Aspecte Fiziologice a Functiei Cardiovasculare

Anatomie

Inima, motorul organismului, este un organ cavitar de dimensiuni mari, situat in regiunea mediana a toracelui. Rolul esential de pompa, asigura circulatia sangelui in intregul organism. Este un organ musculos alcatuit din patru camere, doua superioare, atrii, si doua inferioare, ventriculi. Fiecare atriu comunica cu ventriculul de aceeasi parte printr-un orificiu cu valvule (valva mitrala, respectiv valva tricuspida), ce au functia de supapa si care permit circulatia sangelui in sens unic, de la atrii inspre ventriculi.

Configuratie externa

Inima prezinta o forma de piramida triunghiulara, fiind alcatuita din:

trei fete: o fata care intra in contact cu muschiul diafragm, o fata intra in contact cu scheletul toracic, o fata in contact cu plamanii

trei laturi: o latura pozitionata spre anterior, o latura pozitionata spre posterior, o latura dreapta

o baza

un varf : pozitionat anterior la stanga si in jos

La nivelul fetei care intra in contact cu muschiul diafragm, ne este prezentat in mare parte VS, VD ocupa o mica parte. Santul interventricular posterior separa cei doi ventriculi, unde se observa artera interventriculara posterioara, o ramura din artera coronara dreapta si vena coronara medie. Crux cordis se observa la intersectia dintre santul coronar si santul interventricular.

La nivelul fetei care intra in contact cu scheletul toracic, ne este prezentat cei doi atrii,situati superior si cei doi ventriculi, situati inferior. Reprezentarea VD este in mare masura fata de VS la nivelul acestei fete. Santul interventricular anterior, separa cei doi ventriculi, unde putem sa observam artera descendenta anterioara si marea vena a inimii. Aorta si artera pulmonara acopera in mare parte portiunea atriala a acestei fete. Santul coronar face separarea atriilor de ventriculi.

La nivelul fetei care intra in contact cu plamanii, este prezentat in mare parte de VS. La nivelul acestei fete intalnim santul coronar, unde putem observa marea vena coronara care separa aceasta fata intr-o parte ventriculara, VS, si una atriala, AS, si artera atrioventriculara stanga.

Pozitionarea varfului anterior la stanga si in jos, este reprezentat de VS, care poate fi palpat clinic la nivelul spatiului V intercostal stanga, pe linia medioclaviculara

La nivelul bazei pozitionat posterior la dreapta si in sus. ne este prezentat santul interatrial care separa baza in doua portiuni distincte. Prima portiune, dreapta, AD, unde intalnim cele doua orificii ale venei cave superioare, respectiv inferioare si a doua portiune, stanga, AS, unde intalnim orificiile celor patru vene pulmonare

Cele trei laturi ale cordului, latura dreapta anatomic intra in contact direct cu pleura si fata plamanului drept. Latura anterioara si posterioara nu sunt bine evidentiate.

Atriul stang ne este prezentat pe sase fete, laterala si mediala, superioara si inferioara, anterior si posterior. La nivelul fetei mediale ne este prezentat septul interatrial, fata laterala este continuata cu orificiul auricul stang. Fetele superioare si inferioare nu prezinta informatii anatomice importante. La nivelul fetei anterioare este prezenta valva mitrala (bicuspida), formata din doua cuspe. La nivelul fetei posterioare sunt prezente cele patru orificii ale venelor pulmonare, doua stg., doua dreapta.

Ventriculul stang prezinta cea mai extinsa parte a inimii, prezinta o baza, un varf, o fata mediala si una laterala si doua laturi. La nivelul bazei ne sunt prezentate doua orificii, un orificiu atrioventricular stang care e legatura dintre AS si VS, reprezentat de valva mitrala, si orificiul aortei in care intalnim valva aortei (semilunare) formata din trei cuspe. La nivelul fetei mediale avem septul interventricular, alcatuit din trabecule carnoase, iar trabeculi de ordin II si III intalnim pe fata laterala. Muschiul papilar anterior prezent la nivelul laturii anterioare, formeaza cordaje catre cele doua cuspe ale valvei mitrale. Varful VS coincide cu varful inimii.

