Week 1: Hartfalen
1. Tijdens hartfalen treden fysiologische compensatie mechanismen in werking. Welke zijn dit, wat
e
is het effect en hoe kunnen deze hun doel voorbij schieten? (K&C 8 editie, p.714-717)
Hartfalen: Hartfalen betekent dat het hart niet genoeg bloed rond kan pompen voor de vraag van
de weefsels, of dat het hart dit alleen maar kan bereiken door hoge vullingsdrukken. Het hart gaat
(patho)fysiologisch compenseren door:
- Ventriculaire dilatatie
- Myocard hypertrofie
- Verhoogde collageen synthese
- Veranderde myosine genexpressie
2+
- Veranderde sarcoplasmatische Ca -ATPase dichtheid (density)
- Verhoogde ANP secretie
- Zout en water retentie
- Sympatische stimulatie
- Perifere vasoconstrictie
Deze fysiologische veranderingen compenseren en zorgen voor het in stand houden van de
cardiac output en de perifere perfusie. Als hartfalen echter vordert, dan schieten deze
mechanismen te kort en worden ze pathologisch. De ontwikkeling van pathologische perifere
vasoconstrictie en natriumretentie in hartfalen door activering van het renine-angiotensine-
aldosteron systeem (RAAS) zorgt voor verlies van nuttige compensatiemechanismen, en
vertegenwoordigen cardiale decompensatie. Betrokken factoren zijn: veneuze terugstroom
(preload), uitstroom weerstand van de vaten (afterload), contractiliteit van het myocard en de
water- en zoutretentie.
- Veneuze terugstroom (preload): Milde myocarddepressie is niet geassocieerd met een
vermindering van de cardiale output, omdat het wordt onderhouden door een toename van de
veneuze druk (en dus diastolische volume). Echter, de ejectiefractie (percentage output van
het eind-diastolisch volume per hartslag) is in een vroeg stadium verminderd bij hartfalen.
Deze vermindering van het slagvolume wordt gecompenseerd door een toename van de
hartfrequentie.
Ernstigere myocardiale disfunctie kan alleen worden gecompenseerd door een nog hogere
veneuze terugkeerdruk of sinustachycardie. Door de verhoogde veneuze druk ontstaat:
dyspnoe door longoedeem, hepatomegalie, ascites en oedeem.
Bij zeer ernstig hartfalen is de cardiac output in rust zelfs niet genoeg. In dat geval zullen de
hersenen, hart en nieren het meeste bloed krijgen, ten nadele van de huid en spier.
- Uitstroom weerstand van de vaten (afterload): Dit is de weerstand waartegen het ventrikel
moet contraheren, en deze wordt gevormd door: long- en systemische weerstand,
vaateigenschappen en ejectievolume. Een toename van de afterload vermindert de cardiale
output. Dit resulteert in een verdere toename van het eind diastolische volume en verwijding
van de hartkamer zelf, die het probleem van de afterload verder verergert.
- Contractiliteit van het myocard: Het sympathische zenuwstelsel wordt geactiveerd bij hartfalen
via baroreceptoren als een vroege compensatieregeling, die inotrope ondersteuning biedt
(verhoogde contractiliteit) en onderhoudt cardiac output. Chronische sympathische activatie
heeft echter schadelijke gevolgen door een verdere verhoging van neurohormonale activatie
en myocyten apoptose. Dit wordt gecompenseerd
door een downregulatie van β-receptoren.
- Zout- en water retentie: Dit gebeurt via
neurohumorale en sympathische systeem activatie.
De toename van de veneuze druk die optreedt
wanneer de ventrikels falen leidt tot retentie van
zout en water, en accumulatie in het interstitium.
Een verminderde cardiale output leidt ook tot een
verminderde renale perfusie, wat het RAAS
activeert, en vervolgens leidt tot toename van zout
en water retentie waardoor veneuze druk verder
stijgt. De retentie van natrium is voor een deel
gecompenseerd door de actie van de circulerende
atriale natriuretische peptiden (ANP) en
antidiuretisch hormoon (ADH).
