El aumento de la diferencia de presión fisiológica entre el ventrículo izquierdo y la aorta ascendente durante la eyección es la característica definitoria de la estenosis valvular aórtica. Es importante destacar que estas diferencias de presión existen en los sujetos normales y es su aumento de magnitud lo que caracteriza la enfermedad. Las diferencias
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de presión fisiológicas entre el ventrículo izquierdo y la aorta se deben a la naturaleza pulsátil del ciclo cardiaco, y no implican, per se, la presencia de una limitación a la
eyección.92-96
Cualquier diferencia de presión en el interior de una cámara en el que se propaga un fluido pulsátil viene determinada por la ecuación de Navier-Stokes para un líquido no comprimible:
(
)
(
)
P g z v v v t η ρ ρ ∂ −∇ + ⋅ + ⋅ ∇× ∇× ∂= + ⋅∇ v 1.1 donde ∇representa i j k x y z ∂ + ∂ + ∂ ∂ ∂ ∂ , 1.2y donde, a su vez, (i,j y k son los vectores unidad ortogonales), v es el vector de la
velocidad local de la sangre con sus tres componentes espaciales, P es la presión local, g es
la constante de gravitación, z es la altura local, y ρ y η representan la densidad de la sangre y su viscosidad dinámica, respectivamente. En términos generales, y en ausencia de una severa obstrucción al flujo, la capa límite alrededor del fluido es muy delgada y está poco desarrollada. Por lo tanto, en estas situaciones, el término de resistencia viscosa es muy pequeño y el segundo término de la ecuación, proporcional a η ρ
−∇
puede despreciarse. Sin embargo, en presencia de estenosis aórticas severas el término friccional sí debe ser tenido en consideración. La contribución de la presión hidrostática , tanto en sujetos normales como en estenosis aórticas, es muy pequeña y puede omitirse. Si se asume que el flujo se propaga casi exclusivamente en una dirección, tal y como ocurre en la eyección ventricular siguiendo el eje ápex - tracto de salida - válvula aórtica - raíz aórtica, la ecuación 1.1 puede resolverse a lo largo de una dimensión lineal representada por la línea de flujo. Así, en ausencia de pérdidas friccionales, la ecuación se simplifica a la ecuación del momento de Euler que define el equilibrio entre la diferencia de presión del fluido y las fuerzas inerciales que se asocian a la aceleración:
(
g z⋅)
p v v s ρ t ∂ = − ⋅∂ + ⋅ ∂ ∂ v s ∂ ∂ 1.31.2LOS ÍNDICES DE SEVERIDAD DE ESTENOSIS AÓRTICA 43
donde v ahora representa la velocidad lineal a lo largo de la línea de flujo y s la distancia a
lo largo de esa línea. El signo negativo del gradiente de presión traduce el hecho de que una partícula sanguínea tenga una aceleración positiva cuando se mueve desde una región de mayor a una de menor presión y viceversa. Conforme a esta ecuación, la aceleración del fluido contiene tanto un componente convectivo que representa el cambio en la velocidad a lo largo del espacio en un instante determinado, y un componente inercial o local, que designa el cambio de la velocidad a lo largo del tiempo (aceleración) en una determinada posición.96 La ecuación 1.3 permite estimar los gradientes de presión reales como campos espacio-temporales de la diferencia de presión por unidad de distancia. La diferencia de presión entre dos estaciones presentes en la línea de flujo puede obtenerse simplemente mediante la integración espacial de esta ecuación.* En consecuencia, la ecuación puede
simplificarse a la ecuación de Bernoulli para sistemas pulsátiles: 97,98
(
2 2 2 1 2 1 1 2 2 1 dv P P ds v v dt ρ ρ − = ⋅∫
⋅ + ⋅ ⋅ −)
, 1.4la cual pasa a ser:
(
)
2 2 2 1 2 1 1 2 2 1 ( ) dv P P ds v v R v dt ρ ρ − = ⋅∫
⋅ + ⋅ ⋅ − + ⋅ , 1.5si se tienen en consideración las pérdidas friccionales. El primer término de la ecuación se designa componente de aceleración local entre los dos puntos, el segundo denota el componente de aceleración convectiva y el tercer término, R(v), hace referencia a las pérdidas friccionales viscosas entre los puntos 1 y 2. En las fases iniciales de la eyección, si bien la velocidad de la sangre es todavía baja, la rápida aceleración producida por la sístole ventricular explica que el gradiente de presión se deba predominantemente al primer término de la ecuación (Figura 1.9). Estos gradientes protosistólicos han sido, por tanto, denominados "generadores de impulsivos" o "gradientes de Rushmer".99 Más avanzada la sístole, cuando la aceleración prácticamente ha desparecido, prima el segundo
* En términos físicos, la noción de gradiente denota el cambio de una unidad de medida en función de la distancia,
y para el caso que nos ocupa, Gr , donde l = distancia. Estrictamente, el concepto de gradiente implica normalizar la diferencia de presión por la distancia entre los puntos entre los cuales se mide. Sin embargo, en hemodinámica clínica, el uso del término se ha hecho extensivo simplemente a la diferencia de presión. El término
gradiente se ha extendido en la práctica clínica como equivalente al de diferencia de presión y, por tanto, se
utilizará como intercambiable en el presente trabajo, excepto cuando se indique lo contrario.
