Insufficienza miocardica: fisiopatologia

Si tratta di una sindrome comune potenzialmente correlata ad ogni cardiopatia ischemica e/o ipertensiva, a carattere evolutivo, in cui sono presenti a un tempo, seppure non necessariamente con la stessa importanza, segni di ridotta capacità espulsiva ventricolare e di aumentata pressione diastolica ventricolare, che inducono ridotta gettata sistolica e congestione venosa. Infatti il cuore è una pompa e quando intervento dei meccanismi fisiopatologici che determinano riduzione della sua potenza, considerata come la capacità di garantire un'adeguata frazione di eiezione (F.E.), allora si parla in gergo tecnico di "insufficienza di pompa", di "cuore insufficiente" o di "insufficienza cardiaca (IC)" o, meglio ancora, di "insufficienza cardiovascolare (ICV) o "scompenso cardiaco".
Tale sindrome è conseguente o a sostituzione con nuovi miociti di cellule cardiache distrutte da processi vascolari (infarto) o infiammatori (miocarditi) o ad aggiunta di nuove cellule per inadeguatezza di quelle pre-esistenti a causa di sovraccarico di pressione o di volume: entrambe le situazioni comportano un nuovo adattamento anatomico e funzionale, detto rimodellamento miocardico. Le cellule sono prodotte da un nuovo programma genetico che comporta un diverso fenotipo di miocellula, ricco di miosina lenta, a velocità di contrazione ridotta, che quindi sviluppa minore forza contrattile (tensione attiva), con conseguente depressione dell'inotropismo e aumento del postcarico.


Segno della "fovea", cioè se si imprime il dito nella regione pretibiale dell'arto inferiore, edematosa e pastosa, di un cardiopatico, resta appunto un piccolo affossamento.

Le proteine contrattili, modulatrici e ancoranti, e il collagene più denso, non si accompagnano a neoformazione di vasi, risultandone una riduzione della disponibilità di ossigeno. Il nuovo e patologico programma genetico comporta una instabilità fisiopatologica, con sintomi e segni, nei casi meno gravi e inizialmente, sotto sforzi cospicui, poi via via meno importanti sino a essere presenti anche a riposo e arrivare, se non corretti, all'exitus. Tutti i successivi interventi, prevalentemente di natura neuroumorale, contribuiscono alla instabilità e alla progressione del quadro.
Questa definizione, che sembra inutilmente lunga, vuole sottolineare che mentre il quadro della ICV è relativamente uniforme, le modalità con cui la sindrome si instaura e progredisce sono variabili, sia per velocità di sviluppo (acuta o cronica), sia per la prevalenza ora dei segni di ridotta gettata cardiaca (disfunzione sistolica) ora di alterata pressione di riempimento ventricolare (disfunzione diastolica) (40%).
 

Frequenza

 negli ultimi dieci anni l'IC è divenuta la condizione più comune della patologia cardiovascolare. La sua incidenza aumenta con l'età, mentre non sono apprezzabili differenze significative tra i due sessi. Cosicché mentre a 40 anni la IC interessa il 10% della popolazione del mondo occidentale, dopo i 65 essa raggiunge una incidenza assai maggiore (circa il 45%).
 

Eziologia

L'ipertensione arteriosa e la cardiopatia ischemica sono oggi le due cause maggiori della IC, con una quota che supera il 60% dei casi. Seguono le cardiomiopatie, le malattie valvolari del cuore, le cardiopatie congenite, talune aritmie di lunga durata.


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Tale distribuzione è oggi relativamente uniforme nei tre quarti del nostro pianeta, a procede in parallelo con l'allargamento di un migliore tenore di vita delle popolazioni (il 20% oggi è sotto la soglia di povertà contro il 65% di cinquant'anni fa) e l'allungamento della durata della vita stessa. Nel mondo più povero le malattie della nutrizione rappresentano tuttora una quota importante delle cause delle cardiopatie. In ogni caso la terapia medica, chirurgica, elettrica delle malattie di cuore, diminuendo la mortalità, ha aumentato l'IC cronica, la forma di gran lunga più comune.

