronarie aterosclerotiche rispondono in maniera paradossa, cioè contraendosi, agli stimoli vasodilatatori (come l’acetilcolina). La disfunzione endoteliale gioca un ruolo rilevante nella patogenesi dell’aterosclerosi e costituisce un fattore di rischio per lo sviluppo di eventi ischemici. La disfunzione endoteliale si osserva in una serie di patologie e condizioni associate ad un aumento del rischio cardiovascolare. La placca nel tempo determina un grado di stenosi.

Patologia ischemica delle coronarie

Le patologie ischemiche sono la più comune causa di morte nei paesi industrializzati. Possono essere suddivise in:

• Angina pectoris, che può essere stabile, instabile e variabile o di Printzmetal.
• Cardiopatia ischemica cronica, che può essere dovuta dalle stesse cause dell'angina stabile.
• Infarto miocardico acuto, una conseguenza della patologia ischemica coronarica, può essere causato da un angina variabile.

In queste patologie vi è sempre una situazione ischemica miocardica sintomatica o asintomatica, dovuta a un'inadeguata ossigenazione, causata da un'occlusione di natura aterosclerotica o trombotica delle arterie coronarie. Le coronarie coinvolte sono subepicardiche ed extramurali.

Angina pectoris

L'angina pectoris è la più comune forma di coronariopatia ischemica, si manifesta con episodi ricorrenti di dolore precordiale. Si presenta quando la richiesta di ossigeno da parte dei ventricoli è superiore alla disponibilità, la dilatazione delle arterie coronarie intramurali non riesce a compensare la riduzione del flusso ematico, causa sono eventi stenotici delle coronarie extramurali. La prima area colpita solitamente è subepicardica, successivamente, se l'evento ischemico è intenso, può raggiungere tutte le pareti cardiache e in questo caso l'area colpita è transmurale e riguarda tutte le strutture cardiache.

Solitamente l'ischemia anginosa non è sufficiente a causare necrosi cardiaca, comunque le alterazioni ischemiche producono un'alterazione di tipo reversibile delle proprietà bioelettriche e di contrattilità del miocardio causando dolore. Possiamo distinguere tre tipi di angina: una è detta stabile o da sforzo, una è detta angina variabile o di Prinzmetal e un terzo tipo di angina è detta angina instabile.

L'angina stabile o da sforzo è causata da un processo aterosclerotico occlusivo, con restringimento del lume vasale di almeno il 75%, solitamente si manifesta dopo sforzi fisici o stress, come un dolore retrosternale (dolore precordiale) che può durare da pochi secondi a 15 minuti. La principale alterazione ischemica da angina da sforzo riscontrabile durante un elettrocardiogramma è lo slivellamento in basso del tratto ST, indicante prevalentemente un'ischemia subendocardica. La causa stenotica di angina da sforzo può produrre cardiopatia ischemica cronica.

L'angina variabile o di Prinzmetal si verifica a riposo per un improvviso vasospasmo delle coronarie dovuto all'effetto vasocostrittore del trombossano A2 rilasciato a seguito di piccoli microemboli piastrinici. L'angina di Prinzmetal è più grave dell'angina da sforzo. Solitamente l'angina di Printzmetal causa un'ischemia transmurale. Se il vasospasmo ha un effetto prolungato può causare un evento necrotico e quindi un infarto acuto. All'elettrocardiogramma un'ischemia da angina variabile si presenta come uno slivellamento verso l'alto del tratto ST.

L'angina instabile si presenta con attacchi anginosi sempre più frequenti anche con minimi sforzi. È un evento intermedio tra l'angina da sforzo e l'infarto subendocardico detto senza onda Q. L'evento stenotico dell'angina instabile nel 20% dei pazienti può progredire entro tre mesi a un infarto miocardico. Tale evento può essere risolto con angioplastica o bypass. All'elettrocardiogramma l'angina instabile si presenta come un'inversione dell'onda T e slivellamento verso l'alto del tratto ST.

Infarto del miocardio

L'ischemia da angina solitamente non è sufficiente a causare necrosi, ma produce alterazioni di tipo reversibile. Inizialmente, la disponibilità di ATP diminuisce nel giro di pochi secondi, le cellule si basano sulla glicolisi anaerobica per un breve periodo di tempo. Se l'evento stenotico, come nel caso di un trombo, si prolunga nel tempo, vengono consumate tutte le riserve di glicogeno, l'acido lattico prodotto determina acidosi, enzimi e proteine denaturano e si va incontro a un processo irreversibile di necrosi coagulativa. Se la riperfusione non viene ripristinata entro 20-40 minuti si verifica un danno irreversibile che incomincia dal tessuto subendocardico.

Inoltre, la riperfusione può essere anch'essa dannosa, facilita l'accumulo di calcio e di radicali liberi prodotti dell'ossigeno. Con un intervento entro 4-6 ore dall'evento trombotico è possibile limitare i danni attraverso l'uso di agenti trombolitici o angioplastica. Il processo infartuario, se circonscritto e delimitato, può portare a una serie di eventi che hanno come prodotto finale la sostituzione dell'area necrotica con tessuto cicatriziale. Vi è inizialmente, dalle 12 alle 24 ore, la formazione di tessuto necrotico, è possibile osservare una necrosi coagulativa e infiltrati neutrofili.

• Dai tre ai sette giorni avviene la dissoluzione delle fibre miocardiche e la fagocitosi del tessuto necrotico da parte dei macrofagi.
• Dai sette ai dieci giorni vi è la formazione di tessuto di granulazione con cellule endoteliali e fibroblastiche attraverso la formazione di vasi che nutrono e riforniscono i fibroblasti durante il processo di secrezione di collagene.
• Fino alla terza settimana continua la secrezione di collagene, l’infiltrato infiammatorio diminuisce.
• Dopo 4 settimane vi è il riassorbimento dei vasi e appare un tessuto cicatriziale fibroso e denso.

L'infarto al miocardio è riscontrabile attraverso esami strumentali e di laboratorio effettuate nella diagnosi delle malattie ischemiche del miocardio. L'evoluzione di un infarto all'elettrocardiogramma evolve seguendo un determinato schema, iniziano a comparire onde T iperacute, a picco, con uno slivellamento verso il basso del tratto ST senza la comparsa dell'onda Q. Tale tipo di infarto è anche detto NSTEMI, di solito è un infarto di piccole dimensioni. Successivamente vi possono essere aggravamenti e l'infarto può coinvolgere tutta la parete transmurale, si verifica uno slivellamento verso l'alto del tratto ST, con un'onda Q di necrosi (onda Q maggiorata). Tale tipo di infarto è detto STEMI.