44 CAPÍTULO 1.INTRODUCCIÓN
Figura 1.9 Representación de los componentes de la diferencia de presión en un
sistema hidráulico pulsátil en presencia de una obstrucción progresiva al flujo. La ecuación completa de Bernoulli incluye un término inercial, un término convectivo y un término friccional. Véase texto para los detalles.
término, los gradientes son debidos casi exclusivamente a la aceleración convectiva. Puesto que estos gradientes son equivalentes a los obtenidos mediante la clásica ecuación de Bernoulli simplificada han sido denominados "gradientes de Bernoulli" (ver ecuación 1.7).95 Así, mediante los dos términos de la ecuación se explican las diferencias de presión observables en cualquier momento de la eyección ventricular, y demuestran por qué la eyección ha de asociarse a diferencias de presión considerables tanto transvalvulares como intraventriculares, incluso en ausencia de obstrucción.
Las diferencias de presión entre la aorta y el ventrículo izquierdo llegan a alcanzar valores de 25 mmHg durante el ejercicio en sujetos normales. Descritos por primera vez durante la década de los 60,100,101 los gradientes intraventriculares fisiológicos se confirmaron posteriormente mediante catéteres dotados de micromanómetros de estado sólido, tanto en reposo como durante el reposo y la infusión de isoprotenerol.102 Muy ocasionalmente, con la utilización de éste tipo de catéteres pueden registrarse gradientes "impulsivos" en pacientes con estenosis aórtica.103,104
Es importante destacar que el rasgo específico de la enfermedad valvular no es la existencia, sino el aumento de un gradiente transvalvular eyectivo presente en condiciones fisiológicas. A medida que la estenosis aórtica se desarrolla, el mantenimiento del gasto cardíaco implica, obligatoriamente, un aumento de la velocidad lineal de la sangre a través de la válvula.92 Así, típicamente se obtienen velocidades superiores a los 5 m/s a través de la vena contracta del chorro eyectivo. Dado que las velocidades en el cuerpo del ventrículo
1.2LOS ÍNDICES DE SEVERIDAD DE ESTENOSIS AÓRTICA 45
izquierdo están en el rango de los 0,1 m/s, fácilmente se explica la gran intensificación de la aceleración convectiva que tiene lugar en la región sub-valvular cuando existe una obstrucción al tracto de salida del ventrículo izquierdo. Esto ha de ir asociado a una gran acentuación de la diferencia de presión, consecuencia del aumento del componente convectivo (ecuación 1.4 ).105
La progresión de la estenosis valvular no sólo conlleva un aumento cuantitativo del gradiente de presión transvalvular sino que existen además aspectos cualitativos cuya importancia también ha de ser considerada.94 En primer lugar, el predominio del efecto convectivo en la generación de la diferencia de presión implica una mayor dependencia del gradiente transvalvular de la velocidad de eyección. Esto se traduce en una mayor sincronía en la fase de la onda de diferencia de presión y la de flujo transvalvular, con una morfología de curva con el pico retrasado y redondeado. Idéntico mecanismo explica una prolongación del tiempo de eyección tanto en reposo como en ejercicio, con objeto de compensar la disminución de la aceleración máxima y de la velocidad en el tracto de salida del ventrículo izquierdo. 96
Otro concepto fisiológico que modifica la medida de la diferencia de presión transvalvular en la estenosis aórtica es el fenómeno de la recuperación de presión.106-109 Estudios de dinámica de fluidos realizados in vitro han demostrado que el chorro de la estenosis aórtica es típicamente turbulento y que su segmento más estrecho (vena
contracta) se encuentra inmediatamente distal al orificio valvular anatómico.110 A medida que el flujo se expande y ensancha distal a la vena contracta, el flujo laminar se vuelve a desarrollar e induce un aumento de la presión en la aorta ascendente, de forma que cuando la presión se mide en su porción distal el gradiente transvalvular sistólico es menor al que se obtendría si la presión distal, se obtuviera al nivel de la vena contracta.111 La vuelta al estado laminar del flujo distal a la estenosis está íntimamente relacionada con la formación de los vórtices en la aorta ascendente,112 lo que explica el papel del tamaño y la disposición anatómica de la aorta supravalvular en el fenómeno de recuperación de presión. Por ser una fuente bien estudiada de discrepancia entre los valores de gradiente transvalvular obtenidos mediante estudio hemodinámico y Doppler, el fenómeno de la recuperación de presión será tratado en mayor profundidad más adelante (sección 1.2.3, página 48).
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