FISIOPATOLOGIA DE LA
INSUFICIENCIA CARDIACA.
Anderson Machado C. M.V. Esp. Cardiología clínica. UBA
El corazón tiene dos funciones mecánicas fundamentales y propias, una es impulsar la sangre hacía las arterias mayores, y dos, recibir la sangre de las venas sistémicas y pulmonares para proveer un adecuado drenaje de los lechos capilares y asegurar una adecuada distribución de la sangre.
De forma sistémica y general el sistema cardio v a s c u l a r tiene como función mantener la presión sanguínea arterial, la presión de perfusión tisular
y las presiones venosas y capilares normales.
Kittelson explica que por
razones teleológicas se favoreció las respuestas a una disminución en la función cardiovascular en función de compensación de una serie de prioridades: La prioridad principal del sistema cardiovascular es el mantenimiento de la presión sanguínea. Esto p a r a m a n t e n e r u n fl u j o permanente a aquellos órganos que por razones fisiológicas y anatómicas tienen una alta resistencia al flujo como lo son el cerebro, el riñón y el corazón mismo. Mientras los otros órganos del cuerpo se pueden seguir irrigando a presiones bajas, estos órganos necesitan una presión sistólica mínima de 50 mmHg, que debe ser asegurada por el sistema cardiovascular. De esto se explica el porqué inicialmente el sistema prioriza el mantenimiento de la presión por encima del gasto cardiaco.
Figura 1
Para diagnosticar falla cardiaca debe documentarse la presencia de enfermedad cardiaca acompañada por un incremento de las presiones capilares o venosas, bajo gasto cardiaco y/o baja presión sanguínea.
PS=GC x RVP
La siguiente prioridad del sistema es elevar el gasto cardiaco elevando el v o l u m e n c i r c u l a n t e a expensas del incremento de las presiones atriales y el riesgo de edema pulmonar, y la tercera es mantener las presiones capilares normales.
Termina su exposición aseverando que la madre naturaleza prefiere una muerte lenta a una rápida. Y lo notamos, dice, con que la aparición de mecanismos compensatorios se retrasa la muerte. Incluso vemos que la mayoría de las veces lo que encontramos en la evaluación física de nuestros pacientes cardiópatas son signos compensatorios de enfermedad cardiaca.
La falla cardiaca se puede definir entonces, como una inhabilidad del corazón de bombear suficiente sangre para mantener las necesidades metabólicas de los tejidos a unas presiones de llenado diastólicas normales. También la podemos definir como una incapacidad de bombear o de recibir la sangre a presiones de llenado normales.
Las presiones de llenado en el VD (<4 mmHg) son menores que en el izquierdo (<8 mmHg), lo que refleja mayor capacidad de acomodación del VD.
Es importante tener presente que enfermedad cardiaca no es lo mismo que falla cardiaca, incluso muchos animales completan su expectativa de vida con enfermedades cardiacas subclínicas.
Es importante apuntar que muchas otras anormalidades circulatorias pueden causar congestión y/o edema y disminución de la perfusión tisular: Hipovolemia por deshidratación o hemorragia causa disminución del gasto cardiaco. Y es importante por ende para el clínico recordar que la función circulatoria normal depende de la integridad y de la interrelación entre el corazón, los lechos vasculares y la sangre en si. (Recuerde el concepto de volumen circulante efectivo)
FALLA CARDIACA:
Desde el punto de vista funcional puede clasificarse en 4 grandes categorías: Falla diastólica, falla m i o c á r d i c a s i s t ó l i c a p r i m a r i a o secundaria, sobrecarga de volumen y por sobrecarga de presión (figura 2).
Los signos clínicos asociados los podemos dividirlos en aquellos dados por la congestión y el edema (falla retrograda), por inadecuado flujo de sangre (falla
anterograda o de bajo gasto) o por disminución muy marcada del flujo y de la presión sanguínea (“shock” cardiogénico). Este último es raro en pacientes con falla crónica pero se puede presentar en pacientes con tratamientos agresivos con diuréticos y que paran de comer y de tomar agua.
En humanos y en gatos, no así en perros, un incremento de la presión atrial izquierda puede causar también efusión pleural probablemente porque las venas pleurales viscerales drenan en la venas pulmonares. Las venas pleurales parietales drenan en la vena cava por lo que una falla derecha también causa efusión pleural.
