Diferențe hemodinamice între ventriculul drept și ventriculul stâng | Revista Española de Cardiología
Ventriculul stâng este o pompă de presiune care trimite un bolus de ejecție împotriva unor rezistențe periferice ridicate, în timp ce ventriculul drept este o pompă de volum care trimite același bolus de ejecție împotriva unor rezistențe periferice scăzute.
La fel cum ventriculul stâng a fost studiat pe larg, în cazul ventriculului drept s-a presupus că, cu excepția presiunii sistolice net inferioare și a fracției de ejecție ușor mai mică (55%), acesta are un comportament funcțional identic cu cel al ventriculului stâng.
Articolul publicat în acest număr din Revista Española de Cardiología de Juan C. Grignola et al. (pp. 37-42)1 , care studiază presiunile ventriculului drept, arterei pulmonare, ventriculului stâng, aortei, fluxul pulmonar și diametrele ventriculare prin sonomicrometrie la inimi de oaie, arată cât de inexactă este această afirmație. Conform acestor autori, ventriculul drept are o fază de ejecție prelungită și îi lipsește faza de relaxare izovolumică.
Ventriculul drept, format de bucla bazală din artera pulmonară, conform conceptului lui Torrent 1 , care cuprinde bucla apicală a ventriculului stâng, este o expansiune a ventriculului stâng, cuplată și condiționată de funcționarea normală a ventriculului stâng. Suprafața sa mare în formă de semilună îi permite să livreze cantități mari de sânge împotriva rezistențelor pulmonare scăzute și la costuri reduse. Există numeroase experiențe vechi conform cărora, prin îndepărtarea peretelui liber al ventriculului drept la câini, nu apar semne de insuficiență cardiacă dreaptă, deoarece septul convex al ventriculului stâng colaborează activ la ejecția ventriculului drept 2-5 . Scurtarea longitudinală a benzii care formează peretele liber al ventriculului drept are ca rezultat coborârea sistolică a inelului tricuspidian și strivirea peretelui liber peste sept ca un burduf. Deja King, medic la Guy’s Hospital din Londra în 1837, considerase septul ca fiind un perete solid, în timp ce peretele liber ar fi un perete mobil sau ductil (fig. 1) 6 . Septul, prin bombarea spre cavitatea dreaptă, colaborează cu peretele liber al ventriculului drept în efectul de burduf.
Dar ventriculul drept este format din două părți: o porțiune de intrare sau sinus care începe la valva tricuspidă și o porțiune de ieșire sau infundibulum care se termină la valva pulmonară. În concluziile lui Grignola et al. se observă că ejecția ventriculară constă în două etape, timpurie și târzie. Acest lucru este în deplin acord cu observațiile anatomice, embriologice, de anatomie comparată și electrofiziologice, care sugerează că porțiunile de intrare și de ieșire ale ventriculului drept sunt camere diferite care, în plus, au apărut în perioade diferite de evoluție.
Infundibulum este o porțiune musculară a tractului de evacuare a inimii care apare filogenetic încă de la cele mai primitive cordate, cum ar fi ciclostomii fără fălci (lamprei), în perioada Siluriană a erei paleozoice, acum 435 milioane de ani 7 . În Devonian, în urmă cu 400 de milioane de ani, rechinii din subclasa elasmobranhiilor au un infundibulum complet muscularizat (bulbus cordis) cu fibre circulare 8 . La salamandră (urodelo), un amfibian modern din epoca Mississippian din perioada Carboniferă de acum 345 de milioane de ani, infundibulul este atât de dezvoltat încât amintește de unele cazuri de stenoză pulmonară.
Porțiunea de intrare a ventriculului drept, pe de altă parte, este mult mai recentă, începând să apară la reptilele din epoca Pennsylvaniei din perioada Carboniferului, tot din era paleozoică, în urmă cu aproximativ 275 de milioane de ani, când apare septul interventricular apical incipient, posibil ca o adaptare la separarea circulației sistemice de cea pulmonară atunci când se respiră aer 9 . La crocodil, pentru prima dată în istoria evoluției, cele două circulații venoase și arteriale sunt acum complet separate, cu un sept interventricular intact, iar infundibulul este încorporat în ventriculul drept, deși încorporarea completă are loc la păsări și mamifere 10 . Dezvoltarea ventriculului drept poate fi considerată ca o dehiscență a ventriculului stâng, conform lui Torrent Guasp (comunicare personală) (fig. 2).
