Fisiopatología de la insuficiencia cardíaca

La principal fisiopatología de la insuficiencia cardíaca es una reducción en la eficiencia del músculo cardíaco, debido a daño o sobrecarga. Por lo tanto, puede ser causada por una amplia variedad de afecciones, incluyendo el infarto de miocardio (en el que el músculo cardíaco se ve privado de oxígeno y muere), la hipertensión (que aumenta la fuerza de contracción necesaria para bombear sangre) y la amiloidosis cardíaca (en la que se depositan proteínas mal plegadas en el músculo cardíaco, lo que provoca su rigidez). ^{[ 1 ]} Con el tiempo, estos aumentos en la carga de trabajo producirán cambios en el propio corazón.

El corazón de una persona con insuficiencia cardíaca puede presentar una fuerza de contracción reducida debido a la sobrecarga del ventrículo . En un corazón sano, el aumento del llenado ventricular produce una mayor fuerza de contracción (según la ley de Frank-Starling del corazón ) y, por lo tanto, un aumento del gasto cardíaco . En la insuficiencia cardíaca, este mecanismo falla, ya que el ventrículo se carga de sangre hasta el punto en que la contracción del músculo cardíaco se vuelve menos eficiente. Esto se debe a la menor capacidad de entrecruzar los filamentos de actina y miosina en el músculo cardíaco sobreestirado. ^{[ 2 ]}

Un volumen sistólico reducido puede ocurrir como resultado de una falla de la sístole , la diástole o ambas. El aumento del volumen telesistólico generalmente se debe a una contractilidad reducida . La disminución del volumen telediastólico resulta de un llenado ventricular deficiente; esto ocurre cuando la distensibilidad del ventrículo disminuye (es decir, cuando las paredes se endurecen). A medida que el corazón trabaja más para satisfacer las demandas metabólicas normales, la cantidad de gasto cardíaco que puede aumentar en momentos de mayor demanda de oxígeno (por ejemplo, ejercicio) se reduce. Esto contribuye a la intolerancia al ejercicio que se observa comúnmente en la insuficiencia cardíaca. Esto se traduce en la pérdida de la reserva cardíaca , o la capacidad del corazón para trabajar más durante la actividad física extenuante. Dado que el corazón tiene que trabajar más para satisfacer las demandas metabólicas normales, es incapaz de satisfacer las demandas metabólicas del cuerpo durante el ejercicio.

Un hallazgo común en personas con insuficiencia cardíaca es un aumento de la frecuencia cardíaca, estimulado por una mayor actividad simpática ^{[ 3 ]} para mantener un gasto cardíaco adecuado. Inicialmente, esto ayuda a compensar la insuficiencia cardíaca manteniendo la presión arterial y la perfusión, pero ejerce una mayor presión sobre el miocardio, aumentando los requerimientos de perfusión coronaria, lo que puede provocar un empeoramiento de la cardiopatía isquémica. La actividad simpática también puede causar arritmias cardíacas potencialmente fatales . Puede producirse un aumento del tamaño físico de la capa muscular del corazón. Esto se debe a que las fibras musculares cardíacas diferenciadas terminalmente aumentan de tamaño en un intento por mejorar la contractilidad. Esto puede contribuir al aumento de la rigidez y, por lo tanto, disminuir la capacidad de relajación durante la diástole. También puede producirse un agrandamiento de los ventrículos, lo que contribuye al agrandamiento y la forma esférica del corazón con insuficiencia cardíaca. El aumento del volumen ventricular también provoca una reducción del volumen sistólico debido a la contracción mecánica e ineficiente del corazón. ^{[ 4 ]}

El efecto general es una disminución del gasto cardíaco y un aumento de la carga sobre el corazón. Esto incrementa el riesgo de paro cardíaco (específicamente debido a ritmos cardíacos ventriculares anormales) y reduce el suministro de sangre al resto del cuerpo. En las enfermedades crónicas, la disminución del gasto cardíaco provoca una serie de cambios en el resto del organismo, algunos de los cuales son compensaciones fisiológicas y otros forman parte del proceso de la enfermedad.

