Cardiopatia ischemica: eziologia, fisiopatologia e meccanismi di compenso

CARDIOLOGIA #1

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CARDIOPATIA ISCHEMICA

Il muscolo cardiaco riceve ossigeno e sostanze nutritive dalle arterie coronarie:

• destra
• sinistra,

che originano dalla radice dell'aorta appena sopra le cuspidi della valvola aortica. Dopo la loro origine, questi vasi decorrono anteriormente, uno per lato dell'arteria polmonare.

La grande arteria coronaria principale sinistra passa tra l'atrio e il tronco polmonare per raggiungere il solco Atrio-Ventricolare. Lì si divide in:

• arteria coronaria discendente anteriore sinistra che vascolarizza:
  • 2/3 anteriori del setto interventricolare
  • Muscolo papillare anteriore
  • Superficie anteriore del ventricolo sx
• arteria circonflessa: Emana grandi rami marginali ottusi che riforniscono la parete laterale e posteriore del ventricolo sinistro.

L'arteria coronaria destra (RCA) viaggia nel solco AV destro, passando posteriormente tra l'atrio destro e il ventricolo.

> Fornisce sangue al ventricolo destro attraverso rami marginali acuti. Nella maggior parte delle persone, l'RCA distale dà origine a un grande ramo, l'arteria discendente posteriore. Questo vaso viaggia dall'aspetto infero- posteriore del cuore all'apice e fornisce sangue a:

• pareti anteriore e posteriore dei ventricoli
• terzo posteriore del setto interventricolare.

Pulmonary artery Left main coronary artery Aorta Left circumflex coronary artery Right coronary artery Le fi anterior descending coronary artery Left circumflex coronary artery Le fi circumflex coronary artery - Left anterior descending coronary artery Right coronary artery Diagonal branch Obtuse marginal branches Right coronary artery Acute marginal branch B C Posterior descending coronary artery

ISCHEMIA MIOCARDICA

Definizione di Ischemia Miocardica

Def: condizione patologica che si sviluppa come conseguenza dell'incapacità da parte del cuore e/o dell'organismo di apportare al miocardio stesso una quantità di O2 proporzionale alla necessità di 02 in un dato momento.

EZIOLOGIA

Nel cuore normale, il fabbisogno di ossigeno del miocardio è continuamente soddisfatto dall'apporto arterioso coronarico. Anche durante un intenso esercizio fisico, quando aumentano le esigenze metaboliche del cuore, aumenta anche l'apporto di ossigeno alle cellule del miocardio in modo da mantenere l'equilibrio.Pag. 2 di 11

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Ciò che avviene in patologia al contrario, mantiene due caratteristiche fondamentali:

1. La patologia nasce quando vi è uno discrepanza fra richiesta e apporto di O2
2. Può originare da una causa intrinseca del miocardio che ne altera la richiesta di ossigeno o del suo sistema di vascolarizzazione che ne altera l'apporto.

Myocardial oxygen supply Myocardial oxygen demand O2 content Wall stress (P xr/2h) Coronary blood flow 1) coronary perfusion pressure Heart rate 2) coronary vascular resistance a) external compression b) intrinsic regulation Contrac tility

Apporto di O2 al Miocardio

L'apporto di ossigeno al miocardio dipende dallo stato di ossigenazione del sangue determinato da:

• concentrazione di emoglobina
• stato degli scambi alveolari

e dall'apporto vascolare coronarico.

Mentre in assenza di patologie polmonari o severa anemia lo stato di ossigenazione rimane costante il flusso coronarico può variare ed è determinato da:

• Pressione di perfusione delle coronarie
• Resistenza al flusso coronarico che è dato da:
  • Compressione esterne esercitate.
  • Regolazione intrinseca del calibro del lume.

Pressione di Perfusione

Come in tutti i vasi sanguigni, il flusso arterioso coronarico (Q) è direttamente proporzionale alla pressione di perfusione del vaso (P) ed è inversamente proporzionale alla resistenza vascolare coronarica (R).

Q UR P R

Tuttavia, a differenza di altri sistemi arteriosi in cui il maggior flusso sanguigno si verifica durante la sistole, la predominanza della perfusione coronarica avviene durante la diastole. La ragione di ciò è che il flusso sistolico è compromesso dalla compressione dei piccoli rami coronarici mentre attraversano il miocardio in contrazione mentre, al contrario, non è alterato durante la diastole perché il miocardio rilassato non lo comprime. Così, nel caso delle coronarie, la pressione di pressione può essere approssimata dalla pressione diastolica aortica. Le condizioni che riducono la pressione diastolica aortica come l'ipotensione o il rigurgito della valvola aortica riducono la pressione di perfusione dell'arteria coronarica e possono diminuire l'apporto di ossigeno al miocardio.