Atriul drept prezinta o forma asemanatoare unui cub, avand sase fete, superioara si inferioara, anterioara si posterioara, mediala si laterala.Fata superioara include orificiul de varsare a venei cave superioare, respectiv orificiul de intrare a urechiusei. Fata inferioara ne prezinta orificiul de varsare a venei cave inferioare de unde este denumita valva lui Eustachio, iar antero-medial gasim orificiul sinusal venos coronar cu valva Thebesus. Valva lui Thebesus are banda sinusala ce contine tendonul Todaro, unde sub el avem triunghiul Kock. In interiorul ariei triunghiului lui Kock, se afla NAV si inceputul fascicului lui His. Fata mediala ne este prezentata fosa ovala, situata in partea centrala, care in timpul vietii intrauterine reprezinta canalul interatrial a lui Bottalo. La nivelul fetei laterale, ne sunt prezentate muschii pectinati ai AD. La nivelul fetei posterioare, intalnim creasta terminala localizata la dreapta fata de orificiile celor doua vene cave. In partea superioara de creasta terminala, se observa NSA. La nivelul fetei anterioare, ne este prezentata valva tricuspida, alcatuita din trei cuspe, si orificiul atrioventricular drept.

Ventricul drept prezinta forma unei piramide triunghiulare avand trei fete, o baza si un varf. La nivelul fetei anterioare, ne sunt prezentate cordajele extinse de la muschiul papilar anterior catre cuspele tricuspidei(posterioare si anterioare). La nivelul fetei posterioare formate din trabeculi muschiului papilar posterioar, care sunt extinse catre cuspele (posterioare si septale) a valvei tricuspide. La nivelul fetei mediale, fiind formate din cordajele extinse de la muschiul papilar septal catre cuspele(septale si anterior) a valvei tricuspide. La nivelul bazei sunt prezente orificiul atrioventricular drept care delimiteaza AD si VD si care include valva tricuspida si orificiul trunchiului arterei pulmonare care include valva pulmonara alcatuita din trei cuspe. Configuratie interna

Inima este alcătuită din patru cavități și anume: 2 atrii și 2 ventriculi. Structura atriilor este ușor diferită de cea a ventriculilor, prezinta anumite caracteristici generale: sunt alcatuite dintr-un perete mai subtire si mai neted decat ventriculii, dimensiunile sunt mai reduse decat ventriculii, fiecare prezinta cate un auricul, stang si drept, comunica cu ventriculii prin orificiile atrioventriculare (mitrala si tricuspida). Structura ventriculiilor prezinta urmatoarele caracteristice proprii: dimensiunile lor sunt mai mari decat atriile si prezinta pereti mai grosi, neregulati, prezentand trabecule si cordaje tendinoase. Inima este un organ musculos ai carui pereti au 3 parti: miocard, endocard si pericard. Endocardul (tunica interna) intra in contact cu inimina interna, pliurile sale formand aparatele valvulare. Miocardul (tunica medie) este alcatuit din miocardul propriuzis si din tesut excito-conductor. Pericardul (tunica externa) este un sac cu lichid care inconjoara inima si capetele proximale ale aortei, venei cave si ale arterelor pulmonare.

