Pathogenese van hartfalen

Dit artikel gaat over chronisch hartfalen. Strikt genomen komt acuut hartfalen zonder een voorgeschiedenis van een langdurige hartaandoening in de klinische praktijk niet vaak voor. Een voorbeeld van een dergelijke aandoening is waarschijnlijk acute myocarditis van reumatische en niet-reumatische oorsprong. Acuut hartfalen treedt meestal op als complicatie van chronisch hartfalen, mogelijk tegen de achtergrond van een bijkomende ziekte, en wordt gekenmerkt door de snelle ontwikkeling en ernst van individuele symptomen van hartfalen, wat wijst op decompensatie.

In de vroege stadia van hartfalen of hartdysfunctie blijft de perifere circulatie toereikend voor de weefselbehoeften. Dit wordt mogelijk gemaakt door de activering van primaire aanpassingsmechanismen al in de vroege, preklinische stadia van hartfalen, wanneer er nog geen duidelijke klachten zijn en alleen een zorgvuldig onderzoek de aanwezigheid van dit syndroom kan vaststellen.

Aanpassingsmechanismen bij hartfalen

Een afname van de contractiele functie van het myocard activeert de primaire aanpassingsmechanismen om een adequaat hartminuutvolume te garanderen.

Het hartminuutvolume is de hoeveelheid bloed die door de hartkamers wordt uitgeblazen tijdens één systolische samentrekking.

De implementatie van aanpassingsmechanismen kent haar eigen klinische verschijnselen. Bij nauwkeurig onderzoek kan men vermoeden dat er sprake is van een pathologische aandoening die het gevolg is van latent chronisch hartfalen.

Bij pathologische aandoeningen die hemodynamisch gekenmerkt worden door overbelasting van het ventrikelvolume, wordt het Frank-Starling-mechanisme geactiveerd om een adequaat hartminuutvolume te handhaven: naarmate de myocard tijdens de diastole wordt uitgerekt, neemt de spanning tijdens de systole toe.

Een verhoging van de einddiastolische druk in het ventrikel leidt tot een toename van het hartminuutvolume: bij gezonde personen vergemakkelijkt dit de ventriculaire adaptatie aan fysieke activiteit, en bij hartfalen wordt het een van de belangrijkste compensatiefactoren. Een klinisch voorbeeld van volumetrische diastolische overbelasting van het linkerventrikel is aorta-insufficiëntie, waarbij tijdens de diastole een deel van het bloed vanuit de aorta naar het linkerventrikel terugstroomt en de bloedstroom vanuit het linkeratrium naar het linkerventrikel vrijwel gelijktijdig plaatsvindt. Er treedt een significante diastolische (volume) overbelasting van het linkerventrikel op, en als reactie hierop neemt de spanning tijdens de systole toe, wat zorgt voor een adequaat hartminuutvolume. Dit gaat gepaard met een toename van het oppervlak en een toename van de apicale impuls; na verloop van tijd ontstaat er een linkszijdige "hartbult".

Een klinisch voorbeeld van volumeoverbelasting van het rechterventrikel is een groot ventrikelseptumdefect. Een verhoogde volumeoverbelasting van het rechterventrikel resulteert in een pathologische hartimpuls. Vaak ontstaat er een borstafwijking in de vorm van een bilaterale "hartbult".

Het Frank-Starling-mechanisme kent bepaalde fysiologische grenzen. Een toename van het hartminuutvolume bij een onveranderd myocard treedt op bij een myocardoverrekking tot 146-150%. Bij een hogere belasting treedt geen toename van het hartminuutvolume op en worden klinische tekenen van hartfalen zichtbaar.

Een ander mechanisme van primaire aanpassing bij hartfalen is hyperactivering van lokale of weefselneurohormonen, wanneer het sympathisch-bijniersysteem en zijn effectoren worden geactiveerd: noradrenaline, adrenaline, het renine-angiotensine-aldosteronsysteem en zijn effectoren - angiotensine II en aldosteron, evenals het natriuretische factorsysteem. Dit mechanisme van primaire aanpassing werkt bij pathologische aandoeningen die gepaard gaan met myocardschade. Klinische aandoeningen waarbij het gehalte aan catecholamines stijgt, zijn enkele hartmyopathieën: acute en chronische myocarditis, congestieve cardiomyopathie. De klinische implementatie van een verhoging van het gehalte aan catecholamines is een toename van het aantal hartcontracties, wat tot op zekere hoogte helpt om het hartminuutvolume op een adequaat niveau te houden. Tachycardie is echter een ongunstige werkingsmodus voor het hart, omdat het altijd leidt tot myocardvermoeidheid en decompensatie. Een van de oplossende factoren in dit geval is de afname van de coronaire bloedstroom door de verkorting van de diastole (coronaire bloedstroom wordt in de diastolefase verzorgd). Tachycardie, als adaptief mechanisme bij hartdecompensatie, is al aanwezig in stadium I van hartfalen. De toename van het ritme gaat ook gepaard met een toename van het zuurstofverbruik van de hartspier.

