Taxonomía de la disfunción sistólica

Taxonomía de la disfunción sistólica

Diversos estudios han demostrado la utilidad de medidas farmacológicas y la terapia mediada por dispositivos para la disfunción ventricular izquierda. Aunque existe un beneficio teórico al mejorar la perfusión en zonas de miocardio disfuncionante pero viable, los estudios no han evidenciado una clara mejoría de los resultados clínicos post revascularización.  Una de las posibles explicaciones

Diversos estudios han demostrado la utilidad de medidas farmacológicas y la terapia mediada por dispositivos para la disfunción ventricular izquierda. Aunque existe un beneficio teórico al mejorar la perfusión en zonas de miocardio disfuncionante pero viable, los estudios no han evidenciado una clara mejoría de los resultados clínicos post revascularización.  Una de las posibles explicaciones recaería sobre el uso incorrecto de miocardio viable e hibernado como sinónimos; mientras que en el primero pueden coexistir células normales o disfuncionantes con células muertas producto de una cicatriz fibrótica, el miocardio hibernado incluye solo al subgrupo de miocardio isquémico crónicamente disfuncionante que puede recuperar la contractilidad luego de restituir la perfusión. El miocardio viable puede establecerse antes de restablecer el flujo y no necesariamente incluye miocardio hibernado el cual solo puede demostrase en forma retrospectiva post revascularización.  Las distintas técnicas de imágenes, evaluan en forma no invasiva estos estados del miocardio, y este articulo intenta realizar una clasificación clínica de la disfunción miocárdica.

Las técnicas de imágenes disponibles evalúan distintos aspectos de la salud miocárdica:

FUNCIÓN Y MORFOLOGÍA

La ecocardiografía (ECO) permite evaluar en tiempo real, la estructura cardíaca y función sistólica ventricular izquierda (FSVI), asimismo el doppler tisular (DT) puede cuantificar y detectar sutiles cambios en la contractilidad y la relajación ventricular (Srain Longitudinal global) agregando valor pronostico a la fracción de eyección (FEVI).  La resonancia magnética cardíaca (RMC) genera imágenes reproducibles de alta resolución, y permite una evaluación cuantitativa de la disfunción segmentaria utilizando la técnica de ´´tissue tagging´´. Tanto el ECO como la RMN permiten envaluar el grosor parietal y  a través del apremio físico o farmacológico permiten detectar isquemia y  viabilidad miocardica.  El SPECT (tomografía por emisión de fotones) y el PET (tomografía por emisión de positrones) puede demostrar alteraciones globales y segmentarias de la contracción pero con menor resolución que las demás técnicas.

PERFUSIÓN MIOCÁRDICA

Con la RMN se puede evaluar el pasaje extracelular del gadolinio obteniendo el flujo miocardico absoluto (FMA) y la reserva de perfusión miocárdica (RPM). El SPECT y el PET detectan defectos de perfusión cuando se observa reducción de la señal del trazador en la región de interés. Se considera al PET scan el ´´gold standard´´ para la cuatificación del FMA y la RPM.

METABOLISMO

El principal método para la obtención de de imágenes metabólicas es actualmente el PET, que permite caracterizar y cuantificar el sustrato metabólico miocárdico. La espectroscopia por RMN es un método util pero menos utilizado para evaluar el metabolismo del miocardio.

CARACTERIZACIÓN TISULAR

La RMN permite la caracterización tisular no invasiva. Utilizando el realce tardío con gadolinio (RTG), se puede evaluar   focos de fibrosis. La secuencia T1 y la medición del volumen extracelular evaluan la fibrosis difusa, mientras que la secuencia T2 permite distinguir el edema intamiocárdico.

TAXONOMIA DE LA SEGMENTACIÓN MIOCÁRDICA

(1) Normal

(2) Isquémico      

      (I) Isquemia reversible       (A) Isquemia prolongada aguda (B) Isquemia intermitente crónica