Din punct de vedere ontogenetic, infundibulul are, de asemenea, o dezvoltare embriologică foarte timpurie, apărând în stadiul de tub cardiac drept la 23-24 de zile de dezvoltare. Când tubul este curbat și se formează ansa convexă dreaptă, sinusul ventricular drept se formează prin expansiunea părții caudale a bulbus cordis, care formează infundibulum, în timp ce septul interventricular „crește” pasiv prin expansiunea celor două cavități ventriculare de o parte și de alta (ziua 27) 11 .
Mai multe observații anatomice demonstrează, de asemenea, că sinusul și infundibulum-ul ventriculului drept sunt componente distincte. Ventriculul drept cu două camere este o leziune caracterizată prin stenoza progresivă a fluxului de intrare în infundibulum care duce la obstrucția dintre sinus și infundibulum. În cazul ventriculului stâng cu intrare dublă, cea mai frecventă formă de ventricul unic, sinusul ventricular drept este absent, iar infundibulul este întotdeauna prezent.
Studiile electrofiziologice indică, de asemenea, că activarea infundibulumului are loc relativ târziu în sistole și că această parte a inimii este ultima care se activează, ceea ce poate duce la contracția și relaxarea asincronă a porțiunilor de intrare și de ieșire a ventriculului drept 12 .
Ginés și colab. demonstrează la oi că în sistole, în ventriculul drept, ejecția maximă este atinsă mai devreme și că sfârșitul ejecției este semnificativ mai mare decât în ventriculul stâng. Cu alte cuvinte, contracția ventriculului drept este o contracție peristaltică care trece de la partea de intrare la cea de ieșire (infundibulum) a ventriculului drept. Acest fapt, care a fost sugerat la câine și este demonstrat în această lucrare la oi, a fost acum dovedit și la om. Prin ecocardiografie acustică simultană cuantificată, fonocardiografie și imagistică prin rezonanță magnetică, s-a confirmat că există diferențe regionale între porțiunea de infuzie și infundibulum a ventriculului drept, astfel încât infundibulum se extinde atunci când porțiunea de infuzie se contractă și se contractă după componenta aortică a celui de-al doilea tonus 13 .
Al doilea fapt important al acestei lucrări este demonstrarea inexistenței fazei de relaxare izovolumetrică în ventriculul drept și, în opinia noastră, și a fazei de contracție izovolumetrică.
Mecanismul prin care ventriculii se umplu în diastole a fost dezbătut pe larg de-a lungul istoriei medicinei. Erasistratus, în secolul al IV-lea î.Hr., credea că ventriculul acționa ca o pompă de aspirație în timpul diastolei. Cu toate acestea, Harvey, care a schimbat conceptele de sistole și diastole susținute încă de la Galen, spunea în lucrarea sa „Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus”: „…este evident cum intră sângele în ventricule: nu pentru că inima (ventriculul) îl atrage pentru că se dilată, ci pentru că este aruncat în ea de pulsul (contracția) auriculelor” 14 . Mai târziu, Wiggers, ținând cont de faptul că umplerea are loc în principal la începutul diastolei, a ajuns la concluzia că umplerea depinde de diferențele de presiune dintre atriu și ventricul la sfârșitul fazei de relaxare izometrică 15 . Cu toate acestea, ani mai târziu, el a reușit să afirme că „ventriculii au un recul elastic care le permite să se umple aproape complet înainte de contracția atrială” 16 .
