Alteraciones de la funci n pulmonar en pacientes con insuficiencia cardiaca

1. Alteraciones de la funci�n pulmonar en pacientes con insuficiencia cardiaca F Garc�a R�o

2. La magnitud del problema Prevalencia 1,5-2,0 % poblaci�n 4,5% entre 65-74 a�os Mortalidad Supervivencia a los 5 a�os < 40% Coste sanitario: 20-40 billones $/a�o en USA Origen frecuente de disnea e intolerancia al ejercicio

3. El pulm�n: �rgano diana de la insuficiencia cardiaca

4. Gui�n Fisiopatolog�a de la congesti�n pulmonar Alteraciones funci�n respiratoria: Mec�nica ventilatoria Transferencia gaseosa Relaci�n ventilaci�n/perfusi�n Respuesta al ejercicio Trastornos respiratorios asociados al sue�o

5. Var�n de 28 a�os con miocardiopat�a dilatada idiop�tica. Radiograf�a de t�rax con presi�n de enclavamiento capilar pulmonar 40 mmHg. Es llamativa la ausencia de signos de edema pulmonar, pese a la cardiomegalia y a la distensi�n de la vena del l�bulo superior izquierdoVar�n de 28 a�os con miocardiopat�a dilatada idiop�tica. Radiograf�a de t�rax con presi�n de enclavamiento capilar pulmonar 40 mmHg. Es llamativa la ausencia de signos de edema pulmonar, pese a la cardiomegalia y a la distensi�n de la vena del l�bulo superior izquierdo

6. Adaptaci�n a las presiones de llenado cr�nicamente elevadas Sujeto sano: Incremento lineal del flujo sangu�neo pulmonar desde el v�rtice a la base pulmonar. Paciente con presi�n elevada en la AI ? Hipertensi�n venosa pulmonar ? Distribuci�n del flujo sangu�neo m�s uniforme ? distensi�n capilar y reclutamiento ? permite �acomodar� peque�as elevaciones de la presi�n capilar pulmonar sin desarrollar edema pulmonarAdaptaci�n a las presiones de llenado cr�nicamente elevadas Sujeto sano: Incremento lineal del flujo sangu�neo pulmonar desde el v�rtice a la base pulmonar. Paciente con presi�n elevada en la AI ? Hipertensi�n venosa pulmonar ? Distribuci�n del flujo sangu�neo m�s uniforme ? distensi�n capilar y reclutamiento ? permite �acomodar� peque�as elevaciones de la presi�n capilar pulmonar sin desarrollar edema pulmonar

7. Microfiltraci�n vascular pulmonarLey de Starling, 1895 Sin embargo, mayores presiones de llenado pueden hacer que el l�quido atraviese la barrera microvascular En 1895, Ernest Starling estableci� las bases que regulaban la salida de l�quido a trav�s de esta barrera: Equilibrio entre: Presi�n hidrost�tica capilar, que favorece la salida de l�quido Presi�n onc�tica intersticial, que se opone a la misma Lv = Flujo de l�quido a trav�s del �rea de intercambio Lp = Conductividad hidr�ulica dP = Cambio en la presi�n hidrost�tica s = Coeficiente de permeabilidad capilar pulmonar dp = Cambio en la presi�n osm�tica proteica En condiciones normales, las fuerzas de Starling favorecen un cierto grado de trasudaci�n.Sin embargo, mayores presiones de llenado pueden hacer que el l�quido atraviese la barrera microvascular En 1895, Ernest Starling estableci� las bases que regulaban la salida de l�quido a trav�s de esta barrera: Equilibrio entre: Presi�n hidrost�tica capilar, que favorece la salida de l�quido Presi�n onc�tica intersticial, que se opone a la misma Lv = Flujo de l�quido a trav�s del �rea de intercambio Lp = Conductividad hidr�ulica dP = Cambio en la presi�n hidrost�tica s = Coeficiente de permeabilidad capilar pulmonar dp = Cambio en la presi�n osm�tica proteica En condiciones normales, las fuerzas de Starling favorecen un cierto grado de trasudaci�n.