Si hay colapso caval mayor al 50% durante las fases respiratorias podemos descartar como causa de la
ascitis una hipertensión atrial derecha
Figura 3
Se forma más fácilmente ascitis a presiones mas bajas que edema pulmonar
FALLA CARDIACA CONGESTIVA
Ocurre cuando hay un incremento de la presión hidrostática capilar que sobrepasa la capacidad linfática de drenaje. Cuando la presión capilar pulmonar se incrementa por encima de 25 mmHg sobreviene el edema, mientras que la ascitis sobreviene cuando la presión auricular derecha cuando sobre pasa los 10 a 15 mmHg.
Durante la diástole el ventrículo, la aurícula y las venas que llegan a ella son una sola cámara, por lo que un incremento en la presión ventricular se transmite inmediatamente vía retrógrada al lecho venoso y capilar.
De acuerdo con la ley de Starling, un incremento de la presión hidrostática conduce a un incremento de salida de fluidos de los vasos. Pero esta salida también depende en gran medida de la presión oncótica, de las características de la membrana y del coeficiente de filtración de cada tejido, siendo menor en los sinusoides hepáticos que en la vasculatura pulmonar.
El incremento de la presión diastólica ventricular es generalmente causada por un marcado incremento del volumen sanguíneo y del retorno venoso que sobrepasa la capacidad del corazón para distenderse, o por rigidez del corazón que no le permite aceptar el volumen venoso que retorna al corazón. A esto se le denomina Falla Diastólica
Los signos clínicos de falla izquierda entonces son taquipnea, ortopnea, disnea y tos; todos ellos secundarios a edema pulmonar. Los signos derechos usualmente son congestión hepática e intestinal, ascitis y las consecuencias que de ellos se derivan.
De la mitad a dos tercios de los gatos con FCC por CMH tienen un evento previo identificado como administración de fluidos, anestesia y cirugía o reciente, administración de corticosteroides (depo-medrol o triamcinolona) 1-2 semanas previas al evento congestivo.
La falla cardiaca de bajo gasto generalmente se da en las fases finales de la falla cardiaca congestiva, o en eventos agudos como síncopes por arritmias. La gran mayoría de los gatos se presentan falla congestiva.
En respuesta a una falla izquierda crónica, elevación de las presiones de llenado atriales izquierdas y sobrecarga de volumen compensatorio, las vénulas pulmonares, arteriolas comienzan a recibir mayor presión retrograda. Estos eventos conducen a que la membrana alveolar se hipertrofie, lo que reduce la capacidad de oxigenación. La hipoxia crónica conduce a vaso constricción pulmonar que eleva aún mas la presión y que en últimas va a redundar en una falla cardiaca derecha. Al día de hoy se considera que la principal causa de falla derecha es la falla cardiaca congestiva izquierda, e incluso en medicina humana se considera un factor pronóstico negativo la presencia de falla derecha.
Identificación de distensión de venas hepáticas o incluso de ausencia de colapso parcial de las cavas durante la respiración son signos sensibles de incremento de la presión auricular derecha (figura 3).
BAJO GASTO CARDIACO
Una falla cardiaca con bajo gasto produce mala perfusión tisular y todas las consecuencias que se desencadenan: fatiga, debilidad, intolerancia al ejercicio, extremidades frías, bajo tiempo de llenado capilar, membranas pálidas, hipotermia. Todo esto conlleva a estados de metabolismo anaeróbico, hiperlactatemia, acidosis metabólica.
Casi siempre se presentan primero los síntomas congestivos y luego los de bajo gasto.
Recordemos que dentro de las prioridades del sistema el mantenimiento de la perfusión tisular es muy importante, por lo que los signos de bajo gasto usualmente se retardan hasta el final de la falla cardiaca.
FALLA CARDIACA SISTÓLICA
Se define como una disminución de la contractilidad miocárdica ya sea de origen primario o adquirido. Los eventos que la causan pueden ocurrir por defectos en las proteínas contráctiles, en la producción de energía (mitocondrias), en las proteínas del cito esqueleto, en la envoltura nuclear o en las proteínas transcripcionales. Dentro de las causas secundarias tenemos: nutricionales (deficiencia de taurina y/o carnitina), enfermedades que causan sobrecargas de volumen o de presión, fases finales de las cardiomiopatías (CMH).
Una vez que se genera una incapacidad del músculo cardiaco para contraerse de forma adecuada se generan una serie de eventos que culminarán, si el tiempo es suficiente, con una falla cardiaca. Muchas veces este camino dura varios años; incluso el sistema cardiovascular ha evolucionado para que así sea. Ocasionalmente es agudo este fallo, pero a continuación trataremos de forma mas extensa el fallo crónico.