Resistenza al Flusso

La compressione esterna viene esercitata sui vasi coronarici durante il ciclo cardiaco mediante contrazione del miocardio circostante. Il grado di compressione è direttamente correlato alla pressione intramiocardica ed è maggiore durante la sistole. Inoltre, quando il miocardio si contrae, il subendocardio, adiacente all'elevata pressione intraventricolare, è soggetto a una forza maggiore rispetto agli strati muscolari esterni. Questa è una delle ragioni per cui il subendocardio è la regione più vulnerabile al danno ischemico.CARDIOLOGIA #1

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Controllo Intrinseco del Tono Arterioso Coronarico

A differenza della maggior parte dei tessuti, il cuore non può aumentare l'estrazione di ossigeno su richiesta perché nel suo stato basale rimuove quasi quanto più ossigeno possibile dal suo apporto di sangue. Pertanto, qualsiasi ulteriore richiesta di ossigeno deve essere soddisfatta da un aumento del flusso sanguigno e l'autoregolazione delle resistenze vascolari coronariche è il mediatore più importante di questo processo. I fattori che partecipano alla regolazione della resistenza vascolare coronarica includono:

• accumulo di metaboliti locali,
• autoregolazione endoteliale
• regolazione neurale.

Richiesta di O2 del Cuore

I parametri che regolano la richiesta di ossigeno del cuore sono:

1. la frequenza cardiaca
2. la contrattilità cardiaca
3. la tensione di parete,

dove questa è determinata da:

1. pressione sistolica
2. volemia.

1 Heart rate N.C. Contractility Oxygen requirements Oxygen supply Coronary blood flow W Wall tension - Systolic pressure Volume Ischemia Lactic acidosis ST seg A Į Contractility Pain

Quindi il motivo per cui il cuore può richiedere maggior apporto di ossigeno è perché la frequenza cardiaca è aumentata, o perché la contrattilità, che è un indice di funzionalità di quanta pressione sviluppa il cuore, è aumentata oppure perché la tensione di parete è aumentata.

Durante l'esercizio fisico tutti questi parametri sono aumentati soprattutto FC e contrattilità e questo è il motivo per il quale la condizione dell'esercizio è una delle condizioni scatenanti l'ischemia per l'aumento di richiesta di O2.

CAUSE DI ISCHEMIA

Le cause sono molte e possono essere suddivise in:

1. Cause Cardiologiche:
   • Brusca riduzione del flusso coronarico:
     1. sindrome coronarica acuta.
     2. Embolia coronarica
   • Tachiartimia sostenuta
   • Ipertensione severa
   • Bradiaritmia severa
   • Malattia Coronarica
   • Dissezione aortica o stenosi aortica
   • Malattia dei piccoli vasi coronarici
   • Dissezione coronarica e/o ematoma intramurale
2. Cause extracardiache 1Pag. 4 di 11

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Tutte quelle condizioni o malattie che favoriscono lo squilibrio tra fabbisogno di ossigeno e apporto di ossigeno tra le quali:

• Severa anemia
• Insufficienza respiratoria
• Ipertensione polmonare
• Sepsi

Malattia Coronarica

La malattia coronarica è la causa di ischemia più frequente e anche il modello di cause di ischemia per discrepanza fra apporto e consumo di ossigeno. La patologia è determinata dal restringimento del lume di una o più arterie coronarie, dove la principale causa è la presenza di placche aterosclerotiche complicate o meno che siano.

Perché vi sia danno ischemico è necessario una stenosi fissa coronarica del 70-75% per determinare un'ischemia sotto sforzo. Questo avviene sotto sforzo dal momento che esistono vari meccanismi di compenso che a riposo mantengono un sufficiente apporto di ossigeno al cuore, mentre quando la domanda di ossigeno cresce, come sotto sforzo vi è discrepanza e quindi ischemia.

Fisiopatologia della Malattia Coronarica

La legge di Poiseuille afferma che per il flusso attraverso un vaso è pari a:

Q = ΔΡπι4 8nL

in cui Q è il flusso, AP è la differenza di pressione tra i punti misurati, r è il raggio del vaso, n è la viscosità del fluido e L è la lunghezza del vaso.