• La presión arterial disminuye. Esto desestimula los barorreceptores del seno carotídeo y del arco aórtico , que se conectan con el núcleo del tracto solitario . Este centro cerebral aumenta la actividad simpática, liberando catecolaminas al torrente sanguíneo. La unión a los receptores alfa-1 produce vasoconstricción arterial sistémica . Esto ayuda a restablecer la presión arterial, pero también aumenta la resistencia periférica total, incrementando la carga de trabajo del corazón. La unión a los receptores beta-1 en el miocardio aumenta la frecuencia cardíaca y hace que las contracciones sean más fuertes en un intento por aumentar el gasto cardíaco. Sin embargo, esto también incrementa la cantidad de trabajo que el corazón debe realizar.
• El aumento de la estimulación simpática también provoca que la hipófisis posterior secrete vasopresina (también conocida como hormona antidiurética o ADH), lo que causa retención de líquidos en los riñones. Esto incrementa el volumen sanguíneo y la presión arterial.
• La insuficiencia cardíaca también limita la capacidad de los riñones para eliminar sodio y agua, lo que aumenta aún más el edema. ^{[ 5 ]} La disminución del flujo sanguíneo a los riñones estimula la liberación de renina , una enzima que cataliza la producción del potente vasopresor angiotensina . La angiotensina y sus metabolitos provocan una mayor vasoconstricción y estimulan una mayor secreción del esteroide aldosterona por las glándulas suprarrenales . Esto favorece la retención de sal y líquidos en los riñones.
• Los niveles crónicamente elevados de hormonas neuroendocrinas circulantes, como las catecolaminas , la renina, la angiotensina y la aldosterona, afectan directamente al miocardio, provocando una remodelación estructural del corazón a largo plazo. Muchos de estos efectos de remodelación parecen estar mediados por el factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta), que es un objetivo común de la cascada de transducción de señales iniciada por las catecolaminas ^{[ 6 ]} y la angiotensina II ^{[ 7 ]} , y también por el factor de crecimiento epidérmico (EGF), que es un objetivo de la vía de señalización activada por la aldosterona ^{[ 8 ].}
• La perfusión reducida del músculo esquelético provoca atrofia de las fibras musculares. Esto puede resultar en debilidad, mayor fatigabilidad y disminución de la fuerza máxima, factores que contribuyen a la intolerancia al ejercicio. ^{[ 9 ]}

El aumento de la resistencia periférica y el mayor volumen sanguíneo ejercen una mayor presión sobre el corazón y aceleran el daño al miocardio. La vasoconstricción y la retención de líquidos producen un aumento de la presión hidrostática en los capilares. Esto altera el equilibrio de fuerzas, favoreciendo la formación de líquido intersticial, ya que la mayor presión fuerza la salida de líquido adicional de la sangre hacia los tejidos. Esto da lugar a edema (acumulación de líquido) en los tejidos. En la insuficiencia cardíaca derecha, este edema suele comenzar en los tobillos, donde la presión venosa es alta debido a la gravedad (aunque si el paciente está postrado en cama, la acumulación de líquido puede comenzar en la región sacra). También puede ocurrir en la cavidad abdominal, donde la acumulación de líquido se denomina ascitis. En la insuficiencia cardíaca izquierda, el edema puede producirse en los pulmones; esto se denomina edema pulmonar cardiogénico . Esto reduce la capacidad de ventilación de reserva, provoca rigidez pulmonar y disminuye la eficiencia del intercambio gaseoso al aumentar la distancia entre el aire y la sangre. Las consecuencias de esto son disnea (dificultad para respirar), ortopnea y disnea paroxística nocturna .

Los síntomas de la insuficiencia cardíaca dependen en gran medida del lado del corazón que falla. El lado izquierdo bombea sangre a la circulación sistémica, mientras que el lado derecho la bombea a la circulación pulmonar . Si bien la insuficiencia cardíaca izquierda reduce el gasto cardíaco hacia la circulación sistémica, los síntomas iniciales suelen manifestarse debido a los efectos sobre la circulación pulmonar. En la disfunción sistólica, la fracción de eyección disminuye, lo que provoca un volumen de sangre anormalmente elevado en el ventrículo izquierdo. En la disfunción diastólica, la presión ventricular al final de la diástole es alta. Este aumento de volumen o presión se acumula en la aurícula izquierda y luego en las venas pulmonares. El aumento de volumen o presión en las venas pulmonares dificulta el drenaje normal de los alvéolos y favorece el flujo de líquido desde los capilares hacia el parénquima pulmonar, causando edema pulmonar. Esto dificulta el intercambio de gases. Por lo tanto, la insuficiencia cardíaca izquierda suele presentarse con síntomas respiratorios: dificultad para respirar, ortopnea y disnea paroxística nocturna.

En la miocardiopatía grave, los efectos de la disminución del gasto cardíaco y la mala perfusión se hacen más evidentes, y los pacientes manifestarán extremidades frías y húmedas, cianosis, claudicación, debilidad generalizada, mareos y desmayos .