Los baroreceptores son terminaciones nerviosas especializadas que detectan los cambios de presión en puntos específicos de las grandes
arterias, principalmente en carótidas y en la aorta. Su estiramiento genera la transmisión de una señal (los aórticos a través del nervio vago y los carotídeos a través del nervio de Hering, y de ahí al nervio glosofaríngeo) que viaja por el tracto solitario en la médula del tallo cerebral. Una vez el impulso llega al tallo, una señal secundaria inhibe el centro vasoconstrictor en la medula y excita el centro vagal parasimpático. El efecto neto de esto es vasodilatación venosa y arteriolar a través del sistema circulatorio periférico y disminución de la fuerza y velocidad de la contracción cardiaca (figura 5).
Apenas disminuye la presión de sangre que sale del corazón, en este caso por disminución en la contractilidad, los baroreceptores dejan de estimularse y se inhibe la inhibición vagal, por lo que se produce liberación simpática que trae dos efectos netos: 1.
Estimulación directa a los receptores beta 1 cardiacos que generan un incremento de la contractilidad e incremento de la frecuencia cardiaca, y 2. Produce vaso constricción arteriolar periférica por estimulación de los receptores alfa 1.
Este evento agudo, que dura fracciones de segundo en producirse, es el evento que eleva inmediatamente la presión sanguínea. Mas detalladamente a nivel cardiaco, una disminución en la contractilidad produce una disminución en
el acortamiento de las fibras. Esto resulta en un incremento del volumen sistólico final y un incremento del diámetro sistólico final. El ventrículo no eyecta todo lo que tiene que expulsar. Para esta fase aguda, una disminución del volumen latido genera una disminución del gasto cardiaco y por ende una disminución de la presión sanguínea que se ve compensada con incremento de la frecuencia cardiaca e incremento de la resistencia vascular
periférica.
P o r o t r o l a d o , e l estímulo adrenérgico
también induce liberación de
angiotensina II, vasopresina y endotelina. Este proceso agudo dura aproximadamente 24 a 72 horas, donde por mecanismos no completamente conocidos los receptores adrenérgicos cardiacos disminuyen su “reactividad” al estímulo (down regulation), lo que hace que la contractilidad vuelva a caer de nuevo y entonces el sistema tiene que echar mano de otros mecanismos, crónicos, para la compensación de la disminución del gasto cardiaco.
El mecanismo crónico de compensación se basa principalmente en el incremento del volumen sanguíneo por la retención a nivel renal de sodio y agua mediada principalmente por la activación del sistema renina angiotensina aldosterona (RAAS).
Figura 6
Figura 7
Un corazón con una sobrecarga de volumen, aunque trabaja mas, no lo hace tanto como un corazón con una sobrecarga de presión.
La ley de Frank-starling o mecanismo de regulación heterométrica cardiaca demuestra que al mejorar el estiramiento de las fibras, mejora la contractilidad cardiaca (figura 6).
A nivel local, un incremento crónico del estiramiento induce un mayor estrés parietal al final de la diástole. La ley de Laplace claramente nos dice que la tensión de la pared del corazón es directamente proporcional a la presión y al radio de la cámara, e inversamente proporcional al espesor de la misma. Lo que hace énfasis en que cualquier incremento en el tamaño de la cámara o en la presión de la misma debe ir acompañado de un incremento en el grosor de las paredes para mantener un estrés de pared normal (figura 7).
El consumo de oxígeno, la demanda de energía cardiaca está íntimamente ligada al estrés de la pared, a la frecuencia cardiaca y a la contractilidad. Por lo que cambios en la tensión parietal se traducen en, 1. Incremento del consumo de oxígeno miocárdico, y 2. En cambios físicos en la micro anatomía cardiaca. Estos cambios micro y macro estructurales son los que se han venido denominando como eventos de remodelación cardiaca.
A medida que la enfermedad miocárdica progresa la falla va haciéndose mas severa. La fracción de acortamiento y de eyección se ven seriamente comprometidas, y las presiones diastólicas finales se incrementan al punto de generar edema pulmonar. A pesar se esto se nota que el volumen latido se mantiene constante (ley de priorizaciones cardiacas).
Porque en falla mitral puede ser menos severa la falla miocárdica que en otras sobrecargas de volumen?