      (II) Aturdimiento

      (III) Hibernación

      (IV) Infarto

(3) Miopático

1- MIOCARDIO NORMAL

El miocardio normal es, por definición, viable y metabólicamente activo con función contráctil conservada exibiendo una adecuada reserva contractil en respuesta al aumento de la demanda. Metabolicamente, el miocardio normal, es muy dependiente de la producción de ATP, generado principalmente a traves de la oxidación mitocondrial de acidos grasos, y en ocaciones de mayor demanda, el metabolismo de carbohidratos. Histologicamente, más del 70% del volumen del tejido miocárdico son miocitos, el resto es la vasculatura y la matriz extracelular conformada principalmente  por colágeno tipo I y II, y regulada por una serie de factores mecánicos y neurohormonales. Estructuralmente el ventrículo izquierdo (VI) es una estructura cónica que se contrae de base a punta, y engruesa sus paredes al menos un 50% en sístole conforme aumentan las demandas. Es posible evaluar la composición y la homogeneidad del miocardio, es asi que en la RMC las imágenes del miocardio sano son uniformes  en T1, en T2 potenciadas y con el RTG.  Se puede valorar   cuantitativamente el miocardio sano y el volumen extracelular a traves del T1 mapping. Las técnicas nucleares pueden valorar la perfusión miocárdica tanto en reposo o post apremio para calcular la RPM. En el PET normal  el FMA basal es de  0.7 mL/min/g, que aumenta a  2.75 mL/min/g luego del apremio con una reserva de flujo normal <4.

2- MIOCARDIO ISQUÉMICO

ISQUEMIA REVERSIBLE

La isquemia miocárdica es un desajuste entre la oferta y la demanda de oxígeno que precipita un cambio del tipo de respiración predominantemente de aeróbica a anaeróbica. Puede ser completa, debido a la oclusión coronaria; o incompleta por estenosis de una arteria epicárdica o anomalías de la circulación miocárdica microvascular. El grado de isquemia esta determinado entre otros factores por la presencia de circulación colateral en pacientes con enfermedad coronaria establecida. En la isquemia severa, los cambios en el metabolismo celular aparecen rapidamente y el tejido subendocárdico es el primero en verse afectado, seguido del tejido subepicárdico. La reserva de oxígeno se consume, se detiene el metabolismo oxidativo normal, que utiliza glucosa y acidos grasos como fuente de ATP siendo reemplazado por la anaerobiosis que utiliza glucógeno.  Debido a condiciones intracelulares adversas, la producción de ATP se reduce, el flujo de electrones en la membrana disminuye afectando la contracción de los miocitos.

En la isquemia ´no severa´, persiste por mas tiempo cierto grado de respiración aeróbica, que genera más ATP en comparación con la glicolisis anaeróbica pura. Además, se acumulan con menos rapidez los iones de hidrógeno y el lactato dado que se “lavan” por el tejido todavía perfundido, preservando un microambiente más fisiológico. Histologicamente la disfunción de los canales de la membrana  conduce al edema de miocitos poco después del inicio de la isquemia. Se observan en la microscopía electrónica (ME) el agotamiento de las reservas de glucógeno y la presencia de «bandas I» en las miofibrillas

Una vez que la isquemia se ha resuelto, la recuperación de la función normal es variable y las anormalidades de la contracción pueden persistir durante varios días. El miocardio que no recupera inmediatamente la función sistólica normal se lo denomina “miocardio aturdido“.

  1. A) ISQUEMIA AGUDA PROLONGADA

El ECO es el método más usado para identificar anomalías regionales de la contractilidad asociadas con la isquemia aguda. El SPECT y el PET scan  se utilizan en el contexto de la isquemia aguda, pero rara vez para evaluar asinergias regionales. En la RMC, la motilidad y el grosor parietal se evalúan de manera similar a la ecocardiografía. Además, el edema es fácilmente detectable y cuantificable como áreas ponderadas en T2.  El mapeo en T1 y T2 puede proporcionar información valiosa  cuantificando la zona edematizada que puede ser indicadora de miocardio recuperable después de la intervención y delinear el “área en riesgo“.

  1. B) ISQUEMIA CRÓNICA INTERMITENTE

El ECO estrés  con ejercicio o con dobutamina permite detectar isquemia asi como la localización y extensión. El miocardio isquemico evidencia una reducción de la reserva contractil con asinergias  regionales con niveles crecientes de apremio. La RMN también permite la detección de isquemia mediante la evaluación de la función sistólica regional. La perfusión tisular usando RMC de estrés de adenosina puede evaluar cualitativamente la isquemia; sin embargo la evaluación cuantitativa de la perfusión con RMC no es la primera opción ya que tiene escasa correlación con el PET scan.

