FISIOPATOLOGÍA DE LA INSUFICIENCIA CARDÍACA
Desde un punto de vista clínico la insuficiencia cardíaca puede definirse como la situación en la que una anomalía de la función cardíaca impide que el corazón expulse sangre suficiente para cubrir las necesidades metabólicas de los tejidos o sólo puede hacerlo con unas presiones de llenado ventricular muy elevadas.
Aunque la mayoría de los casos de insuficiencia cardíaca se deben a insuficiencia miocárdica, es decir, a un déficit de la contractilidad o de la relajación del miocardio, en algunos casos puede existir insuficiencia cardíaca sin anomalías de la función miocárdica, debido a situaciones en las que un corazón normal tiene que hacer frente de forma aguda a una gran elevación de la precarga o la poscarga, como durante una crisis hipertensiva o una rotura de cuerdas tendinosas de la válvula mitral. Por otro lado, es importante diferenciar la insuficiencia cardíaca de otras dos situaciones posibles: estados de insuficiencia circulatoria en los que la función cardíaca no está alterada, como en el shock hipovolémico, y situaciones en las que hay congestión circulatoria por retención hidrosalina sin que exista disfunción cardíaca, como en un síndrome nefrótico.
Mecanismos de adaptación o compensadores
En situaciones de déficit de la contractilidad o de sobrecargas hemodinámicas, el corazón dispone de varios mecanismos de adaptación con el fin de mantener su función de bomba. Los más importantes son:
1. La dilatación ventricular, consecuencia del efecto del aumento de la precarga, producido por la retención hidrosalina, sobre el alargamiento de las fibras miocárdicas siguiendo la ley de Starling. De esta forma, se produce un alargamiento de las sarcómeras que favorece la superposición de los filamentos gruesos y delgados y, por consiguiente, aumenta la contractilidad.
2. La hipertrofia del miocardio, que aumenta la masa de tejido contráctil.
3. La liberación de catecolaminas por el sistema nervioso simpático del corazón y por las glándulas suprarrenales.
4. La activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona.
Estos mecanismos son capaces de mantener la función cardíaca en etapas iniciales y suelen dominar la semiología de la insuficiencia cardíaca, pero su capacidad es finita y, a largo plazo, suelen producir efectos adversos.
Dilatación e hipertrofia cardíaca
El corazón insuficiente es capaz de expulsar un volumen sistólico normal durante mucho tiempo a expensas del aumento del volumen diastólico y, por tanto, de la precarga, siguiendo los principios de la ley de Starling. De este modo, se estiran las sarcómeras, lo que incrementa el número de lugares donde pueden interaccionar los filamentos de actina y miosina, y aumenta su sensibilidad al Ca++. Por otro lado, la hipertrofia cardíaca es otro mecanismo de reserva del corazón insuficiente por el que el miocardio consigue nuevas unidades contráctiles. Estos dos mecanismos compensadores suelen activarse secuencialmente.
Así, ante una sobrecarga hemodinámica, ya sea de presión, como en la hipertensión arterial, o de volumen, como en la insuficiencia aórtica, el ventrículo responde inicialmente aumentando la longitud de las sarcómeras con el fin de obtener una superposición óptima de los filamentos gruesos y delgados. Más tarde, se produce un aumento de la masa muscular por medio de la hipertrofia, que será concéntrica con cavidad ventricular pequeña en los casos de sobrecarga de presión y excéntrica con dilatación ventricular si es de volumen. Ello permite mantener la presión arterial en los casos de sobrecarga de volumen, sin que disminuya la contractilidad. En etapas posteriores, existe una disminución del inotropismo y el corazón recurre a la estimulación simpática. Finalmente, se produce necrosis celular con formación de fibrosis y tejido cicatricial. Esto provoca una sobrecarga adicional sobre el resto del miocardio y se crea un círculo vicioso que termina consolidando la insuficiencia cardíaca.
La hipertrofia cardíaca no aparece únicamente cuando existe una sobrecarga de presión o de volumen. En casos de necrosis celular, como ocurre tras un infarto de miocardio, existe también una hipertrofia de los miocitos viables con un incremento tanto de su diámetro, como ocurre en las sobrecargas de presión, como de su longitud, como sucede en las sobrecargas de volumen.
