FISIOPATOLOGIA, SEMEIOTICA E METODOLOGIA CLINICA Corso integrato di FISIOPATOLOGIA, SEMEIOTICA E METODOLOGIA CLINICA anno 2007/08 Prof.Claudio Borghi Dip.Medicina Interna, Dell’Invecchiamento e Scienze Nefrologiche

Insufficienza cardiaca

Historical perspective of CHF Progress of understanding HF is a dropsical syndrome HF is a central cardiac pump problem HF is caused by decompensated ventricular hypertrophy HF is a circulatory dysfunction HF is a disorder of renal function HF is an endocrinopathy HF is a fever HF is a complicated milieu of pump dysfunction, remodeling, humoral perturbation and subsequent circulatory insufficiency

Heart Failure: A Major Public Health Problem Affects >6 million persons worldwide >1 million new cases per year (worldwide) Number of hospitalizations quadrupled in last 15 ys Five year survival 50% Sudden death most common mode of death Risk of sudden death - 5 times the general population

Epidemiologia della insufficienza cardiaca #

La catena di eventi delle malattie CV Infarto Miocardico Morte improvvisa Rimodellamento ventricolare Trombosi coronarica Angina pectoris Attivazione Neuro-ormonale Ischemia miocardica Dilatazione & Disfunzione ventricolare sinistra The CV continuum conceived by Drs Dzau and Braunwald provides a way to evaluate the potential role of any new CV therapy. Preclinical and clinical studies have been completed with omapatrilat, and many others are in progress to further elucidate the broad scale impact on CVD management. Much has been learned about hypertension and the broad involvement of the RAAS in many diseases including CAD, diabetic nephropathy, and HF. Over the last 25 years, advances in CV therapeutics have contributed to a paradigm shift. Clinical studies with omapatrilat have demonstrated an enhanced efficacy profile in a broad range of subjects. Reductions in both SBP and DBP are greater than those seen with full doses of amlodipine and lisinopril. In CAD, the preclinical data are encouraging and suggest that omapatrilat is superior to an ACE inhibitor in alleviating ischemia. In HF, left ventricular (LV) function was preserved with omapatrilat compared with ACE inhibition, and the preclinical data on improved survival in cardiomyopathic hamsters set the stage for the clinical development program in HF. Very promising phase II findings have led to initiation of the definitive OVERTURE trial which will compare long-term morbidity and mortality in HF subjects treated with omapatrilat vs enalapril. Aterosclerosi Ipertrofia VS Insufficienza cardiaca Ipertensione Iperlipidemia Fattori di rischio Diabete Morte Fumo, ecc.

Insufficienza Cardiaca: Cause Cardiopatia ischemica (IMA) Ipertensione arteriosa Cardiomiopatia primitive (dilatativa) # Valvulopatie, Aritmie

Eziologia della insufficienza cardiaca #

Fisiopatologia insufficienza cardiaca

Definizione fisiopatologica di Insufficienza cardiaca (I.C.) Anomalia della funzione cardiaca tale che il cuore non è in grado di pompare sangue in maniera adeguata alle richieste metaboliche o di farlo solo a spese di un aumento della pressione di riempimento ventricolare e/o di un’attivazione dei sistemi neuroendocrini. E. Braunwald

* La regolazione della funzione cardiaca I tre fattori fondamentali coinvolti nella regolazione della funzione cardiaca sono: il precarico il postcarico la contrattilità (o stato inotropo) Lo stato di attivazione neuro-ormonale *

. . Svuotamento Ventricolare Post-carico Riempimento Ventricolare Pre-carico . Contrattilità Ventricolare

Pre-carico Tensione passiva esercitata dal volume sanguigno sulla parete ventricolare al termine della diastole. Un aumento del precarico permette l'espulsione di un maggior volume di sangue nella circolazione polmonare e sistemica. *