Cause precipitanti l'insufficienza cardiaca

Riduzione incongrua della terapia
Assunzione di dieta inappropriata
Attività fisica eccessiva
Stress psicologici
Situazioni ambientali inidonee (temperatura, umidità)
Aritmie
Tromboembolia polmonare
Infezioni cardiache (endocarditi o infezione reumatica)
Infezioni generali
Patologia respiratoria

Sindromi da elevata gittata cardiaca
Malattie intercorrenti generali
Seconda cardiopatia

Da sola probabilmente nessuna cardiopatia anche grave, progredisce in modo inarrestabile e continua sino alla morte: accanto alla cardiopatia, di per sé necessaria, cause intercorrenti accelerano l'equilibrio instabile e aggravano il quadro clinico: entrambe vanno analizzate e studiate per valutare come la loro interazione produca l'aggravamento della disfunzione ventricolare.
 

Fisiopatologia

 Per la comparsa della IC è necessario che le nuove cellule cardiache a scarsa attività contrattile, che diventa simile a quella del feto normale, siano sufficientemente numerose. Esse vengono prodotte da un nuovo programma genetico che codifica proteine di minore attività (ora inducendo nuove proteine, ora reprimendo la formazione di altre normali) e modificando anche il collagene di supporto che diventa più denso, ostacolando l'attività contrattile e la diffusione dell'ossigeno portato dai capillari coronarici. Oltre alla modifiche di conformazione di tutte le proteine, contrattili (actina, miosina), modulataci (troponina, tropomiosina), ancoranti le miocellule (titina, desmina) e delle metalloproteasi del collagene che interferiscono con la capacità di pompa dei ventricoli, avvengono anche alterazioni dei canali ionici, necessari agli scambi di sodio, potassio, calcio tra cellula e ambiente circostante: le conseguenze sono la facilitazione delle aritmie. Inoltre il modello di sovraccarico, ora per aumento di resistenza da deflusso ventricolare (sovraccarico di pressione o sistolico), come nella stenosi aortica o nella ipertensione arteriosa, ora per aumento del ritorno venoso al ventricolo nelle insufficienze valvolari o negli shunt sinistro-destri (sovraccarico di volume o diastolico), produce conseguenze differenti. Nel sovraccarico di pressione lo stimolo genetico induce aumento, anche di numero, dei sarcomeri in parallelo, incrementando lo spessore delle pareti e determinando ipertrofia concentrica, mentre nei sovraccarichi di volume i nuovi sarcomeri si allineano in serie, aumentando la lunghezza della cavità ventricolare e inducendo ipertrofia con dilatazione.
La conseguenza finale di queste variazioni di attività dei nuovi sarcomeri è la minore durata di vita rispetto alle cellule normali: se questa è di sette giorni, nei miociti a miosina lenta essa si riduce a due giorni. Poiché con il tempo la prevalenza delle cellule meno efficienti aumenta, la morte cellulare interessa un numero crescente di cellule, accelerando la sostituzione delle cellule normali con le altre: i meccanismi della morte cellulare sono in parte intrinseci, per apoptosi, in parte indotti da stimolazioni esterne, in particolare la iperattività simpatica (v. oltre) e quindi per necrosi. Questa sequenza di alterazioni indotta dall'eccessivo stiramento delle fibre normali e dal cambiamento del fenotipo cellulare per il già ricordato nuovo programma genetico, è quindi caratterizzata dall'azione di stimoli replicativi di natura ormonale, in particolare da eccesso di attività adrenergica, che forma il primo mediatore dei segnali, ha sede extracellulare e stimola quindi la membrana sarcolemmatica senza attraversarla.
Il risultato clinico è quindi, sino dall'inizio la riduzione della funzione di pompa: essa è determinata da:
- diminuzione dell'inotropismo miocardico, con minore velocità di formazione e di dissociazione dei ponti di actinomiosina e minore capacità energetica, perché la produzione di ATP è ridotta; la curva di Starling diventa appiattita;