Tanto la sobrecarga de presión como la de volumen producen alteraciones en la geometría y el grosor del ventrículo izquierdo que tienden a mantener la tensión sistólica de la pared dentro de límites normales. Así, cuando la causa primaria de la hipertrofia es una sobrecarga de presión, la tensión sistólica de la pared del ventrículo izquierdo aumenta bruscamente, lo que provoca una reproducción en paralelo de las miofibrillas, con engrosamiento de los miocitos e hipertrofia concéntrica de la pared. Este engrosamiento de la pared es suficiente para que, siguiendo la ley de Laplace, la tensión parietal se normalice. Cuando la causa primaria de la hipertrofia es una sobrecarga de volumen, aumenta la tensión diastólica del ventrículo izquierdo, lo que provoca una reproducción en serie de las sarcómeras, con alargamiento de los miocitos y dilatación ventricular. Esta dilatación incrementa la tensión sistólica por efecto de la ley de Laplace, lo que provocará hipertrofia de la pared, que normalizará la tensión sistólica.
El incremento de la síntesis proteica en la hipertrofia cardíaca se asocia a un aumento del RNA total y del RNA mensajero. De esta manera, la sobrecarga hemodinámica aumenta la síntesis global de proteínas aunque altera cualitativamente éstas; es decir, se sintetizan isoformas de proteína que estuvieron presentes durante la vida fetal y neonatal, cuando la síntesis proteica en el corazón era también rápida, y otras proteínas como el péptido natriurético auricular, lo que significa reexpresión de los genes de dichas proteínas.
Alteraciones de la función diastólica ventricular
En la insuficiencia cardíaca pueden existir anomalías tanto en sístole (disfunción sistólica) como en diástole (disfunción diastólica). En la denominada insuficiencia cardíaca sistólica, cuyo prototipo es la miocardiopatía dilatada, la anomalía primaria es un déficit de la contractilidad. Esto conduce a una disminución del volumen sistólico y del gasto cardíaco, así como a un vaciado ventricular inadecuado, dilatación cardíaca y elevación de la presión diastólica ventricular. En la insuficiencia cardíaca diastólica, la anomalía primaria está constituida por una alteración o dificultad de la relajación ventricular, lo que conduce a la elevación de la presión diastólica ventricular sin dilatación cardíaca y, por tanto, con unos volúmenes ventriculares normales. Este déficit de relajación puede ser funcional, como ocurre durante la isquemia, o deberse a la existencia de unas paredes engrosadas y rígidas, como sucede en situaciones de hipertrofia ventricular, siendo el prototipo de esta entidad la miocardiopatía hipertrófica y la miocardiopatía restrictiva. Otras situaciones que facilitan la disfunción ventricular diastólica son la edad avanzada y la diabetes mellitus.
En muchos pacientes coexisten las dos alteraciones, los ventrículos están dilatados e hipertróficos y se observa una alteración de la función tanto sistólica como diastólica del corazón, con lo que éste se llena y vacía mal.
La contribución de la contracción auricular al llenado ventricular es muy importante en circunstancias en que aumenta la rigidez ventricular. La pérdida de la contracción auricular en estos casos determina una elevación de la presión auricular, que causará congestión pulmonar, y una disminución del llenado ventricular y, por lo tanto, del volumen de eyección y del gasto cardíaco.
Metabolismo cardíaco
En la insuficiencia cardíaca existe una anomalía del acoplamiento excitación-contracción que reduce el suministro de Ca++ a los sitios contráctiles, lo que disminuye el rendimiento cardíaco. A pesar de ello, se desconoce todavía en qué sitio exacto se produce la alteración, la base molecular del trastorno, y si la causa radica en un defecto de producción de energía, su conservación o su utilización. Así, se sabe que puede haber una alteración grave de la función ventricular sin que exista una alteración de la función mitocondrial o una disminución de los depósitos de fosfatos de alta energía. De todas formas, existe una anomalía en la manipulación del Ca++ por el retículo sarcoplásmico, lo que es fundamental para el desarrollo de la insuficiencia cardíaca.
Cambios neurohormonales
Las dos principales alteraciones de la insuficiencia cardíaca son la disminución del gasto cardíaco y la elevación de la presión de la aurícula izquierda como consecuencia del aumento de la presión diastólica ventricular. La reducción del gasto cardíaco provoca la estimulación del sistema adrenérgico, la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona y el aumento en la producción de vasopresina u hormona antidiurética (véase Insuficiencia cardíaca). En los estadios iniciales de la insuficiencia cardíaca, estos tres mecanismos son realmente compensadores y logran mantener la circulación.
Sin embargo, el mantenimiento de la activación de estos mecanismos resulta, a la larga, contraproducente ya que causa vasoconstricción excesiva, aumento de la poscarga, retención excesiva de sal y agua, diselectrolitemias y arritmias ventriculares. Por el contrario, la elevación de la presión auricular estimula la producción de péptido natriurético auricular, que actúa como hormona contrarreguladora e induce vasodilatación y aumento de la diuresis, lo que contrabalancea, en parte, los efectos nocivos de la activación neurohormonal anteriormente citada.