Post-carico E’ indice della resistenza che si oppone al ventricolo in aorta e nell’albero arterioso e che il ventricolo deve superare per poter pompare il sangue in circolo. Dipende dal gradiente di pressione ventricolo/aorta e soprattutto dai valori di pressione aortica e sistemica. *

Contrattilità Proprietà peculiare del muscolo cardiaco che e' in grado intrinsecamente di contrarsi in modo più o meno efficace condizionando la gitatta cardiaca. La contrattilità è influenzata dal pre- e post-carico e che influenzano la regolazione intrinseca (legge di Frank-Starling). *

La regolazione intrinseca (Legge di Frank-Maestrini-Starling) Il cuore si può adattare autonomamente ai cambiamenti del volume di sangue che riceve. Quanto più un fascio muscolare cardiaco è disteso durante la diastole (fase di riempimento ventricolare), tanto più energica sarà la sua contrazione durante la sistole (fase di espulsione del sangue) *

Contrattilità: come valutarla ? Un indice clinico accurato della contrattilità è la frazione di eiezione (FE) ventricolare, cioè il rapporto tra la quota di sangue espulsa durante una contrazione (volume sistolico) e il contenuto del ventricolo prima della sistole (volume telediastolico): * FE (%) = x 100 Volume sistolico Volume telediastolico

Meccanismo di Frank-Starling

Sistema neuro-ormonale •

Insufficienza cardiaca: punto della situazione Malattia in crescita Mortalità elevata Conseguente ad una alterazione (insufficienza) della funzione cardiaca Funzione cardiaca dipende da: pre-carico v.(riempimento), post-carico v.(resistenza allo svuotamento) e contrattilità (legge di FMS) Un alterazione della funzione cardiaca può quindi conseguire a modificazioni del: 1) pre-carico, 2) post-carico, 3) contrattilità o a una combinazione di tali fattori. A ciò si associa una attivazione del sistema neuro-ormonale

Interazione tra i diversi fattori che influenzano la funzione cardiaca Pre-carico Contrattilità Post-carico Sistema neuro-ormonale

Fisiopatologia della insufficienza cardiaca In ragione della interazione tra le alterazioni dei diversi componenti della funzione cardiaca si può classificare la insufficienza cardiaca in: I.C. da ridotta gittata cardiaca (IC da disfunzione sistolica) (2) I.C. da ridotto riempimento ventricolare (IC da disfunzione diastolica o con funzione sistolica conservata) (3) I.C. da cause miste (IC da disfunzione sisto-diastolica) che condizionano il quadro clinico e sintomi. #

Profilo fisiopatologico prevalente della insufficienza cardiaca: esempi pratici IC da disfunzione sistolica: cardiomiopatia IC da disfunzione diastolica: c.ipertensiva IC mista: infarto miocardico acuto

Profilo fisiopatologico della insufficienza cardiaca I.C. da cause miste I.C. da disfunzione sistolica I.C. da disfunzione diastolica Alterazione neuro-ormonale

Disfunzione sistolica Consiste nell’incapacità da parte del cuore di espellere una adeguata quantità di sangue ad ogni sistole. Cause: Perdita di miociti IMA Depressione generalizzata della contrattilità Cardiomiopatie #

Disfunzione diastolica o con funzione sistolica conservata Consiste nell’alterato riempimento delle cavità ventricolari che impedisce al cuore di disporre di una adeguata quantità di sangue da espellere. Cause: Ipertrofia Ventricolare sinistra (I.A.) Fibrosi miocardica (Card.Ischemica) Alterazione del pericardio Infarto miocardico acuto Amiloidosi miocardica #

Systolic and diastolic heart failure Systolic heart failure

Attivazione neuro-ormonale Consiste nell’attivazione di sistemi neuro-endocrini che rappresentano iniziali meccanismi di compenso e successivamente accelerano la progressione dello scompenso. Sono: Sistema nervoso simpatico (SNS) Sistema Renina-angiotensina-aldosterone (SRAA) Sistema dei peptidi “natriuretici” #