8. Factores de protecci�n

9. CAR�CTER DUAL DE LA UNI�N ALVEOLO-CAPILAR: - Lado fino (THIN): Capilar en conexi�n �ntima con espacio a�reo alveolar. - El endotelio capilar (EN) y el epitelio alveolar (EP) est�n atenuados, las membranas basales fusionadas y existen complejas uniones epiteliales - La baja permeabilidad de esta regi�n y la corta distancia necesaria para la difusi�n, la convierten en un lugar id�neo para el intercambio gaseoso - Lado grueso (THICK): Intersticio con un componente proteico similar a un gel. - Aumento presi�n hidrost�tica capilar ? edema en este compartimento intersticial, alejado de las regiones cr�ticas para el intercambio gaseoso - El ac�mulo de l�quido en el compartimento intersticial ? aumenta su presi�n hidrost�tica y disminuye su presi�n onc�tica, por lo que se opondr�a a la salida de m�s l�quido.CAR�CTER DUAL DE LA UNI�N ALVEOLO-CAPILAR: - Lado fino (THIN): Capilar en conexi�n �ntima con espacio a�reo alveolar. - El endotelio capilar (EN) y el epitelio alveolar (EP) est�n atenuados, las membranas basales fusionadas y existen complejas uniones epiteliales - La baja permeabilidad de esta regi�n y la corta distancia necesaria para la difusi�n, la convierten en un lugar id�neo para el intercambio gaseoso - Lado grueso (THICK): Intersticio con un componente proteico similar a un gel. - Aumento presi�n hidrost�tica capilar ? edema en este compartimento intersticial, alejado de las regiones cr�ticas para el intercambio gaseoso - El ac�mulo de l�quido en el compartimento intersticial ? aumenta su presi�n hidrost�tica y disminuye su presi�n onc�tica, por lo que se opondr�a a la salida de m�s l�quido.

10. 2. SISTEMAS DE DRENAJE DE L�QUIDO: Fase 1 - microfiltrado vascular ? septos alveolares ? tejido peribronquial y perivascular ? pleura - eficacia del sistema linf�tico en reabsorci�n (puede aumentar x 10 su capacidad de reabsorci�n de l�quido) ? aumento presi�n venosa sist�mica Fase 2 Se sobrepasa la capacidad m�xima de filtraci�n del sistema linf�tico ? edema intersticial Fase 3 (Presi�n capilar pulmonar > 25-30 mmHg) intersticio ? alveolo ? edema alveolar2. SISTEMAS DE DRENAJE DE L�QUIDO: Fase 1 - microfiltrado vascular ? septos alveolares ? tejido peribronquial y perivascular ? pleura - eficacia del sistema linf�tico en reabsorci�n (puede aumentar x 10 su capacidad de reabsorci�n de l�quido) ? aumento presi�n venosa sist�mica Fase 2 Se sobrepasa la capacidad m�xima de filtraci�n del sistema linf�tico ? edema intersticial Fase 3 (Presi�n capilar pulmonar > 25-30 mmHg) intersticio ? alveolo ? edema alveolar

11. Engrosamiento membrana basal, proliferaci�n tejido conectivo y proliferaci�n neumocitos: Estos cambios contribuyen a reducir la permeabilidad de la membrana alveolo-capilar al agua, y consituyen una respuesta tard�a para prevenir la formaci�n de edema. Vascular: Fibrosis �ntima, hipertrofia media y extensi�n de la capa muscular hacia las peque�as arteriolas (muscularizaci�n) Engrosamiento paredes venosas Dilataci�n linf�ticos y, ocasionalmente, muscularizaci�n Hemosiderosis por salida del eritrocito a trav�s de la membrana alveolo-capilar Engrosamiento membrana basal, proliferaci�n tejido conectivo y proliferaci�n neumocitos: Estos cambios contribuyen a reducir la permeabilidad de la membrana alveolo-capilar al agua, y consituyen una respuesta tard�a para prevenir la formaci�n de edema. Vascular: Fibrosis �ntima, hipertrofia media y extensi�n de la capa muscular hacia las peque�as arteriolas (muscularizaci�n) Engrosamiento paredes venosas Dilataci�n linf�ticos y, ocasionalmente, muscularizaci�n Hemosiderosis por salida del eritrocito a trav�s de la membrana alveolo-capilar

