PATOFIZJOLOGIA OSTREJ I PRZEWLEKEJ NIEWYDOLNO SERCA KATEDRA PATOFIZJOLOGII

PATOFIZJOLOGIA OSTREJ I PRZEWLEKŁEJ NIEWYDOLNOŚĆ SERCA KATEDRA PATOFIZJOLOGII COLLEGIUM MEDICUM U J 2003/2004

NIEWYDOLNOŚĆ SERCA DF. Jest to choroba, w której serce jest niezdolne do przetłoczenia ilości krwi niezbędnej dla metabolizmu tkanek, LUB ROBI TO PRZY DUŻYCH CIŚNIENIACH NAPEŁNIANIA= NIEWYDOLNOŚĆ MIOKARDIUM. NIEWYDOLNOŚĆ KRĄŻENIA - zmiany występują w elementach układu krążenia (serce, objętość krwi, łożysko naczyniowe, Hb. O 2) - nie zawsze związana z niewydolnością miokardium - ostra niedomykalność zastawki aorty w zapaleniu wsierdzia, zwężenie zastawki dwudzielnej lub trójdzielnej czy zaciskające zapalenie osierdzia. Niewydolność serca zawsze powoduje niewydolność krążenia.

PODZIAŁ NIEWYDOLNOŚCI ETIOPATOGENETYCZNY 1. Forma wstępna i następcza niewydolności ANATOMICZNY 1. Prawokomorowa i lewokomorowa. HEMODYNAMICZNY/ wyrównana lub nie/ 1. Skurczowa i rozkurczowa 2. Z niskim i wysokim wyrzutem sercowym. PRZEBIEG 1. Ostra i przewlekła.

SPRZĘŻENIE zwrotne dodatnie w NS (circulus viciosus) Przeciążenie hemodynamiczne Wzrost zużycia energii Czynniki wzrostu Wydłużenie miocytów Hypertrofia Niedokrwienie mięśnia sercowego Remodeling serca Rozstrzeń serca Apoptoza Niedobory energii Martwica

GŁÓWNE MECHANIZMY KOMPENSACYJNE W NS Niewydolność serca Odpowiedź z baroreceptorów Aktywacja RAS spadek GFR Mózg Nerki Aktywacja SNS Retencja wody Częstość akcji serca Obciążenie wstępne Kurczliwość Pojemność minutowa serca Wzrost napięcia ściany lewej komory Serce Przerost miocytów Przerost komory

HIPOTEZA WSTĘPNEJ (ZASTOINOWEJ) NS - James Hope 1832 =>> spadek wyrzutu sercowego powoduje zastój krwi w przedsionkach i układzie żylnym. ZMIANY HEMODYNAMICZNE 1. Wzrost ciśnienia i objętości końcowo-rozkurczowej w komorze i przedsionku. 2. Wzrost ciśnienia w łożysku naczyń kapilarnych i żylnych poniżej niewydolnej komory 3. Wzrost ciśnienia w krążeniu płucnym

HIPOTEZA NASTĘPCZEJ NS - Mac. Kenzie 1912 =>> spadek wyrzutu sercowego zmniejsza efektywną objętości krwi w układzie tętniczym (Effective arterial blood volume EABV). ZMIANY HEMODYNAMICZNE 1. Zmniejszenie perfuzji życiowo ważnych narządów 2. Osłabienie, męczliwość, brak tolerancji wysiłku (ischemia endotelium) 3. Zwiększenie objętości płynu pozakomórkowego i zastój

PRZYCZYNY NIEWYDOLNOŚCI PRAWOKOMOROWEJ 1. Niewydolność lewej komory 2. Obstrukcja naczyń przedkapilarnych płuc 1. wrodzona (przecieki, zwężenie) 2. idiopatyczne nadciśnienie płucne 3. Serce płucne/cor pulmonale/ • • Skurcz naczyń płucnych/hipoksja • Zatorowość płucna • Choroby obstrukcyjne płuc Pierwotna niewydolność prawokomorowa • Zawał prawej komory