, De interactie van hemodynamische en neurohumorale factoren in de progressie van hartfalen
blijft onduidelijk. Verhoogde ventriculaire wand stress bevordert dilatatie en verdere verslechterde
contractiliteit. Daarnaast heeft verlengde activering van het sympathische zenuwstelsel en het
RAAS directe toxische effecten op de myocardiale cellen.
Myocard remodelling bij hartfalen: Linker ventriculaire remodelling is een proces van geleidelijke
verandering van ventriculaire grootte, vorm en functie als gevolg van de invloed van
mechanische, neurohormonale en eventueel genetische factoren in verschillende klinische
omstandigheden (myocardinfarct, cardiomyopathie, hypertensie, kleplijden). De kenmerken zijn
onder andere; hypertrofie, verlies van myocyten en verhoogde interstitiële fibrose. Restyling blijft
maanden na het eerste insult, en de eventuele verandering in de vorm van de ventrikels wordt
verantwoordelijk gehouden voor aanzienlijke aantasting van de algemene functie van het hart als
een pomp. Cardiomyopathie, het proces van geleidelijke ventriculaire dilatatie of hypertrofie,
treedt op zonder ischemische hartschade of infarct.
Veranderingen in myocardiale genexpressie: Hemodynamische overbelasting van het ventrikel
stimuleert veranderingen in de cardiale contractiele eiwitten genexpressie. Het algemene effect is
om eiwit synthese te verhogen. In dieren studies is aangetoond dat druk overload resulteert in
een shift van αα- naar ββ- MHC (myosin heavy chains) in de atria, parallel met atriale grootte. Dit
resulteert in een verlaging in atriale contractiliteit, maar een verminderd energieverbruik.
Abnormale calcium homeostase: Bij hartfalen is er een verlenging van de calciuminstroom,
geassocieerd met een verlenging van de contractie en relaxatie.
Apoptose: Apoptose van myocyten is gezien in diermodellen van ischemische reperfusie, snelle
ventriculaire pacing, mechanische rek en druk overload. Het is geassocieerd met irreversibel
congestief hartfalen (chronisch), en de negatieve spiraal van ventriculaire dysfunctie, die
karakteristiek is voor hartfalen, resulteert door de initiatie van apoptose door cytokines, vrije
radicalen en andere triggers.
Natriuretische peptiden: Atrial natriuretic peptide (ANP) wordt geproduceerd in het atrium door
oprekking van de wand. Het induceert diurese (vorming van urine), natriurese, vasodilatatie en
onderdrukking van RAAS. Niveaus van circulerend ANP zijn verhoogd bij congestief hartfalen en
correleren met functionele klasse, prognose en hemodynamische toestand. De respons van de
nier op ANP is verzwakt bij hartfalen, waarschijnlijk secundair aan verminderde renale perfusie,
receptor downregulatie, verhoogde afbraak peptide-, nier-sympathische activatie en
buitensporige renine-angiotensine-activiteit.
Brain natriuretisch peptide (BNP) wordt hoofdzakelijk uitgescheiden door de ventrikels, en heeft
een actie vergelijkbaar met die van ANP, maar met een meer diagnostische en prognostische
waarde. C-type peptide, dat beperkt is tot het vasculaire endotheel en het centrale zenuwstelsel,
heeft vergelijkbare effecten als die van ANP en BNP.
Endotheelfunctie bij hartfalen: Het endotheel speelt een centrale rol in de regulatie van
vasomotorische toon. Bij patiënten met hartfalen is endotheel-afhankelijke vasodilatatie in het
perifere bloedvaten aangetast, wat een rol kan spelen bij de beperking van activiteit. De oorzaak
van abnormale endotheelcellen responsiviteit is gerelateerd aan de abnormale afgifte van zowel
stikstofmonoxide (NO) als vasoconstrictorstoffen zoals endotheline (ET). De activiteit van NO
(een krachtige vaatverwijder) is verminderd bij hartfalen. ET-secretie uit verschillende weefsels
wordt gestimuleerd door vele factoren, waaronder hypoxie, catecholamines en angiotensine II.