Sistema nervioso adrenérgico
El sistema nervioso adrenérgico ha despertado un gran interés en los últimos años debido a su reconocida importancia en la contractilidad miocárdica. Un índice de la actividad de este sistema lo constituye la medición de los niveles plasmáticos de noradrenalina, tanto en situación basal como durante el esfuerzo. En pacientes con insuficiencia cardíaca, la actividad del sistema nervioso adrenérgico está muy aumentada, lo que se traduce en un incremento de los niveles plasmáticos de noradrenalina tanto en reposo como durante el esfuerzo físico. Recientemente se ha demostrado que el pronóstico de estos pacientes varía en relación inversa con el grado de elevación de los niveles plasmáticos de noradrenalina.
La importancia del sistema nervioso adrenérgico en el mantenimiento de la contractilidad ventricular en la insuficiencia cardíaca congestiva se pone de manifiesto por los efectos descompensadores, en estos pacientes, del bloqueo adrenérgico. Por esto, en general, la administración de fármacos bloqueadores suele estar contraindicada.
A diferencia de la concentración plasmática de noradrenalina, el contenido de ésta en el miocardio de dichos pacientes se halla muy disminuido, al interferir el elevado tono adrenérgico en la biosíntesis de noradrenalina. Además, la densidad de los receptores betadrenérgicos del miocardio y la concentración de AMPc están también disminuidas. El AMPc activa la proteincinasa –que fosforiza los canales de calcio, facilitando así la entrada de Ca++ en el sarcolema– y una proteína del retículo sarcoplásmico, el fosfolambán, que potencia la captación de Ca++ y termina la contracción. En la insuficiencia cardíaca, el déficit de AMPc intracelular prolonga el potencial de acción y la duración de la contracción.
A pesar de que los depósitos cardíacos de noradrenalina no son imprescindibles para mantener el estado contráctil intrínseco del miocardio, en la insuficiencia cardíaca la menor liberación de este neurotransmisor, junto con la disminución de los receptores betadrenérgicos, puede ser la causa de la pérdida del soporte adrenérgico, muy necesario en el corazón insuficiente.
En los estadios avanzados de la insuficiencia cardíaca, cuando las concentraciones plasmáticas de catecolaminas están aumentadas y los depósitos cardíacos de noradrenalina se hallan vacíos, el miocardio depende de la estimulación adrenérgica extracardíaca procedente de la médula suprarrenal, lo que explica el deterioro que estos pacientes suelen presentar si se les administra un bloqueador beta. Esta estimulación adrenérgica sistémica tiene efectos deletéreos porque aumenta las resistencias vasculares periféricas y la postcarga e induce la aparición de arritmias ventriculares. Esto ha sido corroborado por la comprobación reciente de que la supervivencia de estos pacientes depende inversamente de la concentración de noradrenalina en plasma.
En resumen, la anomalía fundamental en los pacientes con insuficiencia cardíaca es la disminución de la relación fuerzavelocidad del miocardio y de la curva longitud-tensión activa, lo que refleja la reducción del estado contráctil del miocardio. En la mayoría de los casos, el gasto cardíaco y la función ventricular son normales en reposo a expensas de un aumento en la longitud de las fibras miocárdicas en telediástole y del volumen ventricular siguiendo la ley de Starling. La elevación de la precarga se acompaña de un aumento paralelo de la presión capilar pulmonar, responsable de los síntomas de disnea que presentan estos pacientes. El incremento de la contractilidad que ocurre durante el ejercicio físico está abolido o muy disminuido en la insuficiencia cardíaca, debido al agotamiento, en el miocardio, de los depósitos de noradrenalina y de la densidad de los receptores beta y a la disminución de la sensibilidad a las catecolaminas y a los impulsos de los nervios adrenérgicos. El aumento del retorno venoso que ocurre con el esfuerzo físico hace que el miocardio insuficiente trabaje en la porción más alta de la curva longitud-tensión siguiendo la ley de Starling y, aunque ello mejora ligeramente la función ventricular, se hace a expensas de un aumento del volumen y de la presión diastólicos del ventrículo izquierdo y, por tanto, de la presión capilar pulmonar, lo que se traduce clínicamente en disnea y una limitación acusada de la tolerancia al esfuerzo. En etapas terminales, la curva longitud-tensión se hace descendente hasta el punto de que el rendimiento cardíaco ya no satisface las demandas metabólicas del organismo incluso en reposo y/o la presión capilar pulmonar está tan elevada que produce edema pulmonar.