El SPECT es el método mas usado para pesquizar isquemia crónica intermitente,  y aunque la calidad de imagenes del PET es superior, la reducida disponibilidad de este último limita su utilidad. Las imágenes obtenidas por el SPECT tienen buena correlación con otras técnicas de imagenes no invasivas; permitiendo la cuantificación  del grado de isquemia,  agregando valor pronóstico. La interpretación de las imagenes puede estar limitada por artefactos de atenuación en la pared inferior y anterior, especialmente en mujeres.  Además de las imagenes de perfusión y función ventricular, la aparición de dilatación isquémica transitoria (enfermedad coronaria grave o miocardio aturdido) sugiere un pronóstico adverso. Además de la detección de isquemia, el PET scan también permite estimar cuantitativamente del flujo sanguíneo miocárdico  que tiene una fuertemente correlaciona con la gravedad de la estenosis coronaria.

MIOCARDIO ATURDIDO

Después de una isquemia transitoria que no generó daño irreversible,  el miocardio puede estar “aturdido” evidenciando disfunción contráctil, que puede  recuperarse en forma completa. El mecanismo no se conoce completamente pero se cree que la formación de radicales libres de oxígeno y niveles elevados de calcio miocárdico pueden conducir a daño de las proteínas miocárdicas o del retículo sarcoplásmico afectando las propiedades contractiles del miocárdio. Aunque el flujo miocardico epicardico o subepicardico se restablezca rapidamente, el metabolismo del miocito suele tardar días en recuperarse. Los cambios histológicos de la isquemia sostenida, (edema miocárdico, y la depleción del glucógeno como fuente de ATP) tambien  pueden detectarse varios días después del evento isquémico.

La velocidad de recuperación de la función sistólica de los segmentos afectados por el aturdimiento es variable y puede estar relacionada con la duración y gravedad del insulto isquémico. La disfunción diastólica, (evaluada por RMN, Doppler o DTI), suele persistir  por mas tiempo que la alteración sistólica.

Luego de reperfundir el miocardio en contexto de un infarto,  el ECO de estrés con dobutamina predice la recuperación de segmentos disfuncionales con una sensibilidad y especificidad del 86 y 90%, respectivamente. En relación a la isquemia, la RMN evidencia edema, así como anomalías regionales de la contracción. El PET con valoración del metabolismo con FDG puede demostrar alteraciones del metabolismo de la glucosa, pero no se observa un ´mismatch´ entre la perfusión y el metabolismo, como si se observa en la hibernación.

MIOCARDIO HIBERNADO

Se define hibernado al miocardio viable pero disfuncionante por estar sometido a isquemia cronica y que tiene la capacidad de recuperar su función luego de la revascularización.  Los mecanismos todavia se investigan, pero se cree que cuando en reposo el flujo esta conservado, pero la reserva de flujo coronario esta alterada, se genera episodios repetidos de isquemia y atontamiento miocárdico que conllevan a cambios metabolicos y estructurales que llevan a la hibernación miocárdica. La magnitud de estos cambios, asi como la capacidad de recuperación de la función sistólica luego de la revascularización dependen del tiempo de hibernación y la severidad de las alteraciones estructurales. Inclusive hay estudios que sugieren que si la hibernación es extensa existe la posibilidadad de remodelado miocárdico irreversible. Metabolicamente existe un aumento de la capatación de glucosa y reducción de utilización de acidos grasos. Histologicamente no hay diferencias entre el miocardio normal y el hibernado, sin embargo en la microscopía se pueden observarse cambios extracelulares (aumento del colágeno) e intracelulares (reducción de mitocondrias y aumento de depositos de glucógeno).

En el ECO, el miocardio hibernado tiene una función sistólica en reposo deteriorada, y típicamente es hipo o aquinético con pared normal o adelgazada. Con la estimulación inotrópica, muestra una «reserva contráctil» o una «respuesta bifásica», con una mejoría de la función contráctil en el ECO estrés a baja dosis antes de deteriorarse con dosis más elevadas. En el miocardio hibernado aumentan más las velocidadades del DTI con la dobutamina a baja dosis comparado con las obtenidas en el tejido disfuncional que no va a recuperar luego de la revascularización. La RMC permite la evaluación del espesor de la pared y de las anomalías regionales de la motilidad. Con el RTG el miocardio hibernante no presenta diferencias con el musculo normal.  Esta técnica sólo excluye la presencia de infarto y la presencia de RTG con disfunción contráctil sugiere hibernación y recuperación luego de la revascularización, mas aun si se utiliza combinada con el estres con dobutamina. La perfusión miocárdica estimada por RMC muestra un FMB normal y un flujo con apremio alterado que mejora luego de la revascularización.