De plasmaconcentratie van ET is verhoogd bij patiënten met hartfalen, en concentraties zijn
1. Tijdens hartfalen treden fysiologische compensatie mechanismen in werking. Welke zijn dit, wat
e
is het effect en hoe kunnen deze hun doel voorbij schieten? (K&C 8 editie, p.714-717)
Hartfalen: Hartfalen betekent dat het hart niet genoeg bloed rond kan pompen voor de vraag van
de weefsels, of dat het hart dit alleen maar kan bereiken door hoge vullingsdrukken. Het hart gaat
(patho)fysiologisch compenseren door:
- Ventriculaire dilatatie
- Myocard hypertrofie
- Verhoogde collageen synthese
- Veranderde myosine genexpressie
2+
- Veranderde sarcoplasmatische Ca -ATPase dichtheid (density)
- Verhoogde ANP secretie
- Zout en water retentie
- Sympatische stimulatie
- Perifere vasoconstrictie
Deze fysiologische veranderingen compenseren en zorgen voor het in stand houden van de
cardiac output en de perifere perfusie. Als hartfalen echter vordert, dan schieten deze
mechanismen te kort en worden ze pathologisch. De ontwikkeling van pathologische perifere
vasoconstrictie en natriumretentie in hartfalen door activering van het renine-angiotensine-
aldosteron systeem (RAAS) zorgt voor verlies van nuttige compensatiemechanismen, en
vertegenwoordigen cardiale decompensatie. Betrokken factoren zijn: veneuze terugstroom
(preload), uitstroom weerstand van de vaten (afterload), contractiliteit van het myocard en de
water- en zoutretentie.
- Veneuze terugstroom (preload): Milde myocarddepressie is niet geassocieerd met een
vermindering van de cardiale output, omdat het wordt onderhouden door een toename van de
veneuze druk (en dus diastolische volume). Echter, de ejectiefractie (percentage output van
het eind-diastolisch volume per hartslag) is in een vroeg stadium verminderd bij hartfalen.
Deze vermindering van het slagvolume wordt gecompenseerd door een toename van de
hartfrequentie.
Ernstigere myocardiale disfunctie kan alleen worden gecompenseerd door een nog hogere
veneuze terugkeerdruk of sinustachycardie. Door de verhoogde veneuze druk ontstaat:
dyspnoe door longoedeem, hepatomegalie, ascites en oedeem.
Bij zeer ernstig hartfalen is de cardiac output in rust zelfs niet genoeg. In dat geval zullen de
hersenen, hart en nieren het meeste bloed krijgen, ten nadele van de huid en spier.
- Uitstroom weerstand van de vaten (afterload): Dit is de weerstand waartegen het ventrikel
moet contraheren, en deze wordt gevormd door: long- en systemische weerstand,
vaateigenschappen en ejectievolume. Een toename van de afterload vermindert de cardiale
output. Dit resulteert in een verdere toename van het eind diastolische volume en verwijding
van de hartkamer zelf, die het probleem van de afterload verder verergert.
- Contractiliteit van het myocard: Het sympathische zenuwstelsel wordt geactiveerd bij hartfalen
via baroreceptoren als een vroege compensatieregeling, die inotrope ondersteuning biedt
(verhoogde contractiliteit) en onderhoudt cardiac output. Chronische sympathische activatie
heeft echter schadelijke gevolgen door een verdere verhoging van neurohormonale activatie
en myocyten apoptose. Dit wordt gecompenseerd
door een downregulatie van β-receptoren.
- Zout- en water retentie: Dit gebeurt via
neurohumorale en sympathische systeem activatie.
De toename van de veneuze druk die optreedt
wanneer de ventrikels falen leidt tot retentie van
zout en water, en accumulatie in het interstitium.
Een verminderde cardiale output leidt ook tot een
verminderde renale perfusie, wat het RAAS
activeert, en vervolgens leidt tot toename van zout
en water retentie waardoor veneuze druk verder
stijgt. De retentie van natrium is voor een deel
gecompenseerd door de actie van de circulerende
atriale natriuretische peptiden (ANP) en
antidiuretisch hormoon (ADH).