Uitputting van dit compensatiemechanisme treedt op bij een toename van de hartslag tot 180 per minuut bij jonge kinderen en meer dan 150 per minuut bij oudere kinderen; het minuutvolume neemt af bij een afname van het slagvolume van het hart, wat gepaard gaat met een afname van de vulling van de hartholtes als gevolg van een significante verkorting van de diastole. Een toename van de activiteit van het sympathisch-bijniersysteem bij toenemend hartfalen wordt daarom een pathologische factor die myocardiale vermoeidheid verergert. Chronische hyperactivatie van neurohormonen is dus een onomkeerbaar proces dat leidt tot de ontwikkeling van klinische symptomen van chronisch hartfalen in één of beide bloedsomloopsystemen.

Myocardiale hypertrofie als primaire compensatiefactor is inbegrepen bij aandoeningen die gepaard gaan met drukoverbelasting van het ventriculaire myocard. Volgens de wet van Laplace is de drukoverbelasting gelijkmatig verdeeld over het gehele oppervlak van het ventrikel, wat gepaard gaat met een toename van de intramyocardiale spanning en een van de belangrijkste triggers van myocardiale hypertrofie wordt. In dit geval neemt de snelheid van myocardiale relaxatie af, terwijl de contractiesnelheid niet significant afneemt. Tachycardie treedt dus niet op bij gebruik van dit mechanisme van primaire aanpassing. Klinische voorbeelden van een dergelijke situatie zijn aortaklepstenose en arteriële hypertensie (hypertensie). In beide gevallen ontstaat concentrische myocardiale hypertrofie als reactie op de noodzaak om een obstakel te overwinnen, in het eerste geval een mechanisch obstakel, in het tweede een hoge arteriële druk. Meestal is hypertrofie concentrisch van aard met een afname in de holte van het linkerventrikel. De toename van de spiermassa vindt echter in grotere mate plaats dan de toename van de contractiliteit, waardoor het myocardfunctioneren per eenheid van de massa lager is dan normaal. Myocardiale hypertrofie in een bepaald klinisch stadium wordt beschouwd als een gunstig compensatie-adaptief mechanisme dat een afname van het hartminuutvolume voorkomt, hoewel dit leidt tot een verhoogde zuurstofbehoefte van het hart. De myogene dilatatie neemt echter vervolgens toe, wat leidt tot een verhoogde hartslag en andere klinische verschijnselen van hartfalen.

De rechterkamer vormt zelden een dergelijke hypertrofie (bijvoorbeeld bij pulmonalisslagaderstenose en primaire pulmonale hypertensie), omdat het energetisch vermogen van de rechterkamer zwakker is. In dergelijke situaties neemt de verwijding van de rechterkamerholte toe.

Men mag niet vergeten dat naarmate de massa van de hartspier toeneemt, er een relatief tekort aan coronaire bloeddoorstroming ontstaat, waardoor de toestand van de beschadigde hartspier aanzienlijk verslechtert.

Opgemerkt dient echter te worden dat myocardiale hypertrofie in sommige klinische situaties als een relatief gunstige factor wordt beschouwd, bijvoorbeeld bij myocarditis, wanneer hypertrofie, als gevolg van het proces, schadehypertrofie wordt genoemd. In dit geval verbetert de levensverwachting bij myocarditis, omdat myocardiale hypertrofie het mogelijk maakt het hartminuutvolume op een relatief adequaat niveau te houden.