1. Atriul drept

2. Atriul stâng

3. Vena cavă superioară

4. Aorta

5. Artera pulmonară

6. Vena pulmonară

7. Valva mitrală

8. Valva aortică

9. Ventriculul drept

10. Ventriculul stâng

11. Vena cava inferioara

12. Valva tricuspidă

13. Vena pulmonară

Notiuni de fiziologie si fizpatologie

Aspecte fiziologice a functiei cardiovasculare

Componentele transportului de oxigen

Toate celule organismului consuma oxigen(notat prin abrevierea VO2). Oxigenul nu poate fi consumat daca nu este transportat catre tesuturi (notat prin abrevierea DO2). Transportul de oxigen este asigurat datorita interactiunii mai multor componente: nivelul de hemoglobina, saturatia de oxigen a hemoglobinei din sangele arterial(SaO2 %), presiunea partiala a oxigenului din sangele arterial(PaO2 mmHg) si debitul cardiac (DC l/min). Relatia dintre componente este reflectata in formula urmatoare: DO2 = DC x (1,34 x Hb x SaO2 + 0,003 x PaO2). Cifra 1,34 reprezinta constanta Bunsen si indica cati ml de O2 leaga 1g de hemoglobina saturata la 100% ; 0,003 este cantitatea de oxigen dizolvata in 1L de sange la o presiune partiala de O2 de 1mmHg. Deci la un PaO2 de 100 mmHg, fiecare 1L de sange arterial transporta doar 0,3 ml de O2. Consumul de O2 in rapaus este de circa 220-240 ml/min, iar transportul de O2 de circa 1l/min. Relatia dintre VO2/DO2 exprima coeficientul de extractie al O2 (ERO2), care are o valoare globala de aproximativ 25%. Fiecare organ are un ERO2 propriu, in caz de hipoperfuzie sau hipoxemie, cresterea ERO2 este prima linie de compensare. Inima nu are rezerve de crestere a extractiei de O2, pentru ca in conditii de repaus ea este maximala.

Componentele DC

Debitul cardiac este produs in rezultatul interactiunii a 4 componente: presarcina, postsarcina, frecventa cardiaca si contractilitate.

Presarcina este definita drept lungimea fibrei miocardice inainte de contractie si e determinata de volumul sangvin telediastolic a ventriculului. Cu cat presarcina e mai mare, cu atat este mai puternica forta de contractie.Aceasta relatie este cunoscuta drept, legea Frank-Starling. Valoarea presarcinii este determinata de returul venos, care este rezultatul interactiunii dintre volemie si capacitate venoasa. Clinic valoarea presarcinii este apreciata indirect prin intermediul presiunii telediastolice ale ventricului drept sau prin aprecierea volumelor telediastolice a ventricolelor.

Postsarcina este definita ca tensiunea miocardica parietala din cursul sistolei. Valoarea postsarcinii este determinata de mai multi factori: presiunea pleurala, impedanta si rezistenta si presarcina cu toate componentele ei.

Frecventa cardiaca, una normala cu valori intre 60-90 bpm sunt indispensabili pentru asigurarea unui DC corect.

Contractilitatea este reflectat de un muschi prin forta si velocitatea contractiei musculare (performanta sistolica ventriculara). Performanta ventriculara poate fi reprezentata prin intermediul curbei presiune-volum.

Ciclul cardiac: este constituit din succesiunea a doua etape, sistola(faza de contractie) si diastola (faza de relaxare).

Sistola atriala, 0,11 s, presiunea in atrii creste de la 0-2 mmHg la 4-6 mmHg si depaseste presiunea diastolica ventriculara astfel incat fluxul sangvin este dinspre atrii spre ventriculi.Regurgitarea sangelui este impiedicata de contractia musculaturii circulare de la varsarea venelor pulmonare si venelor cave.

Diastola atriala, 0,68 s, corespunde relaxarii atriale si se suprapune sistolei ventriculare si primelor 4 faza ale diastolei ventriculare

Sistola ventriculara, 0,27 s, presupune mai multe etape :

contractia izovolumica (intre inchidere mitrala si deschidere aorta), ventriculii incep sa se contracte si atunci cand presiunea ventriculara o depaseste pe cea atriala, se inchid valvele AV (mitrala apoi tricuspida), fenomen marcat acustic, Z1

ejectia rapida, cand presiunea ventriculara creste atat de mult incat depaseste presiunea din aorta, se deschid valvele sigmoide (prima pulmonara apoi aortica) si incepe ejectia

ejectia lenta, pe masura ce gradientul presional se consuma,ejectia incetineste

Diastola ventriculara, 0,53 s, presupune mai multe etape:

protodiastola fiziologica, ventriculii incep sa se relaxeze si cand presiunea din ventriculi scade sub presiunea din Ao si Pu, se inchid valvele semilunare(prima aorta apoi pulmonara), fenomen remarcat acustic prin aparitia Z II

relaxarea izovolumica, ventriculii redevin camere inchise fara sange

umplerea pasiva rapida, presiunea ventriculara scade rapid si atunci scade sub presiunea atriala, se deschid valvele AV (prima tricuspida apoi mitrala)

umplerea pasiva lenta

umplerea activa

Aspecte fiziopatologice

IC sistolica

Remodelarea ventriculara

Acest proces de remodelare, reprezinta modificari ale dimensiunii, grosimii si functiei VS, in urmaafectarii miocardice de diferite cauze. La inceputul acestui proces maladaptiv, celulele musculare ale miocardului, compenseaza pentru a pastra volumul bataie, prin alungire si crestere. In timp, capacitatea de pompa a VS scade, drept urmare are loc congestia pulmonara care limiteaza DC. Volumul telediastolic este crescut, iar datorita efectului dat de mecanismul Frank Starling, debitul bataie este mentinut, in conditiile unei presiuni de umplere crescute si a unei FE scazute.

