Sydämen vajaatoiminnan patofysiologiaan liittyy muutoksia :

Sydämen toimintahäiriöt aiheuttavat muutoksia verisuonten toiminnassa, veren tilavuudessa ja neurohumoraalisessa tilassa. Nämä muutokset toimivat kompensaatiomekanismeina, jotka auttavat ylläpitämään sydämen tehoa (pääasiassa Frank-Starlingin mekanismin avulla) ja valtimoverenpainetta (systeemisen vasokonstriktion avulla). Nämä kompensoivat muutokset voivat kuitenkin kuukausien ja vuosien kuluessa huonontaa sydämen toimintaa. Siksi joihinkin kroonisen sydämen vajaatoiminnan tehokkaimpiin hoitomuotoihin kuuluu muiden kuin sydänperäisten tekijöiden, kuten valtimo- ja laskimopaineiden, muokkaaminen antamalla verisuonia laajentavia ja diureettisia lääkkeitä.

Sydämen toiminta

Kokonaisuutena, sydämen vajaatoimintaan liittyvät sydämen toiminnan muutokset johtavat sydämen tehon vähenemiseen. Tämä johtuu iskutilavuuden vähenemisestä, joka johtuu systolisesta toimintahäiriöstä, diastolisesta toimintahäiriöstä tai näiden kahden yhdistelmästä. Lyhyesti sanottuna systolinen toimintahäiriö johtuu luontaisen inotropian (supistumiskyvyn) heikkenemisestä, joka voi johtua muutoksista inotropian säätelystä vastaavissa signaalinvälitysmekanismeissa. Systolinen toimintahäiriö voi johtua myös elinkelpoisen, supistuvan lihaksen menetyksestä, kuten akuutin sydäninfarktin jälkeen tapahtuu. Diastolinen toimintahäiriö viittaa kammion diastolisiin ominaisuuksiin, ja se ilmenee, kun kammiosta tulee vähemmän joustava (eli ”jäykempi”), mikä heikentää kammion täyttymistä. Kammion heikentynyt täyttö johtaa veren vähäisempään ulosvirtaukseen. Sekä systolinen että diastolinen toimintahäiriö johtavat korkeampaan kammion loppudiastoliseen paineeseen, joka toimii kompensoivana mekanismina käyttämällä Frank-Starlingin mekanismia iskutilavuuden lisäämiseksi. Joissakin sydämen vajaatoimintatyypeissä (esim. dilatoiva kardiomyopatia) kammio laajenee anatomisesti, mikä auttaa normalisoimaan esikuormituspaineita akkomodoimalla täytetyn tilavuuden kasvua.

Sydämen toimintaa sydämen vajaatoiminnassa parantavia terapeuttisia toimenpiteitä ovat mm. sydäntä stimuloivien lääkkeiden käyttö (esim, beeta-agonistit ja digitalis), jotka stimuloivat sydämen sykettä ja supistuvuutta, sekä verisuonia laajentavia lääkkeitä, jotka vähentävät kammion jälkikuormitusta ja siten lisäävät iskutilavuutta.

Neurohumoraalinen tila

Sydämen vajaatoiminnan aikana esiintyy neurohumoraalisia vasteita. Näitä ovat sympaattisten hermojen ja reniini-angiotensiinijärjestelmän aktivoituminen sekä antidiureettisen hormonin (vasopressiini) ja eteisnatriureettisen peptidin lisääntynyt vapautuminen. Näiden neurohumoraalisten vasteiden nettovaikutus on tuottaa valtimovaskonstriktiota (valtimopaineen ylläpitämiseksi), laskimoiden supistumista (laskimopaineen nostamiseksi) ja lisääntynyttä veritilavuutta kammioiden täyttymisen lisäämiseksi. Yleisesti ottaen näitä neurohumoraalisia vasteita voidaan pitää kompensoivina mekanismeina, mutta ne voivat myös pahentaa sydämen vajaatoimintaa lisäämällä kammion jälkikuormitusta (joka alentaa iskutilavuutta) ja lisäämällä esikuormitusta siihen pisteeseen, jossa esiintyy keuhkojen tai systeemisen verenkierron ahtautumista ja turvotusta. Siksi on tärkeää ymmärtää sydämen vajaatoiminnan patofysiologia, koska se toimii perusteluna terapeuttisille interventioille.

On myös näyttöä siitä, että muilla tekijöillä, kuten typpioksidilla ja endoteliinilla (jotka molemmat lisääntyvät sydämen vajaatoiminnassa), voi olla merkitystä sydämen vajaatoiminnan patogeneesissä.

Joidenkin sydämen vajaatoiminnan lääkehoitojen yhteydessä pyritään vaimentamaan neurohumoraalisia muutoksia. Esimerkiksi tietyistä beetasalpaajista on osoitettu olevan merkittävää pitkäaikaista hyötyä, mikä johtuu todennäköisesti siitä, että ne estävät liiallisen sympaattisen aktivaation vaikutuksia sydämeen. Angiotensiinikonvertaasin estäjiä, angiotensiinireseptorin salpaajia ja aldosteronireseptoriantagonisteja käytetään yleisesti sydämen vajaatoiminnan hoitoon estämällä reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän toimintaa.