12. Complicaciones pulmonares

13. Mec�nica ventilatoria Distensibilidad pulmonar El incremento de la presi�n venosa pulmonar condiciona: Alveolos llenos de l�quido Da�o del surfactante alveolar Fibrosis Disminuci�n del tama�o alveolar Por todo ello, es posible registrar reducciones discretas de la compliance pulmonar. Sin embargo, aqu� es llamativo que la PL,max no aumenta, probablemente por la debilidad muscular. Tambi�n considerar efecto von Basch, por la expansi�n de capilares muy llenos de sangre. �Qu� consecuencias tiene la p�rdida de retracci�n el�stica del par�nquima pulmonar? El incremento de la presi�n venosa pulmonar condiciona: Alveolos llenos de l�quido Da�o del surfactante alveolar Fibrosis Disminuci�n del tama�o alveolar Por todo ello, es posible registrar reducciones discretas de la compliance pulmonar. Sin embargo, aqu� es llamativo que la PL,max no aumenta, probablemente por la debilidad muscular. Tambi�n considerar efecto von Basch, por la expansi�n de capilares muy llenos de sangre. �Qu� consecuencias tiene la p�rdida de retracci�n el�stica del par�nquima pulmonar?

14. Mec�nica ventilatoria Vol�menes pulmonares Restricci�n Disminuci�n de los vol�menes pulmonares. Evidencias en sanos: Javaheri (ARRD 1987): una diuresis forzada aumenta los vol�menes pulmonares. Sobrehidrataci�n brusca: disminuci�n TLC y FVC (Muir, JAP 1975) Pacientes con ICC: Clase I. Normal. Pueden existir alteraciones del intercambio gaseoso, sobre todo en ejercicio Clase II. Disminuci�n FVC Clase III y IV. Disminuci�n FVC, TLC y ERV Mecanismos: Rigidez del par�nquima pulmonar Edema alveolar (p�rdida de volumen alveolar) Disminuci�n del volumen pulmonar por la cardiomegalia Derrame pleural frecuente Se intensifica al progresar la enfermedad Parcialmente reversible con tto. farmacol�gico y/o trasplante cardiaco por disminuci�n de la presi�n venosa pulmonar por reducci�n de la cardiomegalia Disminuci�n de los vol�menes pulmonares. Evidencias en sanos: Javaheri (ARRD 1987): una diuresis forzada aumenta los vol�menes pulmonares. Sobrehidrataci�n brusca: disminuci�n TLC y FVC (Muir, JAP 1975) Pacientes con ICC: Clase I. Normal. Pueden existir alteraciones del intercambio gaseoso, sobre todo en ejercicio Clase II. Disminuci�n FVC Clase III y IV. Disminuci�n FVC, TLC y ERV Mecanismos: Rigidez del par�nquima pulmonar Edema alveolar (p�rdida de volumen alveolar) Disminuci�n del volumen pulmonar por la cardiomegalia Derrame pleural frecuente Se intensifica al progresar la enfermedad Parcialmente reversible con tto. farmacol�gico y/o trasplante cardiaco por disminuci�n de la presi�n venosa pulmonar por reducci�n de la cardiomegalia