Inoltre il flusso è uguale alla differenza di pressione divisa per la resistenza (R) al flusso:

Q= AP ΔΡ R

Flow - - AP separation As 1 A, (mL/min) f,Q 12Q2 AP = + VISCOUS SEPARATION 8πμL 1= A2 f2 = P/2[1/As - 1/An]2

Così, la resistenza vascolare è governata, in parte, dalla componente geometrica, cioè, il significato emodinamico di una lesione stenotica dipende dalla sua lunghezza e, molto più importante, sul grado di restringimento del vaso (cioè la riduzione di r) che provoca.

Malattia Microvascolare Coronarica

Al contrario delle arterie di conduzione che sono le coronarie e i loro vasi principali le arteriole e i capillari che si allargano a rete nel miocardio sono chiamati vasi di resistenza, perché avendo un diametro sotto i 500 micron offrono la maggior resistenza al flusso e allo stesso tempo potendo regolare il calibro posso regolare il flusso.

Nel caso di patologie che interessano questi vasi in particolare del loro endotelio e della capacità di regolazione muscolare della tonaca muscolare del lume e quindi della resistenza.

Conductance Arteries Resistance Arteries <500 μ. Microvasculature P 100 MACRO MICRO

Aumentando la resistenza e diminuendo la capacità intrinseca di regolazione dei vasi stessi viene a diminuire l'apporto di ossigeno soprattutto in casi di esercizio dove la regolazione di vasodilatazione è più necessaria e la richiesta di ossigeno è aumentata.CARDIOLOGIA #1

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CASCATA DELL'ISCHEMIA MIOCARDICA

Le conseguenze dell'ischemia riflettono l'inadeguata ossigenazione miocardica e l'accumulo locale di prodotti di scarto metabolici.

Durante l'ischemia, i miociti convertono le vie metaboliche aerobiche in anaerobiche. La ridotta generazione di ATP compromette l'interazione delle proteine contrattili e si traduce in una riduzione transitoria sia della contrazione sistolica ventricolare che del rilassamento diastolico, poiché entrambi sono processi dipendenti dall'energia.

Il conseguente aumento della pressione diastolica del ventricolo sinistro viene trasmesso (attraverso l'atrio sinistro e le vene polmonari) ai capillari polmonari e può precipitare la congestione polmonare e il sintomo della dispnea (mancanza di respiro).

Spontaneous transmural ischaemia | Coronary venous O2 saturation ATP Į Regional Contraction: dyskinesis 1 minute I LV contractility (dP/dt) ECG ST changes K+ efflux 2 minutes Symptoms (angina)

Inoltre, i prodotti metabolici come il lattato, la serotonina e l'adenosina si accumulano localmente. Si sospetta che uno o più di questi composti attivino i recettori del dolore periferico nella distribuzione da C7 a T4 e possa essere il meccanismo attraverso il quale viene prodotto il disagio dell'angina.

Conseguenze dell'Ischemia Miocardica

L'ischemia miocardica può avere, in base alla sua entità, delle conseguenze variabili. Può determinare:

• Danno reversibile: come nel caso di tachiartmie di breve durata
• Danno irreversibile: che comporta infarto miocardico con necrosi cellulare

Infarto miocardico: danno al tessuto miocardio da necrosi avascolare.

• Stordimento miocardico:
• Ibernazione cardiaca: in pazienti con restringimenti importanti a tutte e tre le coronarie.

Danno Reversibile

• E' un danno che dura meno di 20 minuti con:
  • Assenza di necrosi
  • Meccanismo di precondizionamento : condizione in cui un episodio breve di ischemia fa si che si attivino meccanismi metabolici di reazione che portano a limitare le dimensioni dei danni successivi.
  • Stordimento miocardico

Danno Irreversibile (Infarto)

60 min Necrosi subendocardica 3 hrs Necrosi estesa al subepicardio >3-6 hrs Necrosi estesa a tutto lo spessore miocardico

Reversible injury Irreversible injury LV LV LV Necrosis Necrosis Necrosis Area at risk Area at risk Area at risk Area at risk Occlusion 20 mins. 60 mins. 3 hrs. >3-6 hrs. Reperfusion Results · Stunning · Preconditioning · No necrosis · Subendocardial necrosis · Necrosis extends into midmyocardium, subepicardium · Near transmural infarction