OBJAWY KLINICZNE NIEWYDOLNOŚCI PRAWOKOMOROWEJ SERCA: Skutki zastoju żylnego: • Hepatomegalia • Wodobrzusze • Splenomegalia • Jadłowstręt • Obrzęki obwodowe • Wypełnienie żył szyjnych Skutki spadku przepływu: • Łatwe męczenie się • Oliguria • Tachykardia • Zmiany tętna

PRZYCZYNY NIEWYDOLNOŚCI LEWOKOMOROWEJ 1. PRZECIĄŻENIE OBJĘTOŚCIOWE - Niedomykalność zastawek (mitralna, aortalnej - wysoki rzut minutowy (anemia, nadczynność tarczycy) 2. PRZECIĄŻENIE CIŚNIENIOWE - Nadciśnienie (pierwotne, wtórne) Zwężenie ujścia (stenoza aortalna, przerost przegrody) 3. UTRATA MIĘŚNIÓWKI/ KURCZLIWOŚCI • Zawał - Kolagenozy • Trucizny, alkohol, kobalt, doksyrubina • Infekcje: wirusowe, bakteryjne 4. UTRUDNIENIE WYPEŁNIENIA • Zwężenie zastawki mitralnej • Choroby osierdzia • Choroby naciekowe • Zaburzenia rytmu

Objawy kliniczne niewydolności lewokomorowej serca Skutki zastoju żylnego: • Duszność • Ortopnoe • Napadowa duszność nocna • Kaszel • Sinica • Trzeszczenia Skutki spadku przepływu: • Łatwe męczenie się • Oliguria • Tachykardia • Zmiany tętna

KRYTERIA DIAGNOSTYCZNE ZASTOINOWEJ NIEWYDOLNOŚCI SERCA (Kryteria Framingham) DUŻE: - napadowa duszność nocna (ortopnoe) - poszerzenie żył szyjnych - trzeszczenia - powiększona sylwetka serca - wzrost ciśnienia żylnego > 16 cm H 2 O - wzrost czasu krążenia >25 sek - odruch wątrobowo-szyjny MAŁE: - obrzęki kończyn, kaszel nocny, hepatomegalia, tachykardia -> 120 /min), duszność wysiłkowa, hydrothorax, -spadek VC do 1/3

PATOGENEZA OBJAWÓW NS /1/ 1. Pierwsza jest duszność: - wysiłkowa, ortopnoe - napadowa nocna/dyspnea paroxysmalis/ - spoczynkowa PTG = restrykcyjne zaburzenia wentylacji - aktywacja receptorów J/juxtacapillary. Różnicowanie duszności (dyspnoe) pochodzenia sercowego i płucnego/Oddech Cheyne-Stokesa/ 2. Niezdolność do wysiłku, zmącenie. Klasy NYHA. I - bez ograniczeń, wysiłek codzienny bez duszności, palpitacji i zmęczenia. II - niewielkie ograniczenie. Bez zmian w spoczynku po wysiłku duszność, palpitacje, zmęczenie lub angina. III - znaczne ograniczenie aktywności fizycznej, bez zmian w spoczynku. IV - niezdolność do wykonywania wysiłku- każdy wysiłek -dolegliwości. 3. Objawy z dróg moczowych - nocturia (częstomocz nocny)4. Bóle w klatce piersiowej/angina pectoris, ischemia/ 5. Kacheksja sercowa.