15. Mec�nica ventilatoria Vol�menes pulmonares Restricci�n Parcialmente reversible con tto. farmacol�gico y/o trasplante cardiaco por disminuci�n de la presi�n venosa pulmonar por reducci�n de la cardiomegalia Aqu� vemos que mejora no s�lo la TLC y la FVC, sino que tambi�n lo hace el FEV1. Esto pone de manifiesto que en algunos pacientes con insuficiencia cardiaca grave tambi�n coexiste un trastorno obstructivo asociadoParcialmente reversible con tto. farmacol�gico y/o trasplante cardiaco por disminuci�n de la presi�n venosa pulmonar por reducci�n de la cardiomegalia Aqu� vemos que mejora no s�lo la TLC y la FVC, sino que tambi�n lo hace el FEV1. Esto pone de manifiesto que en algunos pacientes con insuficiencia cardiaca grave tambi�n coexiste un trastorno obstructivo asociado

16. Mec�nica ventilatoria Vol�menes pulmonares Alteraci�n obstructiva Atrapamiento a�reo Aumento resistencia de las v�as a�reas Hiperrespuesta bronquial ATRAPAMIENTO A�REO: edema peribronquiolar ? cierre prematuro de las peque�as v�as a�reas (aumento del volumen de cierre) ? aumento del volumen residual AUMENTO DE LA RESISTENCIA DE LAS V�AS A�REAS Debida a: Congesti�n vascular peribronquial Aumento del tono vagal Edema alveolar (potencia la magnitud de la obstrucci�n) Da lugar a un trastorno de tipo obstructivo o mixto, incluso en no fumadores, y sobre todo en las formas agudas HIPERRESPUESTA BRONQUIAL Un 30% de pacientes con ICC tienen hiperrespuesta bronquialATRAPAMIENTO A�REO: edema peribronquiolar ? cierre prematuro de las peque�as v�as a�reas (aumento del volumen de cierre) ? aumento del volumen residual AUMENTO DE LA RESISTENCIA DE LAS V�AS A�REAS Debida a: Congesti�n vascular peribronquial Aumento del tono vagal Edema alveolar (potencia la magnitud de la obstrucci�n) Da lugar a un trastorno de tipo obstructivo o mixto, incluso en no fumadores, y sobre todo en las formas agudas HIPERRESPUESTA BRONQUIAL Un 30% de pacientes con ICC tienen hiperrespuesta bronquial

18. Mec�nica ventilatoria M�sculos respiratorios Debilidad muscular: PImax y Pdi twitch 70-80% ref. disminuci�n puentes actina-miosina en el diafragma predominio fibras I frente a IIb disminuci�n grosor de todas las fibras musculares anomal�as estructurales en las fibras diafragm�ticas menor impulso inspiratorio central cambios en la relaci�n longitud-tensi�n? Resistencia: disminuci�n de hasta un 50% menor aporte circulatorio de sustratos energ�ticos mayor trabajo diafragm�tico desarrollo de hiperinsuflaci�n Reversibles con entrenamiento de los m�sculos inspiratorios DEBILIDAD �relaci�n con la gravedad? Las anomal�as estructurales de las fibras diafram�ticas son m�s acusadas en la miocardiopat�a dilatada que, por ejemplo, en la cardiopat�a isqu�mica. De hecho, en este tipo de ICC el grado de debilidad muscular es mayor. RESISTENCIA Desproporcionadamente reducida Causas: menor aporte circulatorio de sustratos energ�ticos mayor trabajo diafragm�tico por la disminuci�n de la compliance pulmonar y por la frecuente asociaci�n de derrames pleurales desarrollo de hiperinsuflaci�n din�mica DEBILIDAD �relaci�n con la gravedad? Las anomal�as estructurales de las fibras diafram�ticas son m�s acusadas en la miocardiopat�a dilatada que, por ejemplo, en la cardiopat�a isqu�mica. De hecho, en este tipo de ICC el grado de debilidad muscular es mayor. RESISTENCIA Desproporcionadamente reducida Causas: menor aporte circulatorio de sustratos energ�ticos mayor trabajo diafragm�tico por la disminuci�n de la compliance pulmonar y por la frecuente asociaci�n de derrames pleurales desarrollo de hiperinsuflaci�n din�mica