FALLA CARDIACA DIASTÓLICA
Se sospecha cuando hay falla cardiaca con función sistólica normal.
La diástole se divide en una fase activa de relajación isovolúmica, un llenado rápido temprano, un llenado pasivo o diástasis y la contracción atrial (figura 8). El llenado rápido da un 80% del volumen ventricular al final de la diástole. Una función diastólica disminuida se puede dividir en dos categorías: Un empeoramiento de la relajación activa o u n a d i s m i n u c i ó n d e l a adaptabilidad ventricular.
La relajación activa se da cuando e l c a l c i o s e d i s o c i a d e l a troponina C y es secuestrada por el retículo sarcoplásmico por la bomba SERCA (figura 9). Esta a c t i v i d a d s e v e incrementada cuando la proteína inhibitoria fosfolambdam se fosforila y pierde su poder inhibitorio. Anormalidades de esta bomba produce un retraso de la relajación. De igual manera, una taquicardia sostenida por mucho tiempo disminuye el tiempo en que
esta bomba retoma el calcio, por lo que este evento disminuye la relajación. También una sobrecarga de calcio igualmente la empeora, así como la isquemia miocárdica.
El ATP generado en la mitocondria y transportado en forma de fosfo creatina se necesita en: la disociación de la actina y la miosina, en la disociación del calcio de la troponina c y el secuestro del calcio por la SERCA. Durante la isquemia se acumulan en los tejidos mayores niveles de ADP
citosólico que ATP, lo cual también prolonga la relajación. Figura 8
Es importante detallar que pacientes con falla cardiaca tienen niveles de calcio menores en el retículo sarcoplásmico. Esto se da por: 1. Disminución de los niveles de SERCA o de su actividad, 2. incremento de la remoción de calcio intracelular por el inter-cambiador sodio calcio, y 3. alteraciones en la liberación del calcio de los receptores rianodínicos.
La adaptabilidad miocárdica está determinada por la masa ventricular y la composición de la misma. Dentro de los determinantes de la rigidez están los cambios en la matrix extra celular, y cambios en las proteínas del cito-esqueleto, como en la Titina, y los miofilamentos (figura 10). El principal componente de la Matrix extracelular es el colágeno tipo I y III. Su radio es de 7,4:1. La síntesis de e s t o s s e v e n i n c r e m e n t a d o s p o r l a s metaloproteinasas, por el SRAA, principalmente por la aldosterona y la angiotensina II, por estímulo simpático, por citoquinas inflamatorias (factor transformante de crecimiento y factor de necrosis tisular) y factores de crecimiento como el factor parecido a la insulina.
Figura 10
Estas perturbaciones en el manejo del calcio favorecen la presentación de despolarizaciones posteriores, tempranas o retardadas y la inducción por ende de arritmias e incluso la muerte subita.
En CMH donde hay isquemia sub endocárdica por arteriosclerosis coronaria o compresión de las pequeñas arterias coronarias.
MECANISMOS COMPENSATORIOS CRONICOS
SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA ALDOSTERONA
La renina es una enzima liberada por el aparato yuxta glomerular del riñón. Su liberación es producida por varios mecanismos:
1. Estímulo directo simpático beta al aparato yuxta glomerular.
2. Por los receptores de tensión que hay en las paredes de las arteriolas aferentes que detectan la presión sanguínea y una disminución de ésta estimula su liberación.
3. La mácula densa, una región especializada del túbulo distal detecta la disminución del sodio y/o del cloro, lo que estimula su liberación.
4. Factores humorales como la concentración sérica de potasio, angiotensina II, vasopresina. (figura 11)
La renina convierte el angiotensinógeno en angiotensina I, la cual es convertida en angiotensina II por la enzima convertidora de la angiotensina (ECA). Esta última es un potente vasoconstrictor y estimula la secreción de aldosterona, que también es estimulada por una disminución del potasio y por un incremento de ACTH. La aldosterona promueve la reabsorción de sodio y la excreción de potasio a nivel de los túbulos distales renales.
Se ha postulado que el SRAA plasmático se activa en momentos en el que el corazón está cambiando activamente, mientras que el SRAA tisular está activo en estados de estabilidad cardiaca. De ahí que el proceso de remodelación cardiaco continua a pesar del uso de inhibidores de la aldosterona. La AT II estimula los receptores AT1R que Figura 12
producen vasoconstricción, incrementan la síntesis de aldosterona, estimula la sed, favorece la síntesis de vasopresina en la pituitaria, induce la síntesis de endotelina I e incrementa el tono simpático. En el corazón están presentes todos los componentes del sistema RAA, menos la renina, y son capaces de generar aldosterona a nivel local y de ATII. Ademas de la ACE hay otras vías, como la de las quimasas, las catepsinas y la toninas que favorecen la producción de ATII y aldosterona local. En realidad en perros, gatos y humanos, las quimasas son responsables del 90% de la formación de ATII cardiaca.