Dezechilibrul balantei dintre activarea si efectele hormonilor vasoconstrictori si substantelor endogene vasodilatatorii

Activarea sistemului renina angiotensina aldosteron (RAA), are loc in momentul in care FE a VS este de 40%. Consecinta consta in retentie de apa si sare, astfel presarcina creste, tranzitor DC creste. Activarea sistemului RAA pe termen lung, duce la aparitia simptomelor de IC. Atunci cand DC scade, scade si TA care activeaza sistemul nervos simpatic. Nivelele mari de angiotensina II, endotelina, vasopresina, duc la o vasoconstrictie periferica. Consecinta acestei vosoconstrictii, are un beneficiu pe termen scurt, creste perfuzia la organe, dar pe termen lung poate sa conduca la producerea de aritmii ventriculare maligne. Activarea sistemului de vosodilatator, reprezentat de peptidele natriuretice (ANP si BNP, factor atrial natriuretic), pe termen lung sunt incapabile sa mentina un echilibru in aceasta balanta.

IC diastolica

Dupa etiologie, putem sa o clasificam in mai multe categorii de IC:

IC prin deficit de contractie

Alterarea inotropismului, duce la o scadere a debitului sistolic. Cresterea volumului telediastolic este important pentru a asigura un volum de ejectie sistolic suficient.

IC prin deficit de complianta

Afectarea peretilor VS, prin fibroza sau ingrosare, afecteaza capacitatea VS de a se relaxa in diastola. Consecinta acestui fenomen este aparitia semnelor de congestie in amonte

IC prin asociere a celor doua mecanisme

Definitie IC

Insuficienta cardiaca reprezinta un sindrom clinic caracterizat prin incapacitatea inimii de a asigura un debit circulator optim pentru acoperirea nevoilor metabolice ale organismului, in conditiile unei intoarceri venoase normale.In acest sindrom, pacientii trebuie sa cuprinda urmatoarele caracteristici :

simptome de IC: dispnee de repaus sau de efort, fatigabilitate, edeme periferice

semne de IC: tahicardie, tahipnee, raluri pulmonare, presiune venoasa jugulara crescuta, hepatomegalie

dovada obiectiva de anomalie cardiaca in repaus, structurala sau functionala: cardiomegalie, zgomot 3, sufluri cardiace, anomalii ecocardiograma, crestere BNP

Clasificarea

dupa partea cardiaca afectata dominant:

IC stanga (dispnee, fatigabilitate)

IC dreapta (hepatomegalie si edeme membrele inferioare, dilatare vene jugulare)

IC globala

dupa modul de debut:

IC acuta (EPA si socul cardiogen)

IC cronica

dupa mecanismul de producere:

IC sistolica (afectare functie de pompa, de ejectie a sangelui din inima)

IC diastolica (afectare umplere cardiaca)

dupa severitate, clasificare functionala, clasificarea NYHA:

clasa I NYHA, dispnee eforturi mari

clasa II NYHA, dispnee eforturi medii

clasa III NYHA, dispnee eforturi mici

clasa IV NYHA, dispnee de effort

Etiologia

Insuficienta ventriculara stanga prin alterare functie:

cardiopatie ischemica (faza acuta de IM, episoade repetate de ischemie miocardica)

miocardita (bacteriana, virala, parazitara)

CMD cu coronare sanatoase (primitiva, toxica)

boala de sistem (lupus, periarterita nodoasa)

endocrinopatii (tireotoxicoza, feocromocitom, diabet zaharat, acromegalie)

Insuficienta ventriculara stanga prin alterare functie de pompa:

suprasarcina de presiune (HTA, stenoza aortica, CMHO)

suprasarcina de volum (insuficienta mitrala acuta sau cronica, comunicare interventriculara)

suprasarcina de volum si presiune (insuficienta aortica acuta, persistenta canal arterial)