Con SPECT, la adquisición temprana identifica un defecto, que refleja un flujo sanguíneo alterado con apremio. En la adquisición tardía  el defecto se reduce, ya que el isotopo ha sido absorbido por miocitos metabólicamente activos en la región hibernada. El SPECT permite la cuantificación de la isquemia y la recuperación potencial.

Con el PET se puede evaluar la captación de glucosa en el miocardio mediante el uso de FDG. La señal trazadora es proporcional al miocardio metabólicamente activo y la probabilidad de recuperación puede predecirse por la tasa metabólica de la glucosa marcada. Además permite la detección y cuantificación de la RPM, que se reduce en hibernación.

La hibernación en presencia de infarto subendocárdico es un hallazgo común, como consecuencia puede observarse una superposición de tipos de imágenes (p.e. RTG sub-endocárdico en RMN – o defectos de perfusión fijos e inducibles en el SPECT). En el ECO stress se puede observar reduccion de la respuesta a la infusion de dobutamina, asimismo, el STRAIN circunferencial puede diferenciar miocardio normal, infarto sub-endocárdico y el infarto transmural. La resolución espacial de la RMN hace que sea el método mas usado permitiendo detectar pequeñas zonas infartadas; el porcentaje de transmuralidad estimada por RTG permite estimar las chances de recuperación (60% de chances recuperacion con menos de un 25% de la pared afectada).

MIOCARDIO INFARTADO

El infarto de miocardio se produce como resultado de isquemia sostenida que conduce a necrosis de miocitos con posterior remodelado y fibrosis. La necrosis comienza en el subendocardio donde la perfusión tisular es más baja y el consumo de energía es más alto, lo que lleva al agotamiento del suministro de ATP y a la acumulación de subproductos de la glucólisis. El infarto sub-endocárdico comienza 20 min después del inicio de la isquemia y conduce a una necrosis cada vez más transmural. En el examen macroscópico desde las 4 a las 12 h el miocardio se genera un moteado característico. Durante la semana siguiente, el centro del infarto se torna pálido y amarillento, producto del reemplazo del tejido necrótico por la cicatriz fibrótica.  Microscópicamente, el miocardio al principio sufre los cambios descriptos para la isquemia severa, para dar paso entre las  4 y 12 hs a edema, con focos de necrosis y hemorragia intramiocárdica. De 12 a 24 h se evidencia infiltrado de neutrófilos con necrosis en curso, seguido por la desaparición de núcleos y aparición de estriaciones a las 24 – 48 hs. Los  macrófagos al inicio remueven células muertas en el borde del infarto y luego el tejido de granulación inicia el depósito de colágeno que conduce a la formación de la cicatriz final.

En el ECO se evidencian alteraciones de la motilidad antes de los síntomas o los cambios electrocardiográficos, con reducción de las velocidades tisulares sistólicas después del inicio de la isquemia. Cuando el infarto es transmural, el miocardio es aquinético y el ECO stress muestra ausencia de reserva contráctil sin mejoría en el engrosamiento de la pared. El infarto subendocárdico da lugar a asinergias de distinto grado y puede diferenciarse del infarto transmural usando STRAIN circunferencial y el STRAIN rate por  ECO estrés.

La RMN demuestra cambios que incluyen remodelado, adelgazamiento de la pared y alteraciones de la motilidad. Además, puede usarse para delinear la extensión, indicar el área en riesgo, el area de rescate, asi como detectar injuria microvascular y por reperfusión. El RTG evidencia el área infartada como persistencia del gadolinio en áreas de edema extracelular y   lavado anormal. Se puede observar por obstrucción microvascular, un área de ausencia de gadolinio en el centro del infarto, que  predispone a hemorragia miocárdica, asociada a remodelado inverso del VI.

En el momento del infarto agudo el SPECT no suele realizarse aunque puede delimitar relativamente bien el tamaño del infarto.  En el infarto crónico, los miocitos metabólicamente activos son reemplazados por fibrosis que no capta el marcador. La limitada resolución espacial del SPECT puede conducir a una subvaloración del grado de infarto, ya que es posible que no se detecten pequeños infartos subendocárdicos.

En el infarto agudo, el PET con FDG permite la detección del infarto y cuantificar el tejido viable asi como evidenciar reducción de la perfusión miocárdica que puede mejorar significativamente después de la revascularización y hasta 2 semanas después. En el infarto crónico, la reducción de la señal tanto de perfusión como de metabolismo diagnostica fácilmente el infarto transmural; aunque en comparación con la RMC, el PET puede no detectar pequeñas áreas de cicatriz subendocárdica.