Wanneer de primaire compensatiemechanismen uitgeput zijn, neemt het hartminuutvolume af en treedt er congestie op, waardoor perifere circulatiestoornissen toenemen. Wanneer het hartminuutvolume van de linker hartkamer afneemt, neemt de einddiastolische druk daarin toe, wat een belemmering vormt voor de volledige lediging van het linker atrium en leidt tot een toename van de druk in de longaders en de longcirculatie, en vervolgens retrograad - in de longslagader. Een drukverhoging in de longcirculatie leidt tot het vrijkomen van vloeistof uit de bloedbaan in de interstitiële ruimte, en vanuit de interstitiële ruimte - in de alveolaire holte, wat gepaard gaat met een afname van de vitale capaciteit van de longen en hypoxie. Bovendien vermengt zich in de alveolaire holte het vloeibare deel van het bloed met luchtschuim, wat klinisch wordt geausculteerd door de aanwezigheid van vochtige piepende ademhaling van verschillende groottes. De aandoening gaat gepaard met een natte hoest, bij volwassenen met overvloedig sputum, soms met bloedstrepen ("cardiale astma"), en bij kinderen met alleen een natte hoest, waarbij het sputum meestal niet wordt vrijgegeven vanwege een onvoldoende uitgesproken hoestreflex. Het gevolg van toenemende hypoxie is een toename van het gehalte aan melkzuur en pyrodruivenzuur, waardoor de zuur-basebalans verschuift naar acidose. Acidose draagt bij aan de vernauwing van de longvaten en leidt tot een nog grotere drukverhoging in de longcirculatie. Reflexspasmen van de longvaten met een verhoogde druk in het linker atrium, als gevolg van de Kitaev-reflex, verergeren eveneens de toestand van de longcirculatie.

Verhoogde druk in de bloedvaten van de longcirculatie leidt tot het ontstaan van kleine bloedingen en gaat tevens gepaard met het vrijkomen van rode bloedcellen per diapedemie in het longweefsel. Dit draagt bij aan de afzetting van hemosiderine en de ontwikkeling van bruine verharding in de longen. Langdurige veneuze congestie en capillaire spasmen veroorzaken proliferatie van bindweefsel en de ontwikkeling van de sclerotische vorm van pulmonale hypertensie, die onomkeerbaar is.

Melkzuur heeft een zwak hypnotisch (narcotisch) effect, wat de toegenomen slaperigheid verklaart. Een afname van de reservealkaliteit met de ontwikkeling van gedecompenseerde acidose en zuurstoftekort leidt tot het optreden van een van de eerste klinische symptomen: kortademigheid. Dit symptoom is 's nachts het meest uitgesproken, omdat dan de remmende werking van de hersenschors op de nervus vagus verdwijnt en er fysiologische vernauwing van de kransslagaders optreedt, wat onder pathologische omstandigheden de afname van de myocardcontractiliteit verder verergert.

Verhoogde druk in de longslagader vormt een obstakel voor de volledige lediging van de rechterkamer tijdens de systole, wat leidt tot hemodynamische (volume)overbelasting van de rechterkamer en vervolgens van het rechteratrium. Dienovereenkomstig treedt bij een drukverhoging in de rechteratrium een regrograde drukverhoging op in de venen van de systemische circulatie (v. cava superior, v. cava inferior), wat leidt tot een verstoring van de functionele toestand en het optreden van morfologische veranderingen in de inwendige organen. Rekking van de vena cava door een verstoring van de "pomping" van bloed door het hart vanuit het veneuze systeem via sympathische innervatie leidt reflexmatig tot tachycardie. Tachycardie verandert geleidelijk van een compenserende reactie in een reactie die de hartfunctie verstoort door de verkorting van de "rustperiode" (diastole) en het optreden van myocardiale vermoeidheid. Het directe gevolg van verzwakking van de rechterhartkamer is een vergrote lever, aangezien de leveraders uitmonden in de vena cava inferior, dicht bij de rechterkant van het hart. Congestie tast ook in zekere mate de milt aan; bij hartfalen kan deze vergroot zijn bij patiënten met een grote en dichte lever. Ook de nieren zijn onderhevig aan congestieve veranderingen: de diurese neemt af ('s nachts kan dit soms de overhand hebben op de dag), de urine heeft een hoog soortelijk gewicht en kan wat eiwit en rode bloedcellen bevatten.

Doordat het gehalte aan gereduceerd hemoglobine (grijsrode kleur) toeneemt tegen de achtergrond van hypoxie, wordt de huid blauwachtig (cyanotisch). Een sterke cyanose bij aandoeningen van de longcirculatie geeft patiënten soms een bijna zwarte kleur, bijvoorbeeld bij ernstige vormen van de tetrade van Fallot.

Naast arteriële cyanose, waarbij het oxyhemoglobinegehalte in het arteriële bloed afneemt, bestaat er ook centrale of perifere cyanose (neuspunt, oren, lippen, wangen, vingers en tenen): deze wordt veroorzaakt door een vertraging van de bloedstroom en een tekort aan oxyhemoglobine in het veneuze bloed als gevolg van het toegenomen zuurstofverbruik door de weefsels.

Verstopping in de poortader veroorzaakt een stagnerende bloedtoevoer naar het vaatstelsel van de maag en darmen, wat leidt tot verschillende spijsverteringsstoornissen - diarree, constipatie, een zwaar gevoel in de bovenbuik, soms misselijkheid en braken. De laatste twee symptomen zijn vaak de eerste duidelijke tekenen van congestief hartfalen bij kinderen.