Fisiopatologia del S.Nervoso Simpatico e I.C. Nello scompenso cardiaco esiste sempre un variabile grado di attivazione del sistema nervoso simpatico Tale attivazione ha, inizialmente, un significato compensatorio finalizzato al mantenimento di una perfusione adeguata degli organi vitali La stessa attivazione, nel lungo periodo, condiziona negativamente la performance dell’intero sistema cardiovascolare #

Fisiopatologia del S.Nervoso Simpatico e I.C. Nel cuore scompensato diminuisce progressivamente la densità dei recettori adrenergici sulle miocellule per "protezione” nei confronti dell’aumento delle catecolamine circolanti La diminuzione dei recettori sulle miocellule riduce la riserva contrattile e favorisce lo sviluppo di scompenso cardiaco #

• Effetti della iperattività del SNS nella insufficienza cardiaca Aumento cronico dell’attività adrenergica Ipertrofia miocitaria Cardiotossicità diretta Azioni inotrope e cronotrope positive Desensibiliz. adrenergica e disaccoppiamento Vasocostrizione periferica Attivazione RAAS • Aumento del precarico e del postcarico Ritenzione idricosalina Riduzione della risposta inotropa Aumento fabbisogno miocardico di ossigeno Riduzione della funzione cardiaca

Attivazione simpatica e prognosi della I.C. •

Fisiopatologia del RAS e I.C. Angiotensin I ANGIOTENSIN II Cardiac dysfunction Renin Angiotensinogen Angiotensin I ANGIOTENSIN II ACE Other paths Treatment of congestive heart failure. Angiotensin II inhibitors Angiotensin II has different effects mediated via specific receptors. There are two types of tissue receptors for angiotensin: AT1 and AT2. Stimulation of AT1 receptors has a proliferative and vasoconstrictor effect, while stimulation of AT2 receptors has the opposite effects, that is, vasodilatory and antiproliferative. In the treatment of heart failure, specific blockade of the AT1 receptors is desirable. Drugs which create a selective and competitive block of the AT1 receptors include:losartan, valsartan, irbersartan and candersartan. RECEPTORS AT1 AT2 Vasoconstriction Post-loading Na+-retention Pre-loading Vasodilatation Antiproliferative Action

Conseguenze dell’attivazione del sistema RAS Sodio-ritenzione Perdita di potassio a livello renale Fibrosi miocardica e vascolare Danno vascolare diretto Disfunzione dei barocettori # Inibizione della captazione della noradrenalina

Natriuretic Peptides: Origin and Physiologic Effects Primary origin Physiologic effects Atrial natriuretic peptide Brain natriuretic Cardiac atria Ventricular myocardium Vasodilation Sodium excretion Decreased aldosterone levels Inhibition of the RAAS Inhibition of sympathetic nervous activity Vascular endothelium, kidney, lung, heart, brain Vasodilation C-type natriuretic peptide Decreased aldosterone levels Decreased vascular smooth muscle growth Modified from Burnett et al. J Hypertens 1999;17:S37

SURVIVAL AND CARDIAC EVENT-FREE PLOTS FOR PTS WITH CHF SUBDIVIDED ACCORDING TO PLASMA LEVELS OF BNP Maeda K et al, JACC 2000

Schema di fisiopatologia globale della insufficienza cardiaca (5) Portata cardiaca  Perfusione renale  Renina, angiotensina II  Funzione Ventricolare  Attivazione SNS Aumento del pre-carico, incremento del consumo diO2 Vasocostrizione Ritenzione idro-salina Aldosterone (2) (1) (4) Rilascio ANP/BNP (3) Insufficienza cardiaca

EFFETTO DEI FARMACI SULLA FUNZIONE CARDIACA E SULLA STORIA NATURALE DELLO SCOMPENSO CARDIACO ACE-inibitori Sartani storia naturale ß-bloccanti Sintomi/funzione cardiaca/sopravvivenza • Inotropi Diuretici Tempo