- riduzione della tensione attiva (forza contrattile) della pompa cardiaca, con conseguente incremento del postcarico e quindi dello stress in sistole, che aumenta il consumo di ossigeno cardiaco;
- maggiore resistenza al riempimento ventricolare per le caratteristiche del nuovo tipo di collagene, per cui il flusso al ventricolo in diastole è ostacolato e quindi riduce anche il precarico;
- riduzione della gettata sistolica e della pressione media aortica, e parallelo incremento del volume telediastolico e della pressione telediastolica ventricolare, che producono aumento della pressione venosa centrale.
La prima conseguenza è l'intervento del sistema neuroumorale, con stimolazione del simpatico mediata dai recettori di pressione del seno carotideo, la cui attività abitualmente fasica, diviene tonica. Questo intervento è amplificato sia dalla relativa diminuzione del normale sistema tonico vagale, sia dall'aumento della concentrazione nel sangue di adrenalina e noradrenalina. L'intervento neuroumorale ha, a sua volta, altre conseguenze inevitabili:
- stimolazione continua dei recettori cardiaci Pt, che aumentano il potere contrattile in misura modesta, a spese di incremento del consumo di ossigeno;
- stimolazione dei recettori vascolari, con aumento della vasocostrizione e riduzione del potere di vasodilatazione delle arteriole dei capillari, che comportano diminuzione del flusso a taluni territori ricchi di tali terminazioni.
La stimolazione neuroumorale produce poi anche un aumento della attività del sistema renina-angiotensina-aldosterone, particolarmente attivo su taluni distretti, in particolare il rene a livello soprattutto della macula densa glomerulare e del tubulo distale. Quasi contemporaneamente la diminuita perfusione periferica contribuisce a stimolare l'endotelio vascolare di rivestimento, che riduce l'attività paracrina di produzione di ossido nitroso a spese di aumento di sostanze vaso-costrittrici. L'area di sezione arteriolare e venulare è ulteriormente ridotta e l'aumento della pressione endoluminale accentuato.
Particolarmente importante per il quadro clinico e l'evoluzione della IC è la partecipazione renale. La vasocostrizione dei vasi dei nefroni lunghi interessa soprattutto l'arteriola efferente del glomerulo, mentre la vasocostrizione dell'arteriola afferente è minore. Ne derivano:
- normale filtrato glomerulare;
- i vasi tubulari, che nascono a valle dell'arteria efferente hanno minore pressione, per cui si riduce il gradiente tra tubulo prossimale e vasi, risultandone un aumento del riassorbimento obbligatorio di acqua e sale nel tubulo prossimale; variazione del meccanismo di moltiplicazione controcorrente nell'ansa di Henle e quindi riassorbimento di cloro e sodio anche in questa sede;
- l'incremento dell'aldosterone e la maggiore sensibilità del tubulo distale all'ormone aumentano gli scambi tra sodio e potassio mediati dall'aldosterone, con ulteriore aumento del riassorbimento per scambio del sodio;
- la diuresi si riduce e compare oliguria. dapprima come nicturia, poi anche come oliguria durante il giorno.
I meccanismi renali comportano quindi ritenzione di sodio e di acqua, con aumento dei liquidi
dell'organismo, indurimento dei vasi arteriosi e venosi, pletora idrosalina e quindi edemi, di solito declivi per la associata azione della gravità. La vasocostrizione interessa anche:
- altri vasi splancnici, riducendo la attività dei visceri deputati alla digestione, con perdita dell'appetito, digestione lenta, turbe dell'alvo;
- la cute che diventa fredda e umida e insieme incapace di scambiare la temperatura tra mezzo interno ed esterno, per cui è facile un movimento febbricolare o febbrile;
- i muscoli diventano ipotrofici con comparsa di dimagramento e facile astenia da sforzo. Inoltre le cellule muscolari distrutte vengono sostituite, analogamente alle cellule del cuore da un fenotipo con minore capacità contrattile;