PATOGENEZA OBJAWÓW NS /2/ Badanie fizykalne 1. Rzężenia, przesięki opłucnowe. 2. Przesunięcie i wydłużenie uderzenia koniuszkowego 3. Słyszalny trzeci ton serca S 3 - w skurczowej i rozkurczowej NS/Rytm cwałowy/ 4. Słyszalny czwarty ton S 4 - częściej u chorych z niewydolnością rozkurczową /Rytm cwałowy/, szmery skurczowe -wtórne do rozstrzeni komór. 5. Tętno naprzemienne-całkowicie, tony Korotkowa nie znikają w próbie V. Brak zmian częstości akcji serca/tachycardia-bradykardia/ 6. Blada, zimna i spocona skóra. W izolowanej NS prawokomorowej (cor pulmonale, nadciśnienie płucne) uwypuklenie przegrody międzykomorowej utrudnia wypełnienie LK

NIEWYDOLNOŚĆ SKURCZOWA: Przebiegająca ze spadkiem kurczliwości mięśniówki * Średnia – rzut minutowy w spoczynku prawidłowy dzięki zwiększeniu objętości końcowo - rozkurczowej i ciśnienia w kapilarach płucnych (objaw duszność) * Ciężka - spadek ilości NE, sercowym. gęstości β -receptorów w mięśniu - brak skutków hemodynamicznych pobudzenia adrenergicznego - brak wzrostu rzutu minutowego po wysiłku

Ciśnienie [mm Hg] 200 c’ c EDV 80 135 ESV 40 105 SV 40 30 EF(%) 50 20 b’ b 100 a’ d’ d a 50 100 Objętość [ ml ] NIEWYDOLNOŚĆ SKURCZOWA - krzywa przesunięta w prawo

PATOFIZJOLOGIA NIEWYDOLNOŚCI ROZKURCZOWEJ(1) Przebiegająca ze spadkiem zdolności do rozluźniania komór w okresie rozkurczu A. Rozluźnienie rozkurczowe = proces czynny zależny od: 1. Zwrotnego wychwytu Ca++ przez reticulum 2. Wycieku jonów Ca z miocytów 3. Wymiennika Na/Ca (20% całości) Ischemia mięśnia ATP zaburzenia rozluźniania Przeciążenie hemodynamiczne (objętościowe lub ciśnieniowe) zwrotnego wychwytu Ca++ zdolności do rozluźnienia Stymulacja β-adrenergiczna c. AMP - fosforylacja fosfolambanu zwrotnego wychwytu poprawa rozluźnienia konieczne ATP

PATOFIZJOLOGIA NIEWYDOLNOŚCI ROZKURCZOWEJ(2) B. Hemodynamicznie-Spadek wypełnienia komór EDV W NS heterogenność komorowa/asynchroniczność diastoliczna. Na początku rozkurczu - relaksacja - asynchroniczna dotyczy tylko części włókien mięśniowych i dochodzi do spadku podatności d. P/d. V. Pod koniec rozkurczu spadek podatności i wzrost sztywności mięśniówki. Jest to skutek: 1. Wzrostu ciśnienia wypełniania – przeciążenie objętościowe (niedomykalność zastawek) 2. Wzrost grubości ściany (przerost, zwłóknienie, ischemia) 3. Ograniczenie objętości końcowo - rozkurczowej (zapalenie osierdzia)

Ciśnienie [mm Hg] 200 c EDV 80 70 ESV 40 30 SV 40 40 EF(%) 50 56 b c’ b’ d’ a’ 100 d a 50 100 Objętość [ ml ] NIEWYDOLNOŚĆ ROZKURCZOWA - krzywa P/V przesunięta do góry i w lewo.

NS Z WYSOKIM I NISKIM WYRZUTEM SERCOWYM Niski wyrzut (wrodzone zastawkowe lub reumatyczne wady serca, nadciśnienie, choroba wieńcowa - CAD, kardiomiopatie) Objawy: krążenie obwodowe niewydolne (skurcz) - kończyny białe, zimne, sine, AVO 2> 5 ml/l, ciśnienie pulsowe niskie. Wysoki wyrzut (thyreotoxicosis, przetoki A-V tętniczo-żylne, choroby beri-beri i Pageta, anemia i ciąża) Objawy: kończyny ciepłe, różowe; ciśnienie pulsowe prawidłowe lub wysokie.