3- MIOCARDIO MIOPÁTICO

El miocardio disfuncional de origen no isquémico se considera miopático. La miopatías abarcan una amplia gama de patologías, donde la miocardiopatía dilatada es la mas frecuente y esta asociada a un pronostico adverso.

En el miocardio disfuncional, el defecto primario se originaría en el aparato contráctil y en el manejo del calcio, lo que aumenta la demanda metabólica.  El agotamiento de la energía, debido a la disfunción mitocondrial, podría ser la razón para desarrollar disfunción sistólica. Es importante destacar que la miopatía puede ser un fenómeno adquirido en el miocardio no infarto que ha sufrido remodelación y puede coexistir con segmentos afectados por fibrosis, isquemia, aturdimiento o hibernación.

Las anomalías histológicas difieren dependiendo de la etiología subyacente, incluyendo el desorden miocitario y la fibrosis intersticial en la miocardiopatía hipertrófica (MCH) y el reemplazo fibro-graso en la displasia arritmogénica ventricular derecha (DAVD). Sin embargo, independientemente de la etiología, los hallazgos comunes consisten en la reducción de las mitocondrias, expansión de la MEC y fibrosis debido a factores locales y la activación del sistema renina – angiotensina aldosterona. Se observa acumulación de colágeno intercelular, que limita la función miocitaria y asi la performance ventricular, contribuyendo a la disfunción sistó-diastólica.

Con respecto a las imágenes, la ECO y RMN permite ayudar al diagnóstico etiológico asi como conocer la FEVI, los volumenes de fin de diastole  que aportan valor pronóstico y permiten la estratificación del riesgo. La imagen del doppler transmitral y el DTI por ECO; y  el tiempo de tránsito auricular izquierdo por RMN proporcionan una estimación no invasiva de la presión de fin de diástole del VI. El RTG muestra patrones característicos y  permite diferenciar las diferentes miocardiopatías (DCM, HCM y cardiopatía isquémica). El cálculo del volumen extracelular agrega información sensible para evaluar los procesos fibróticos e infiltrativos.

La capacidad de SPECT para diferenciar miocardio isquémico del miopático es limitada ya que suele observarse defectos de perfusión leves en ambas etiologías.

COMENTARIO

Las diferentes modalidades de imagenes evalúan distintos aspectos de los procesos de salud y enfermedad miocárdica, siendo a menudo complementarias.

La detección del miocardio “normal” es sencilla y puede lograrse utilizando cualquier prueba capaz de proporcionar imágenes de buena calidad. El método más apropiado varía dependiendo del paciente y del centro en términos de practicidad, disponibilidad y costos.

El estudio de la perfusión miocárdica y la detección de isquemia puede realizarse mediante la ECO y RMC de estres. Sin embargo el SPECT es la modalidad más utilizada, y el PET sigue siendo el ´gold standart´´. Eventualmente si se sospecha enfermedad valvular o miocardiopatía, las tecnicas de ECO y RMC  son las técnicas de elección.

En la práctica clínica el interrogante  más frecuentemente planteado respecto al miocardio hibernado se relaciona con la probabilidad de recuperación contráctil o el potencial remodelado inverso después de la revascularización. Para ello, se pueden seleccionar cualquiera de las técnicas de imagen no invasivas, siempre y cuando se reconozcan sus fortalezas y limitaciones.

Sin embargo, en pacientes con insuficiencia cardíaca y disfunción ventricular, los estudios no han mostrado una mejoría substancial de la FEVI o el pronóstico luego de la revascularización coronaria en comparación con el tratamiento farmacológico. (El seguimiento a 10 años del STICH mostró una modesta reducción del 16% en la mortalidad).

La presencia de una cicatriz producto de un infarto puede evaluarse con cualquier técnica pero se aprecia mejor por RMN, con un patrón típico en el RTG. La RMN permite descartar otras etiologías cuando se observan trastornos segmentarios de la contracción.

Donde el infarto y la miocardiopatía coexisten, puede ser necesaria la realización múltiples estudios para establecer el mecanismo que predomina como causa de la disfunción ventricular.

La adopción de una nomenclatura estándar facilitaría el abordaje del paciente y la toma de decisiones en la práctica clínica, independientemente del acceso a las diferentes modalidades de imagenes. Una taxonomía clara para la viabilidad y la disfunción miocárdica sentaría las bases para ensayos controlados aleatorios que proporcionarian la evidencia científica sobre la cual basar las decisiones clínicas.

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