Insuficienta cardiaca cu DC crescut

hipertiroidism

anemie cronica

fistula arteriovenoasa

boala Paget

carenta tiamina (vitamina B1)

Cardiopatii ritmice:

fibrilatie atriala

tahicardii supraventriculare

tulburari de conducere

Insuficienta ventriculara dreapta:

stenoza mitrala stransa

IM ventricul drept

displazia aritmogena a VD

hipertensiune arteriala pulmonara

Diagnostic pozitiv

Anamneza

simptome tipice de IC:

Dispnee, reprezinta simptomul major, se manifesta in functie de evolutia bolii, de la respiratie dificila la ortopnee sau dispnee paroxistica nocturna.

Clasificarea functionala NYHA, New York Heart Association, a IC :

Fatigabilitatea

simptome mai putin tipice de IC:

Palpitatiile

Ameteli

Sincope

Balonarea, disconfort abdominal

Insomnia

Scaderea apetitului, pierderea in greutate in IC avansata

Examen clinic:

Examen fizic :

tahicardia

edeme membre inferioare

hepatomegalie, reflux hepatojugular, turgescenta jugulara

la palpare, deviere soc apexian in jos la stanga

Ascultarea cardiaca:

tahicardie

galop (protodiastolic Z3, dovada crestere presiune diastolica VS, telediastolic Z4)

suflu holodiastolic endoapexian de insuficienta mitrala functionala

Z2 accentuat in focar pulmonar, dovada de HTAP asociata

Ascultarea pulmonara:

tahipnee, >16 respiratii/minut

matitate la baza plamanilor ce traduce un lichid pleural uni sau bilateral

raluri crepitante, bilaterale, predominand la bazele plamanilor

Semnele si simptomele variaza in functie de tipul de insuficienta cardiaca astfel avem:

IC stanga: fatigabilitate

cardiomegalie

ritm de galop

raluri bronsice

congestie pulmonara

dispnee de effort

ortopnee

tuse

IC dreapta: presiune venoasa crescuta mai ales in venele jugulare

hepatomegalie de staza

edeme declive

IC severa: dereglari cerebrale

cianoza

ascita

hipotensiune arteriala

puls alterant

anasarca

sputa rozata, spumoasa

accentuare Z2 pe artera pulmonara

Examene paraclinice

Teste de laborator

Pentru o evaluare diagnostica de rutina a pacientiilor cu IC suspectata sunt necesare urmatoarele analize:

hemoleucograma completa (prezenta anemiei reprezinta un factor agravant)

ionograma sangvina (hiponatremia des intalnita in IC severe, hiperpotasemie mai ales pacientilor cu uz cronic de diuretice)

explorarea functiei renale (uree, filtrare glomerulara, creatinemie la insuficienta renala functionala)

explorarea functiei hepatice (anomalii in circumstanta de ficat cardiac, raportul ASAT>ALAT)

VGM, volum globular mediu (alcoolism cronic)

serologie HIV, daca pacientul este tanar

coeficient de saturatie a transferinei, feritenemiei (pentru diagnosticare hemocromatoza)

bilant lipidic, glicemia a jeun, HbA1c (pacient coronarian)

troponinele T sau I, CPK

bandeleta urinara (diagnostic de proteinurie sau glicozurie)

T4 si TSH

BNP si NT-proBNP, in interes diagnostic si prognostic

Electrocardiograma

Trebuie efectuata la fiecare pacient cu suspiciune de IC, poate oferi informatii vitale in etiologia IC, arata semne de boala coronariana, hipertrofie camerala, bradiaritmii, tahiaritmii, pericardita. Urmatorul tabel arata anomalii EKG obisnuite in IC: (Ghid ESC pentru diagnosticul si tratamentul insuficientiei cardiace acute si cronice 2008)

fig.1 fibrilatie atriala

fig2. HVS

Radiografie toracica

Reprezinta o componenta esentiala in conturarea diagnosticului de IC. Facuta in doua incidente, ne permite aprecierea si detectia cardiomegaliei, congestiei pulmonare si revarsatului pulmonar. Urmatorul tabel vor arata anomaliile obisnuite ale radiografie toracice in IC: (Ghid ESC pentru diagnosticul si tratamentul insuficientiei cardiace acute si cronice 2008)

fig.3, cardiomegalie

Ecocardiografia

Cel mai important examen paraclinic, permite confirmarea diagnosticului de IC si de disfunctie cardiaca. Este o tehnica rapida, noninvaziva, sigura si ofera o multitudine de informatii legate de: anatomia cordului(volume, mase, geometrie), miscarea peretilor, functia valvulara. Deasemenea are avantajul de a oferi informatii esentiale despre etiologia IC.