Systeeminen verisuonitoiminta

Kompensoidakseen sydämen pienentynyttä tuotosta sydämen vajaatoiminnan aikana elimistön takaisinkytkentämekanismit pyrkivät pitämään yllä normaalia valtimopaineita supistamalla valtimovastussuonistoa sympaattis-adrenergisen hermoston aktivoitumisen kautta, jolloin systeeminen verisuoniresistanssi kasvaa. Myös laskimoita supistetaan laskimopaineen nostamiseksi. Arteriaaliset baroreseptorit ovat tärkeitä osia tässä palautejärjestelmässä, erityisesti akuutissa sydämen vajaatoiminnassa. Humoraalinen aktivaatio, erityisesti reniini-angiotensiinijärjestelmä ja antidiureettinen hormoni (vasopressiini) vaikuttavat myös osaltaan systeemiseen verisuonten supistumiseen.

Korostunut sympaattinen aktiivisuus sekä lisääntynyt kiertävä angiotensiini II ja lisääntynyt vasopressiini vaikuttavat osaltaan systeemisen verisuoniresistanssin lisääntymiseen. Lääkkeet, jotka estävät joitakin näistä mekanismeista, kuten angiotensiinikonvertaasientsyymin estäjät, angiotensiinireseptorin salpaajat, parantavat kammion iskutilavuutta vähentämällä kammion jälkikuormitusta. Vasodilatoivia lääkkeitä, kuten hydralatsiinia ja natriumnitroprussidia, käytetään myös vähentämään kammioon kohdistuvaa jälkikuormitusta ja siten parantamaan sydämen iskutilavuutta.

Verivolyymi

Sydämen vajaatoiminnassa tapahtuu kompensatorinen veritilavuuden lisääntyminen, jonka tarkoituksena on kasvattaa kammion esikuormitusta ja sitä kautta lisätä iskutilavuutta Frank-Starlingin mekanismin avulla. Veritilavuutta lisäävät useat tekijät. Munuaisperfuusion väheneminen johtaa virtsanerityksen vähenemiseen ja nesteen kertymiseen. Lisäksi munuaisten heikentyneen perfuusion ja munuaisten sympaattisen aktivaation yhdistelmä stimuloi reniinin vapautumista ja aktivoi siten reniini-angiotensiinijärjestelmää. Tämä puolestaan lisää aldosteronin eritystä. Myös verenkierrossa oleva arginiinivasopressiini (antidiureettinen hormoni) lisääntyy, mikä edistää munuaisten vedenpidätyskykyä. Humoraalisen aktivaation lopputuloksena on natriumin ja veden reabsorption lisääntyminen munuaisissa. Tästä johtuva veren tilavuuden lisääntyminen auttaa ylläpitämään sydämen ulostuloa; lisääntynyt tilavuus voi kuitenkin olla haitallista, koska se nostaa laskimopaineita, mikä voi johtaa keuhko- ja systeemiseen turvotukseen. Kun turvotusta esiintyy keuhkoissa, seurauksena voi olla rasitushengenahdistus (hengenahdistus rasituksen aikana). Siksi useimpia sydämen vajaatoimintapotilaita hoidetaan diureettisilla lääkkeillä, joilla pienennetään veren tilavuutta ja laskimopaineita turvotuksen vähentämiseksi.

Sydän- ja verisuonimuutosten yhdistäminen

Kuten edellä on kuvattu, sekä systolinen että diastolinen sydämen vajaatoiminta johtavat systeemisen verisuoniresistanssin, veren tilavuuden ja laskimopaineiden muutoksiin. Näitä muutoksia voidaan tarkastella graafisesti käyttämällä oikealla esitettyjä sydämen ja verisuonten toimintakäyriä. Sydämen suorituskyvyn heikkeneminen aiheuttaa sydämen toimintakäyrän kaltevuuden siirtymisen alaspäin. Pelkästään tämä johtaisi oikean eteisen tai keskuslaskimopaineen nousuun (piste B) sekä sydämen minuuttitilavuuden suureen laskuun. Veritilavuuden lisääntyminen ja laskimoiden supistuminen (laskimokomplianssi vähenee) aiheuttavat samansuuntaisen siirtymän systeemisen verenkierron toimintakäyrän oikealle (piste C). Koska myös systeeminen verisuoniresistanssi kasvaa, verisuonitoimintakäyrän kaltevuus siirtyy alaspäin (piste D). Nämä verisuonitoiminnan muutokset yhdessä sydämen toimintakäyrän alaspäin siirtymisen kanssa johtavat oikean eteisen tai keskuslaskimon paineen suureen nousuun (piste D), mikä auttaa osittain kompensoimaan sydämen ulostulon suurta laskua, joka tapahtuisi ilman systeemisiä verisuonireaktioita (piste B). Näin ollen systeemiset vasteet (verisuonten supistuminen ja lisääntynyt veritilavuus) auttavat kompensoimaan sydämen suorituskyvyn heikkenemistä; nämä kompensoivat vasteet aiheuttavat kuitenkin laskimopaineen suuren nousun, joka voi johtaa turvotukseen. Lisäksi systeemisen verisuoniresistanssin lisääntyminen lisää vasemman kammion jälkikuormitusta, mikä voi entisestään vähentää sen tehoa.

Revised 06/30/2015