19. Transferencia gaseosa Composici�n de la DL: Dm es la conductancia de la membrana ? afinidad por la hemoglobina VC volumen sangu�neo capilar En la insuficiencia card�aca, cabr�a esperar un aumento de la DLCO por un incremento del Vc. Sin embargo, la DLCO est� habitualmente disminuida en algunos de estos pacientes ? es por una afectaci�n de la Dm Composici�n de la DL: Dm es la conductancia de la membrana ? afinidad por la hemoglobina VC volumen sangu�neo capilar En la insuficiencia card�aca, cabr�a esperar un aumento de la DLCO por un incremento del Vc. Sin embargo, la DLCO est� habitualmente disminuida en algunos de estos pacientes ? es por una afectaci�n de la Dm

20. Lesi�n estructural: engrosamiento por dep�sito de col�geno tipo IV Est�mulo hip�xico alveolar Otros factores: Angiotensina II y noradrenalina Factores de crecimiento celular Citoquinas proinflamatorias (TNF-a) Transferencia gaseosaFisiopatolog�a de la lesi�n membrana alveolo-capilar MECANISMOS DE LA LESI�N DE LA MEMBRANA ALVEOLO-CAPILAR: 1. Lesi�n estructural: Engrosamiento por dep�sito de col�geno tipo IV, que es el principal componente de la l�mina densa de la membrana Mecanismo protector para la salida de m�s l�quido Por su elevado contenido en proteoglicanos, capta l�quido. Esto favorece la retenci�n de l�quido en espacios intersticiales extravasculares (tercer espacio), que afectan poco al intercambio gaseoso. 2. Est�mulo hip�xico alveolar. Promueve el remodelado del par�nquima pulmonar al incrementar la expresi�n gen�tica de proteinas de la matriz extracelular. 3. Otros factores: Angiotensina II y noradrenalina favorecen la apoptosis del epitelio alveolar Factores de crecimiento celular TNF-alfa altera la permeabilidad de la membrana al disregular el trasporte de agua y Na. MECANISMOS DE LA LESI�N DE LA MEMBRANA ALVEOLO-CAPILAR: 1. Lesi�n estructural: Engrosamiento por dep�sito de col�geno tipo IV, que es el principal componente de la l�mina densa de la membrana Mecanismo protector para la salida de m�s l�quido Por su elevado contenido en proteoglicanos, capta l�quido. Esto favorece la retenci�n de l�quido en espacios intersticiales extravasculares (tercer espacio), que afectan poco al intercambio gaseoso. 2. Est�mulo hip�xico alveolar. Promueve el remodelado del par�nquima pulmonar al incrementar la expresi�n gen�tica de proteinas de la matriz extracelular. 3. Otros factores: Angiotensina II y noradrenalina favorecen la apoptosis del epitelio alveolar Factores de crecimiento celular TNF-alfa altera la permeabilidad de la membrana al disregular el trasporte de agua y Na.

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22. - Relaci�n con la gravedad Correlaciones cl�nicas de la DLCO: Descenso proporcional a la gravedad A expensas de la Dm Correlaciones cl�nicas de la DLCO: Descenso proporcional a la gravedad A expensas de la Dm

23. DM- Volumen alveolar Correlaciones cl�nicas de la DLCO: Importancia de la DM tipo 2 como factor sin�rgico Incrementa el riesgo de desarrollar IC Contribuye a la alteraci�n estructural de la IC: - microangiopat�a - glicosilaci�n no enzim�tica de proteinas que engrosan el epitelio alveolar y la l�mina basal �Papel terap�utico de la insulina? Aunque no parece eficaz en IC sin DM Volumen alveolar: DLCO/VA tambi�n est� reducida ? disminuci�n de los vol�menes pulmonares tiene poca contribuci�n al descenso de la DLCO Correlaciones cl�nicas de la DLCO: Importancia de la DM tipo 2 como factor sin�rgico Incrementa el riesgo de desarrollar IC Contribuye a la alteraci�n estructural de la IC: - microangiopat�a - glicosilaci�n no enzim�tica de proteinas que engrosan el epitelio alveolar y la l�mina basal �Papel terap�utico de la insulina? Aunque no parece eficaz en IC sin DM Volumen alveolar: DLCO/VA tambi�n est� reducida ? disminuci�n de los vol�menes pulmonares tiene poca contribuci�n al descenso de la DLCO