Urmatorul tabel prezinta anomalii ecocardiografice obisnuite in IC: (Ghid ESC pentru diagnosticul si tratamentul insuficientiei cardiace acute si cronice 2008)

fig.4, regurgitare mitrala

Imagistica prin rezonanta magnetica cardiaca

Tehnica noninvaziva, foarte exacta, pentru aprecierea volumelor ventriculare, stang si drept, grosimea miocardului, tumori miocardice, valve cardiace, anomalii pericardice, defecte congenitale. Folosirea agentului de contrast paramagnetic (gadolinium), aduce informatii despre inflamatie, infiltratii si cicatrici la pacientii cu: infarct miocardic, miocardita, pericardita, cardiomiopatii, boli infiltrative si de depozit (hemocromatoza, amiloidoza).

Testul de effort

Tehnica importanta pentru aprecierea capacitatii de effort si simptomelor tipice de IC cum sunt: dispnea si fatigabilitatea. Un test de efort maximal normal, la un pacient fara tratament medical exclude diagnosticul de IC.

Monitorizare Holter

Tehnica importanta pentru evaluarea pacientiilor cu cardiopatii ritmice cum ar fi: aritmii atriale si ventriculare, fibrilatie atriala, episoade de tahicardie ventriculara nesustinuta(prognostic prost)

Cateterismul cardiac

Nu este util in aprecierea diagnosticului de IC, este folosit pentru elucidarea etiologiei si daca se pune problema revascularizarii.

Angiografia coronariana

Se i-a in considerare la pacientii cu IC si cu un istoric de angina de effort,la cei cu risc cardiovascular de a dezvolta o boala coronariana, la pacientii care au suferit un stop cardiac.

Ecocardiografia transesofagiana

Este indicata la pacientii care au o fereastra transtoracica inadecvata: obezitate, pacienti ventilati, pacienti care prezinta valvulopatii complicate, la suspicionarea de endocardita, cardiopatii congenitale, sau pentru excluderea unui tromb in urechiusa atriului stang la pacientii care au fibrilatie atriala.

Ventriculografia radionuclidica

Tehnica cu o acuratete relativa de determinare a FEVS, realizata deobicei in context de scintigrama miocardica de perfuzie, ofera informatii despre ischemie si viabilitate.

Teste functionale pulmonare

Prezinta o valoare limitata in diagnosticul de IC, dar sunt utile pentru excluderea cauzelor de dispnee respiratorie. Spirometria de rutina da indicii despre extinderea bolii obstructive a cailor aeriene, totusi prezenta congestiei pulmonare poate influenta rezultatul testelor.

Biopsia endomiocardica

Aceasta procedura trebuie considerata la pacientii cu IC acuta de etiologie necunoscuta care se deterioreaza rapid, cu aritmii ventriculare, bloc AV, sau la acei pacienti care nu raspund la terapia conventionala a IC. In cazul IC cronice la acei pacienti in care se suspicioneaza un proces infiltrativ (amiloidoza, sarcoidoza, hemocromatoza), miocardita eozinofilica si CMR de etiologie necunoscuta, pot avea indicatie de biopsie.

Diagnosticul diferential

Se face cu simptomul dominant de IC, cu alte patologii care evolueaza cu dispnee de efort, hepatomegalie, edeme periferice.

sdr. acut de detresa respiratorie

astm bronsic

BPOC

bronsita cronica

sdr. Goodpasture

fibroza pulmonara interstitiala

insuficienta respiratorie

pneumotorax

infarct miocardic

Un aspect important il reprezinta, diferentierea dispneei de origine cardiaca cu cea de origine respiratorie. Aceasta diferentiere se face cu masurarea concentratiei de BNP si precursorul lui NT- proBNP. Aceasta masurare prezinta un important interes atat de diagnostic cat si de prognostic.

Revista Romana de Cardiologie, vol. XXIV, nr.1, 2009