- cuore e cervello non partecipano alla vasocostrizione generalizzata;
- in altri visceri dominano i segni della pletora venosa, per la difficoltà di scarico nel cuore ove vige pressione telediastolica elevata;
- il fegato si ingrandisce, si distende, diventa dolente; la sua funzione di depurazione diminuisce, la bilirubina aumenta e può comparire subittero, la formazione della vitamina K si riduce con possibilità quindi di emorragie;
- il polmone congesto diminuisce la capacità respiratoria, di conseguenza una respirazione frequente superficiale e vari tipi di dispnea; la congestione polmonare venosa dapprima distende i vasi funzionanti, poi ne recluta di nuovi, ma senza capacità di smaltire il contenuto idrico del polmone, la cui pressione venosa aumenta e induce ipertensione arteriosa a monte; l'edema del polmone è dapprima interstiziale, poi, quando la pressione nei vasi supera i 30 mmHg, anche alveolare.
Altri organi sono viceversa quasi completamente risparmiati. Sono quelli in cui in condizioni normali il tono nervoso è scarso, come le coronarie, oppure in cui i fenomeni di vasomotricità sono indotti da altri meccanismi, come il circolo cerebrale sensibile soprattutto a variazioni del pH del tessuto.
Nella IC cardiaca sono anche prodotte sostanze vasodilatatrici, come i peptidi ANP (atrial natriuretic peptide) e BNP (brain natriuretic peptide): il primo aumenta in condizioni di stiramento delle fibre atriali, per aumento del volume intracardiaco; il secondo, prodotto dai ventricoli è elevato in modo più o meno evidente in numerose condizioni cliniche in cui la portata cardiaca si riduce: tale contegno lo ha fatto assurgere anche a segno di lesione cardiaca o vascolare grave. Altre sostanze vasodilatatrici sono le bradichinine e talune sostanze renali, quali le prostaglandine. Tutti questi prodotti, peraltro, sono presenti in concentrazione troppo scarsa per evitare le conseguenze inarrestabili della vasocostrizione, assai più intensa.
Nella disfunzione sistolica e nella disfunzione diastolica la sequenza e i meccanismi delle alterazioni sopra descritte, valide in ogni forma di insufficienza cardiaca, possono assumere aspetti clinici, diversi, secondo la predominanza dei segni di ridotta gettata cardiaca o di incremento delle pressioni e dei volumi di riempimento.
La disfunzione sistolica viene diagnosticata quando sono dominanti i segni della ridotta gettata cardiaca, con riduzione importante della funzione espulsiva o sistolica della pompa ventricolare sinistra, o per riduzione del potere inotropo o per eccesso di resistenza al deflusso o per eccesso di ritomo venoso. Malattie delle coronarie acute e croniche, lesioni valvolari, talune cardiopatie congenite, la maggior parte delle cardiomiopatie dilatative, azioni di taluni farmaci sono alla base di questa disfunzione, nella quale i volumi ventricolari sono variabili, ma per lo più elevati, la frazione di eiezione ridotta sotto al 40%, la gettata cardiaca bassa; astenia, dispnea, epatomegalia sono i segni dominanti.
Nella disfunzione diastolica è il riempimento ventricolare a essere ostacolato. Per eccesso di rigidità delle pareti ventricolari, la compliance è molto bassa, il precarico assai ridotto, la funzione ventricolare sistolica normale o quasi, per cui la frazione di eiezione è normale. Le pressioni in diastole e il volume di riempimento ventricolare sono viceversa meno ridotti.
Gli atri al contrario si dilatano per la difficoltà di inviare nei ventricoli il contenuto di sangue trasferito loro dal circolo venoso sistemico o polmonare. Le cardiomiopatie restrittiva e ipertrofica, la cardiopatia ischemica, la stenosi aortica, l'ipertensione arteriosa sono gli esempi più comuni di tale disfunzione.
 

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