Niewydolność krążenia Wysoki rzut minutowy Niski rzut minutowy Obwodowy opór naczyniowy Pojemności minutowej serca Objętości krwi EABV Aktywności układu sympatycznego AVP RBF, zatrzymanie sodu i wody RAA

ZMIANY NEUROHORMONALNE I PARAKRYNNE W NS (1) Podstawa hemodynamiczna - spadek rzutu minutowego, CO. A. UKŁAD AUTONOMICZNY (Pobudzenie proporcjonalne do dysfunkcji komór) 1. Pobudzenie współczulne β-adrenergiczne, osłabienie hamowania przywspółczulnego (spadek ilości receptorów M), wzrost poziomu NE w surowicy - wzrost wyrzutu i spadek aksonalnego wychwytu zwrotnego NE 2. Pobudzenie α 1 -adrenergiczne rec. mięśniówki serca: - inotropowo dodatni, - zmiany genotypu - uwalnianie czynników wzrostu - przerost mięśniówki - spadek zawartości NE w mięśniówce przedsionków i komór. 4. Zaburzenia funkcji baroreceptorów - osłabienie odruchów presyjnych i depresyjnych z baroreceptorów. Leki naczynio - rozszerzające u zdrowych powodują wzrost HR i poziomu NE. W NS brak /niewielki wzrost HR, poziom NE wyjściowo wysoki.

ZMIANY NEUROHORMONALNE I PARAKRYNNE W NS (2) B. Mechanoreceptory przedsionków (włókna C) Fizjologia - wzrost ciśnienia w PP=hamowanie uwalniania AVP spadek impulsacji w nerwach nerkowych, wzrost RBF i GFR , diureza. W NS - desensytyzacja mechanoreceptorów przedsionkowych wskutek wzrostu aktywności pompy Na/K / Naparstnica/ Aktywacja chemoreceptorów sercowych. SKUTEK---- W NS rozkurczowej poziom AVP jest wysoki--zatrzymanie wody, skurcz naczyń, obrzęki, wodobrzusze, hiponatriemia. Brak hamowania układu adrenergicznego. C. Unerwienie adrenergiczne układu krążenia trzewnego i nerkowego – Fizjologia; wysiłek fizyczny - skurcz łożyska naczyń trzewnych i nerkowych-wzrost przepływu mięśniowego. W NS - brak efektu naczynio-skurczowego łożyska trzewnego przy wysiłku.

ZMIANY NEUROHORMONALNE I PARAKRYNNE W NS (3) D. 1)Sercowy RAS ( 90% aktywności) - aktywacja przez konwertazę a w NS przez chymazę, RAS humoralny 10% aktywności wzrost aktywności w zaawansowanej NS. W NS z niskim wyrzutem dochodzi do aktywacji RAS, który wspólnie z układem adrenergiczno-nadnerczowym jest odpowiedzialny za utrzymanie ciśnienia tętniczego. 2) Receptory angiotensynowe - A 1 A 2 – w naczyniach A 1, w miocardium A 1 i A 2 (1: 2) W NS spadek gęstości obu rodzajów receptorów. Angiotenzyna powoduje przerost miocytów i proliferację fibrocytów przez indukcję genów (c-fos, c-jun, c -myc) E. Krążąca wazopresyna AVP jest podniesiona u większości chorych z NS (szczególnie w formie ostrej NS) Receptory wasopresynowe V 1 i V 2. Blokada - V 1 zwiększa rzut minutowy, blokada V 2 zwiększa stężenie sodu, PRA i poziom AVP – bez wyraźnych zmian hemodynamicznych