Oedeem en waterzucht in de holten, als manifestatie van rechterventrikelfalen, verschijnen later. De oorzaken van het oedeemsyndroom zijn de volgende veranderingen.

• Verminderde bloeddoorstroming naar de nieren.
• Herverdeling van de intrarenale bloedstroom.
• Verhoogde toon van capacitieve vaten.
• Verhoogde reninesecretie door een direct stimulerend effect op receptoren van nierbuisjes, etc.

Een verhoogde permeabiliteit van de vaatwand als gevolg van hypoxie draagt ook bij aan het ontstaan van perifeer oedeem. Een afname van het hartminuutvolume, geassocieerd met de uitputting van primaire compensatiemechanismen, draagt bij aan de inschakeling van secundaire compensatiemechanismen die gericht zijn op het waarborgen van een normale arteriële druk en een adequate bloedtoevoer naar vitale organen.

Secundaire compensatiemechanismen omvatten ook een verhoogde vasomotorische tonus en een verhoogd circulerend bloedvolume. Een verhoogd circulerend bloedvolume is het gevolg van het leeglopen van bloeddepots en een direct gevolg van verhoogde hematopoëse. Beide moeten worden beschouwd als compenserende reacties op onvoldoende zuurstoftoevoer naar het weefsel, een reactie die zich uit in een verhoogde aanvulling van het bloed met nieuwe zuurstofdragers.

Een toename van de bloedmassa kan in eerste instantie slechts een positieve rol spelen, maar vormt later een extra belasting voor de bloedcirculatie. Wanneer het hart verzwakt, wordt de circulatie van de toegenomen bloedmassa nog trager. Een toename van de totale perifere weerstand wordt klinisch weerspiegeld door een toename van de diastolische arteriële druk, die, samen met een afname van de systolische arteriële druk (als gevolg van een afname van het hartminuutvolume), leidt tot een significante afname van de polsdruk. Kleine waarden van de polsdruk wijzen altijd op een beperking van het aanpassingsvermogen, wanneer externe en interne oorzaken ernstige verschuivingen in de hemodynamiek kunnen veroorzaken. Mogelijke gevolgen van deze veranderingen zijn verstoringen in de vaatwand, wat leidt tot veranderingen in de reologische eigenschappen van het bloed en uiteindelijk tot een van de ernstige complicaties die worden veroorzaakt door een toename van de activiteit van het hemostasesysteem: het trombo-embolisch syndroom.

Veranderingen in het water-elektrolytmetabolisme bij hartfalen treden op als gevolg van verstoringen in de nierhemodynamiek. Als gevolg van een afname van het hartminuutvolume neemt de nierdoorbloeding af en neemt de glomerulaire filtratie af. Tegen de achtergrond van chronische activering van neurohormonen vernauwen de niervaten.

Wanneer het hartminuutvolume afneemt, vindt er een herverdeling van de bloedstroom naar de organen plaats: de bloedstroom neemt toe in de vitale organen (hersenen, hart) en neemt niet alleen af in de nieren, maar ook in de huid.

Het gevolg van de gepresenteerde complexe aandoeningen is onder andere een verhoogde uitscheiding van aldosteron. Een verhoogde uitscheiding van aldosteron leidt op zijn beurt tot een verhoogde natriumreabsorptie in de distale tubuli, wat de ernst van het oedeemsyndroom eveneens verergert.

In de late stadia van hartfalen is een van de oorzaken van oedeemontwikkeling leverdisfunctie, waarbij de albuminesynthese afneemt, wat gepaard gaat met een afname van de colloïd-oncotische eigenschappen van plasma. Er zijn nog steeds veel intermediaire en aanvullende schakels van primaire en secundaire adaptatie bij hartfalen. Zo leidt een toename van het circulerende bloedvolume en een toename van de veneuze druk als gevolg van vochtretentie tot een verhoging van de druk in de ventrikels en een toename van het hartminuutvolume (het Frank-Starling-mechanisme). Bij hypervolemie is dit mechanisme echter ineffectief en leidt het tot een toename van de hartbelasting - een toename van hartfalen, en tot natrium- en waterretentie in het lichaam - tot de vorming van oedeem.

Alle beschreven aanpassingsmechanismen zijn dus gericht op het handhaven van een adequaat hartminuutvolume, maar bij een uitgesproken mate van decompensatie veroorzaken de ‘goede bedoelingen’ een ‘vicieuze cirkel’, waardoor de klinische situatie verder verergert en verslechtert.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]