Su efecto remodelante cardiaco se debe a la producción y activación de factor de crecimiento transformante beta, el cual es muy activo durante el periodo embrionario.
OTRAS HORMONAS
En pacientes con ICC también se elevan las concentraciones de vasopresina (ADH) por estímulo simpático. Esta favorece la retención de agua y es la responsable de la presentación de hiponatremia por absorción de agua libre a nivel tubular distal. Esta hormona también estimula la sed.
El péptido natriurético atrial, secretado por los miocitos atriales en respuesta a distensión, promueve la diuresis y vasodilatación, ademas de inhibir el SRAA. Pero su acción es rápidamente sobrepasada por los mecanismos compensatorios, incluso su sensibilidad disminuye en enfermedades crónicas. Se ha postulado que él y sus subproductos metabólicos sirven como marcadores de severidad.
En un estudio en humanos se observó que la concentración de aldosterona estaba incrementada 6.4 veces, de renina su actividad 9,5 veces lo normal, y del factor natriurético atrial 14,3 veces. El flujo plasmático renal fue de un 29% del control, la filtración glomerular un 65% del control. Todo esto produce un incremento del volumen extracelular del 32%, un 34% del volumen plasmático, un 22% del volumen sanguíneo, un 16% del agua corporal y un 37% del sodio intercambiable.
VENOCONSTRICCION
Dada en la ICC produce una redistribución de la sangre periférica al sistema central en un intento de mejorar el retorno venoso. Esta venoconstricción es secundaria a la liberación de catecolaminas y estimulación por angiotensina II.
CONSTRICCION ARTERIOLAR
Esta induce incremento de la resistencia vascular que trae como consecuencia un retorno a la presión sanguínea normal. Esta se da por las catecolaminas liberadas, por la angiotensina II y la endotelina. Una activación crónica de estas sustancias induce la activación del sistema insólitol tri fosfato, que es el encargado del producir vasoconstricción mediada por la liberación de calcio. Crónicamente esto induce la activación de las proteínas kinasas, las cuales inician el ciclo de hipertrofia del músculo liso vascular (remodelamiento vascular).
EFECTOS RENALES DE LA FALLA CARDIACA
Cuando el gasto cardiaco disminuye en perros el flujo renal se redistribuye hacia las nefronas yuxta medulares, lejos de las nefronas corticales, en un intento de retener mayores cantidades de sodio.
Por otro lado hay una disminución del flujo renal a cerca de un 10% del nivel basal, lo que disminuye la filtración de productos nitrogenados y creatinina. Para que retorne la filtración a lo normal, la arteriola eferente se contrae por estimulación de la angiotensina II para incrementar la presión de filtración. Aunque la aferente también esta contraída por estímulo adrenérgico sistémico, no lo está tanto como la eferente por lo que el efecto neto es el incremento de la fracción de filtración, pero trae como consecuencia por otro lado, una disminución del flujo sanguíneo renal (figura 12).
OTROS EFECTOS DE LA FALLA CARDIACA
En la enfermedad cardiaca crónica la destrucción de miocitos, los procesos de remodelación y los estímulos hormonales generan la producción de grandes cantidades de citoquinas pro inflamatorias entre las cuales están la interleucina 1 y el factor de necrosis tumoral alfa (figura 13). Estas contribuyen en gran medida a la caquexia comúnmente vista en fases terminales. También son responsables de otros mecanismos ligados a disfunción ventricular, miocarditis, fibrosis miocárdica y falla cardiaca.
El estado adrenérgico constante trae como consecuencia disfunción barorreceptora, taquicardia persistente, incremento de la post carga; y todo esto produce a nivel cardiaco incremento del consumo de oxígeno, lo que empeora la hipoxia miocárdica y la disfunción mecánica. Altos niveles de norepinefrina a nivel miocárdico causan cambios tóxicos, induce la apoptosis, la degradación miofibrilar e incrementa la síntesis de colágeno. Igualmente hay un mayor riesgo de sufrir arritmias ventriculares.