Conceptul modern de diastole active începe cu Brecher care, la sugestia lui Torrent Guasp, a reușit să demonstreze existența aspirației ventriculare17 . Cu câțiva ani în urmă, Dirk Brutsaert et al18 au propus ca sistolele să fie înțelese mai degrabă din punct de vedere conceptual decât fenomenologic și să includă relaxarea cardiacă cu faze de relaxare izovolumetrică și faza de umplere ventriculară rapidă (fig. 3). Într-adevăr, relaxarea, definită ca fiind procesul prin care inima revine la configurația sa pre-contractilă, este un proces activ. Consumul de ATP este utilizat în principal în procesul de relaxare pe o cale dublă: consumul de ATP de către ATPaza din capetele de miozină pentru a desprinde miozina de actină și de către SERCA pentru a catapulta Ca+ de la troponina C la reticulul sarcoplasmatic, ambele procese semnalizând debutul relaxării. Astfel, unul dintre reperele ultimilor ani în mecanismul contracției musculare este cunoașterea faptului că procesul activ de consum maxim de energie este relaxarea 19,20 . Prin urmare, ciclul cardiac poate fi împărțit în continuare în sistole și diastole, așa cum se face în mod tradițional încă de la Harvey, dar știind că prima parte a diastolei este activă, și anume faza de relaxare izovolumetrică și faza de umplere ventriculară rapidă sau faza de aspirație.
În mecanismul de aspirație sunt implicate multe forțe, dintre care unele trebuie să fie foarte puternice pentru a explica cazul lui Roberts et al 21 , în care o plagă împușcată în ventriculul drept a provocat o aspirație atât de violentă încât a invaginat apendicele atrial stâng în ventriculul stâng. Reîntoarcerea elastică pasivă a elicei ventriculare pe măsură ce se relaxează poate fi fundamentală, deși efectul de „manșon de alimentare cu sânge” al arterelor coronare pe măsură ce se umplu în diastole și legea lui Laplace pe măsură ce peretele ventricular se subțiază în diastole și raza crește pot juca, de asemenea, un rol. Recent, Torrent Guasp a sugerat că inima funcționează ca un piston în care ejecția se face prin telescoparea buclei bazale peste bucla apexiană (coborârea pistonului în josul cilindrului), iar aspirația ar fi alungirea- lărgirea ventriculilor prin îndreptarea septului care trage bucla bazală (urcarea pistonului) 2 .
Dar acest lucru se întâmplă în ventriculul stâng. De ce nu există relaxare izovolumetrică în ventriculul drept și, prin urmare, nu există aspirație? În mod clar, dacă există contracție în ventriculul drept, trebuie să existe și relaxare, iar dacă există ejecție, trebuie să existe și umplere. O posibilitate ar putea fi aceea că curbele volum-presiune ale ventriculului drept de formă triunghiulară înregistrează două evenimente distincte și simultane: contracția infundibulumului și umplerea porțiunii de intrare mult mai mari. Există cel puțin două lucrări care susțin acest punct de vedere. March și colab. 21 au sugerat că ventriculul drept este format din două camere independente, iar Pouleur și colab. 22 au confirmat că ejecția ventriculului drept continuă atunci când peretele liber se relaxează, ceea ce Shaver și colab. susținuseră deja din punctul de vedere al auscultației și au desemnat drept „strangulare” pentru a explica întârzierea componentei pulmonare a celui de-al doilea ton.
Cealaltă posibilitate ar fi că impedanța scăzută a arborelui pulmonar nu necesită o fază de aspirație și că inima dreaptă se umple prin simpla cădere de presiune atrioventriculară. În favoarea acestui punct de vedere mai simplu ar fi că, dacă nu există o fază de relaxare izovolumetrică, nu este nevoie nici de o fază de contracție izovolumetrică, de asemenea absentă în curbele volum-presiune ale lui Grignola et al. și care apare în schimb în hipertensiunea pulmonară, unde curbele volum-presiune devin similare cu cele din stânga.
Este vorba de o postîncărcare mare care necesită o fază de contracție izovolumetrică și relaxare izovolumetrică pentru a provoca aspirația?
În orice caz, diferențele dintre forma triunghiulară a curbelor volum-presiune ale ventriculului drept și curbele volum-presiune pătratice ale ventriculului stâng sunt un fapt fascinant și obiectiv, a cărui interpretare hemodinamică necesită o reflecție și un studiu suplimentar.