, De interactie van hemodynamische en neurohumorale factoren in de progressie van hartfalen
blijft onduidelijk. Verhoogde ventriculaire wand stress bevordert dilatatie en verdere verslechterde
contractiliteit. Daarnaast heeft verlengde activering van het sympathische zenuwstelsel en het
RAAS directe toxische effecten op de myocardiale cellen.
Myocard remodelling bij hartfalen: Linker ventriculaire remodelling is een proces van geleidelijke
verandering van ventriculaire grootte, vorm en functie als gevolg van de invloed van
mechanische, neurohormonale en eventueel genetische factoren in verschillende klinische
omstandigheden (myocardinfarct, cardiomyopathie, hypertensie, kleplijden). De kenmerken zijn
onder andere; hypertrofie, verlies van myocyten en verhoogde interstitiële fibrose. Restyling blijft
maanden na het eerste insult, en de eventuele verandering in de vorm van de ventrikels wordt
verantwoordelijk gehouden voor aanzienlijke aantasting van de algemene functie van het hart als
een pomp. Cardiomyopathie, het proces van geleidelijke ventriculaire dilatatie of hypertrofie,
treedt op zonder ischemische hartschade of infarct.
Veranderingen in myocardiale genexpressie: Hemodynamische overbelasting van het ventrikel
stimuleert veranderingen in de cardiale contractiele eiwitten genexpressie. Het algemene effect is
om eiwit synthese te verhogen. In dieren studies is aangetoond dat druk overload resulteert in
een shift van αα- naar ββ- MHC (myosin heavy chains) in de atria, parallel met atriale grootte. Dit
resulteert in een verlaging in atriale contractiliteit, maar een verminderd energieverbruik.
Abnormale calcium homeostase: Bij hartfalen is er een verlenging van de calciuminstroom,
geassocieerd met een verlenging van de contractie en relaxatie.
Apoptose: Apoptose van myocyten is gezien in diermodellen van ischemische reperfusie, snelle
ventriculaire pacing, mechanische rek en druk overload. Het is geassocieerd met irreversibel
congestief hartfalen (chronisch), en de negatieve spiraal van ventriculaire dysfunctie, die
karakteristiek is voor hartfalen, resulteert door de initiatie van apoptose door cytokines, vrije
radicalen en andere triggers.
Natriuretische peptiden: Atrial natriuretic peptide (ANP) wordt geproduceerd in het atrium door
oprekking van de wand. Het induceert diurese (vorming van urine), natriurese, vasodilatatie en
onderdrukking van RAAS. Niveaus van circulerend ANP zijn verhoogd bij congestief hartfalen en
correleren met functionele klasse, prognose en hemodynamische toestand. De respons van de
nier op ANP is verzwakt bij hartfalen, waarschijnlijk secundair aan verminderde renale perfusie,
receptor downregulatie, verhoogde afbraak peptide-, nier-sympathische activatie en
buitensporige renine-angiotensine-activiteit.
Brain natriuretisch peptide (BNP) wordt hoofdzakelijk uitgescheiden door de ventrikels, en heeft
een actie vergelijkbaar met die van ANP, maar met een meer diagnostische en prognostische
waarde. C-type peptide, dat beperkt is tot het vasculaire endotheel en het centrale zenuwstelsel,
heeft vergelijkbare effecten als die van ANP en BNP.
Endotheelfunctie bij hartfalen: Het endotheel speelt een centrale rol in de regulatie van
vasomotorische toon. Bij patiënten met hartfalen is endotheel-afhankelijke vasodilatatie in het
perifere bloedvaten aangetast, wat een rol kan spelen bij de beperking van activiteit. De oorzaak
van abnormale endotheelcellen responsiviteit is gerelateerd aan de abnormale afgifte van zowel
stikstofmonoxide (NO) als vasoconstrictorstoffen zoals endotheline (ET). De activiteit van NO
(een krachtige vaatverwijder) is verminderd bij hartfalen. ET-secretie uit verschillende weefsels
wordt gestimuleerd door vele factoren, waaronder hypoxie, catecholamines en angiotensine II.
De plasmaconcentratie van ET is verhoogd bij patiënten met hartfalen, en concentraties zijn