ZMIANY NEUROHORMONALNE I PARAKRYNNE W NS (4) F. Peptydy natriuretyczne (ANP , BNP , CNP-), lokalizacja: ziarnistości przedsionków, mięśniówki komór i naczyń. Fizjologia ANP, B, C = | = SNS, RAS, AVP W NS - BNP rośnie 10 razy a CNP 3 razy. Peptydy natriuretyczne = laboratoryjny wskaźnik niewydolności serca G. Endotelina (1 -3) (Stres ortostatyczny- wzrost ET - 1) W NS rośnie poziom ET-1 proporcjonalnie do ciśnienia/oporu przepływu płucnego Wysoka ET odpowiedzialna za nadciśnienie płucne w NS a jej poziom nie zmienia się pod wpływem stresu ortostatycznego. H. Cytokiny - TNF-α, IL-1 - działają depresyjnie na mięsień sercowy w jego zapaleniach, posocznicy. Odgrywają pewną rolę w przebudowie serca , podwyższone w kacheksji sercowej.

Unerwienie aferentne serca a aktywacja neurohormonalna w NS - 1. SYMP-PARAS Mechanoreceptory Odruchy sercowo - sercowe i sercowo - nerkowe - depresyjne (sprzężenie zwrotne ujemne) Chemoreceptory Odruchy sercowo - presyjne (sprzężenie zwrotne dodatnie) Lokalizacja mechano i chemoreceptorów - przedsionek komory Połączenia-wagalne - pień mózgu Współczulne - piersiowy układ współczulny

Unerwienie aferentne serca a aktywacja neurohormonalna w NS - 2. Aktywacja włókien aferentnych Współczulnych: kininy, Wagalnych: zwiększenie objętości adenozyna, ischemia, serca, wzrost kurczliwości, ANP powiększenie serca. Odpowiedzialna za regulacje objętości Odpowiedzialna za ból płynów Ischemia/ zawał dolnej części LK wagalnych aferentnych - odruch sercowo-protekcyjny Bezolda-Jarischa - bradykardia Stenoza aortalna /triada angina, NS syncope/ - wagalnych aferentnych przez nadmierną kurczliwość omdlenia wago - wagalne /pulsus tardus et parvus/. Ischemia/zawał przedni LK pobudzenie współczulne serca i naczyń (tachykardia, nadciśnienie)

Unerwienie aferentne serca a aktywacja neurohormonalna w NS -3. Peptydy natriuretyczne stymulują wagalne unerwienie aferentne. • ANP - wzrost objętości serca. (Cardiac volume expansion) • PRA/aktywności reninowej osocza stymulacja włókien wagalnych aferentnych bradykardia, ciśnienia, natriureza, aktywności wsp. nerwów nerkowych • antagonizm RAS W NS - depresja mechanorecepcji a wzmocnienie chemorecepcji.

FUNKCJA RECEPTORÓW SERCOWYCH W NS Desentytyzacja mechanorecep, aktywacja ADH chemoreceptorów ADH Mechanoreceptory Mechano + peptydy natriuretyczne Tachykardia NS P impulsacji efferentnej RBF P nadnercza GFR Skurcz naczyń RBF GFR Objętości osocza Chemoreceptory Obrzęki i przesięki Bradykardia Objętości osocza, Tachycardia Skurcz naczyń Zatrzymanie wody i soli Pobudzenie adrenergiczne

WSKAZÓWKI TERAPEUTYCZNE LECZENIA NIEWYDOLNOŚCI SERCA 1. Redukcja obciążenia serca – zmniejszenie aktywności fizycznej 2. Dieta – zmniejszenie spożycia soli 3. Zmniejszenie obciążenia wstępnego =Diuretyki (pętlowe, tiazydowe, osmotyczne)– 4. Zmniejszenie obciążenia następczego = Naczynio-rozszerzające – nitraty, blokery ACE , blokery kanałów wapniowych, antyadrenergiczne centralne i obwodowe. 5. Zwiększenie kurczliwości (inotropowe): 1. Preparaty naparstnicy (digoxin) – szczególnie w migotaniu przedsionków i tachykardii komorowej (zatrucie naparstnicą – w hipokaliemii) 2. Aminy sympatykomimetyczne – dopamina, dobutamina w infuzji dożylnej – w leczeniu opornej NS (Kardiochirurgia) 3. Inhibitory fosfodiesterazy.