24. Transferencia gaseosaValor pron�stico Estudio prospectivo en el que se eval�o el valor pron�stico de los vol�menes pulmonares, de la Dm y del VC. El �nico predictor independiente fue la Dm: refleja mejor el da�o tisular espec�fico originado por la enfermedad que los cambios en las v�as a�reasEstudio prospectivo en el que se eval�o el valor pron�stico de los vol�menes pulmonares, de la Dm y del VC. El �nico predictor independiente fue la Dm: refleja mejor el da�o tisular espec�fico originado por la enfermedad que los cambios en las v�as a�reas

25. Contribuye a s�ntomas y limitaci�n del ejercicio relaci�n Dm con V�O2 pico y V�E/V�CO2 Diana terap�utica: No mejora despu�s del trasplante Inhibidores ECA: Modulaci�n s�ntesis de matriz extracelular y turnover del col�geno Mejor�a en la permeabilidad endotelial capilar Incremento de la reabsorci�n epitelial de Na+ y l�quido No incrementa toxicidad pulmonar de amiodarona Transferencia gaseosaCorrelaciones cl�nicas

26. Relaci�n V/Q FLUJO SANGU�NEO PULMONAR El punto m�ximo de flujo est� m�s elevado que en sujetos normales Adem�s, el estrechamiento luminal de las venas y arterias pulmonares es m�s acusado en las bases. Por todo ello, se produce una disminuci�n de la perfusi�n de las zonas pulmonares inferiores VENTILACI�N Disminuci�n de la ventilaci�n en LII por la cardiomegalia. Es m�s intenso en dec�bito supino. RELACI�N V/Q 1. �reas ? V/Q (2,1%) o shunt (1,6% del Q�) - Menor distensibilidad pulmonar - Atrapamiento a�reo - Compresi�n del LII por cardiomegalia * No muy acusado, por la redistribuci�n del Q� a zonas con mayor V� 2. �reas ? V/Q (? VD/VT) - Subperfusi�n de algunas zonas FLUJO SANGU�NEO PULMONAR El punto m�ximo de flujo est� m�s elevado que en sujetos normales Adem�s, el estrechamiento luminal de las venas y arterias pulmonares es m�s acusado en las bases. Por todo ello, se produce una disminuci�n de la perfusi�n de las zonas pulmonares inferiores VENTILACI�N Disminuci�n de la ventilaci�n en LII por la cardiomegalia. Es m�s intenso en dec�bito supino. RELACI�N V/Q 1. �reas ? V/Q (2,1%) o shunt (1,6% del Q�) - Menor distensibilidad pulmonar - Atrapamiento a�reo - Compresi�n del LII por cardiomegalia * No muy acusado, por la redistribuci�n del Q� a zonas con mayor V� 2. �reas ? V/Q (? VD/VT) - Subperfusi�n de algunas zonas

27. Intercambio gaseoso PaCO2 no cambia * Ni pH ni PaCO2 se relacionan con la gravedad de la ICC PaO2 disminuida en relaci�n con la gravedadPaCO2 no cambia * Ni pH ni PaCO2 se relacionan con la gravedad de la ICC PaO2 disminuida en relaci�n con la gravedad

28. Repercusiones funcionales de la insuficiencia cardiaca Menor distensibilidad pulmonar Disminuci�n de los vol�menes pulmonares Aumento resistencia v�as a�reas Atrapamiento a�reo Debilidad y fatiga m�sculos inspiratorios Disminuci�n transferencia gaseosa (Dm) Desequilibrio ventilaci�n/perfusi�n Hipoxemia