La baja oxigenación sanguínea resultante causada por el edema pulmonar provoca vasoconstricción en la circulación pulmonar, lo que resulta en hipertensión pulmonar. Dado que el ventrículo derecho genera presiones mucho menores que el ventrículo izquierdo (aproximadamente 20 mmHg frente a alrededor de 120 mmHg, respectivamente, en un individuo sano) pero no obstante genera un gasto cardíaco exactamente igual al del ventrículo izquierdo, esto significa que un pequeño aumento en la resistencia vascular pulmonar causa un gran aumento en la cantidad de trabajo que debe realizar el ventrículo derecho. Sin embargo, el mecanismo principal por el cual la insuficiencia cardíaca izquierda causa insuficiencia cardíaca derecha en realidad no se comprende bien. Algunas teorías invocan mecanismos que están mediados por activación neurohormonal. ^{[ 10 ]} Los efectos mecánicos también pueden contribuir. A medida que el ventrículo izquierdo se distiende, el tabique interventricular se abomba hacia el ventrículo derecho, disminuyendo la capacidad del ventrículo derecho.

La insuficiencia cardíaca causada por disfunción sistólica se reconoce con mayor facilidad. Puede describirse de forma simplificada como un fallo de la función de bombeo del corazón. Se caracteriza por una fracción de eyección reducida (menos del 45%). La fuerza de la contracción ventricular se atenúa y resulta insuficiente para generar un volumen sistólico adecuado, lo que da lugar a un gasto cardíaco insuficiente. En general, esto se debe a la disfunción o destrucción de los miocitos cardíacos o sus componentes moleculares. En enfermedades congénitas como la distrofia muscular de Duchenne , la estructura molecular de los miocitos individuales se ve afectada. Los miocitos y sus componentes pueden dañarse por inflamación (como en la miocarditis ) o por infiltración (como en la amiloidosis). Las toxinas y los agentes farmacológicos (como el etanol , la cocaína , la doxorrubicina y las anfetaminas ) causan daño intracelular y estrés oxidativo . El mecanismo de daño más común es la isquemia, que provoca infarto y formación de cicatrices . Tras un infarto de miocardio, los miocitos muertos son reemplazados por tejido cicatricial, lo que afecta negativamente la función del miocardio. En el ecocardiograma, esto se manifiesta por un movimiento anormal de la pared (hipocinesia) o por la ausencia de movimiento de la pared (acinesia).

Debido a que el ventrículo no se vacía adecuadamente, la presión y el volumen telediastólicos ventriculares aumentan. Esto se transmite a la aurícula. En el lado izquierdo del corazón, el aumento de presión se transmite a la vasculatura pulmonar, y la presión hidrostática resultante favorece la extravasación de líquido hacia el parénquima pulmonar, causando edema pulmonar. En el lado derecho del corazón, el aumento de presión se transmite a la circulación venosa sistémica y a los lechos capilares sistémicos, favoreciendo la extravasación de líquido hacia los tejidos de los órganos diana y las extremidades, lo que produce edema periférico dependiente .

La insuficiencia cardíaca causada por disfunción diastólica se describe generalmente como la incapacidad del ventrículo para relajarse adecuadamente y suele indicar una pared ventricular más rígida. La rigidez y la contractilidad de las paredes ventriculares en diástole fueron descritas por primera vez por Pierre-Simon Laplace. Esto provoca un llenado ventricular insuficiente y, por lo tanto, un volumen sistólico (VS) inadecuado. El VS es un término matemático que permite la manipulación de muchas variables. La falta de relajación ventricular también produce presiones telediastólicas elevadas, y el resultado final es idéntico al de la disfunción sistólica (edema pulmonar en la insuficiencia cardíaca izquierda, edema periférico en la insuficiencia cardíaca derecha).

La disfunción diastólica puede ser causada por procesos similares a los que causan la disfunción sistólica, en particular por causas que afectan la remodelación cardíaca.

La disfunción diastólica puede no manifestarse salvo en situaciones fisiológicas extremas si la función sistólica se mantiene. El paciente puede ser completamente asintomático en reposo. Sin embargo, es extremadamente sensible a los aumentos de la frecuencia cardíaca, y los episodios repentinos de taquicardia (que pueden deberse simplemente a respuestas fisiológicas al esfuerzo, la fiebre o la deshidratación, o a taquiarritmias patológicas como la fibrilación auricular con respuesta ventricular rápida ) pueden provocar edema pulmonar agudo . Por lo tanto, un control adecuado de la frecuencia cardíaca (generalmente con un fármaco que disminuye la conducción AV, como un bloqueador de los canales de calcio o un betabloqueante) es fundamental para prevenir la descompensación aguda.

La función diastólica del ventrículo izquierdo se puede determinar mediante ecocardiografía midiendo varios parámetros, como la relación E/A (relación entre el llenado ventricular izquierdo temprano y el auricular), el tiempo de desaceleración E (llenado ventricular izquierdo temprano) y el tiempo de relajación isovolumétrica .