El Flujo Sanguíneo Cerebral en Pacientes con Insuficiencia Cardíaca Crónica Antes y Después del Trasplante Cardíaco

El flujo sanguíneo cerebral normal en reposo (FCB) es de aproximadamente 50 ml/min por 100 g, y se mantiene constante dentro de un amplio rango (60 a 150 mm Hg) de presión arterial media (PAM).1 El cerebro es especialmente sensible a los cambios circulatorios que reducen la entrega de oxígeno y glucosa y depende críticamente de una distribución adecuada del gasto cardíaco y de una regulación precisa del FBC. En ausencia de hipotensión profunda, una disminución aguda del gasto cardíaco en animales de experimentación se asocia con valores de FCB normales o solo ligeramente reducidos.2 Del mismo modo, los pacientes con insuficiencia cardíaca generalmente se consideran con un FSC normal debido a la redistribución del flujo sanguíneo hacia el corazón y el cerebro y lejos de los músculos esqueléticos y los lechos vasculares cutáneos, esplácnicos y renales.3 Otros hallazgos, sin embargo, no apoyan uniformemente esta generalización. A pesar de los cambios compensatorios, el bajo gasto cardíaco crónico se asocia con una reducción del 25% en el FSC en conejos cardiomiopáticos.4 En humanos, el FBC puede reducirse ligeramente, 5 y el deterioro cognitivo con letargo, confusión, problemas de memoria y mareos puede aumentar la morbilidad en pacientes con insuficiencia cardíaca crónica grave (ICC). Dado que estos problemas neuropsicológicos se alivian con el trasplante cardiaco

6,es razonable suponer que pueden producirse alteraciones en el FSC en pacientes con ICC. Sin embargo, el efecto de la ICC grave sobre el FBC solo se ha investigado de forma incompleta en humanos. En este estudio comparamos los valores de FCB en pacientes con ICC grave con los de un grupo de control de igual edad; también se investigó el efecto del trasplante cardíaco en la hemodinámica cerebral.

Sujetos y métodos

Pacientes

Se incluyeron en el estudio doce pacientes (11 hombres; media de edad±MEM, 51,9±4,9 años) con insuficiencia cardíaca grave debida a miocardiopatía dilatada (n=9) o cardiopatía isquémica (n=3). Todos los pacientes estaban en clase funcional III/IV de la New York Heart Association (NYHA) y habían sido evaluados para trasplante cardíaco. Cinco de los pacientes con ICC se sometieron a un trasplante cardíaco en los 6 meses siguientes. Se incluyeron como controles normales doce voluntarios sanos de igual edad (11 hombres; media de±edad media, 47,4±2,1 años). Los datos demográficos basales se muestran en la Tabla. Ninguno de los sujetos tenía diabetes, epilepsia, hipertensión o enfermedad hepática, pulmonar o cerebral. A los pacientes con ICC que usaban nitratos se les suspendió este tratamiento 24 horas antes y durante la investigación. Ninguno de los sujetos de control tenía ninguna enfermedad cardiovascular. Todos los sujetos del estudio dieron su consentimiento informado. El estudio fue aprobado por el comité ético local (protocolo No. KF 01-256 / 98) y siguió los principios de la Declaración de Helsinki.

Diseño del estudio

Se midieron la presión arterial en reposo supino, la frecuencia cardíaca, el FCB y la velocidad del flujo sanguíneo de la arteria cerebral media (VCM) en todos los pacientes con ICC y voluntarios sanos. En los 5 pacientes trasplantados con ICC, las mediciones se repitieron 1 (n=5) y 6 meses (n=3) después del trasplante.

Las mediciones hemodinámicas

El CBF se midió con un escáner de TC de emisión de fotón único dedicado al cerebro con el uso de la técnica de inhalación 133Xe (Tomomatic 564, Medimatic Inc).

133Xe se elimina rápidamente del cerebro, lo que permite mediciones secuenciales en intervalos de tiempo cortos. Se inhaló 133Xe durante 1,5 minutos desde una bolsa de 4 L llena de aire atmosférico y oxígeno con una concentración de 133Xe de 740 MBq/L. La ventana de energía se fijó en 66 a 142 keV. Se colocó un cristal NaI colimado, que registraba la radiactividad como una estimación de la curva de entrada arterial al cerebro, sobre el ápice del pulmón derecho. La actividad cerebral fue registrada durante 270 segundos por el mencionado conjunto de detectores, rotando a 6 rpm. Los datos se reconstruyeron mediante proyección posterior filtrada en una matriz de 32×32 que produce 3 cortes transversales ubicados a 10, 50 y 90 mm por encima de la línea cantoorbital. La resolución en el plano fue de 1,5 a 2,0 cm (ancho completo a la mitad como máximo), con un grosor de corte de 20 mm. Para el cálculo del CBF, se utilizaron los enfoques de Kanno y Lassen7 y de Celsis et al8. Un algoritmo basado en una combinación de tomografía secuencial, el método de imagen temprana y la curva pulmonar tiempo-actividad permitió calcular la media y el FSC regional. Se aplicaron regiones de interés simétricas al corte de TC de emisión de fotón único medio de acuerdo con el nivel de referencia anatómico por 1 observador experimentado utilizando un conjunto de regiones de interés estándar. Por lo tanto, los valores de flujo de píxeles en mililitros por minuto por 100 g se resumieron para obtener valores de flujo promedio de los hemisferios, los ganglios basales y los lóbulos frontal, temporal y occipital.

El MCAV se midió mediante ecografía Doppler transcraneal (Multi-Dop X, DWL) y se calculó a partir de 10 latidos cardíacos consecutivos, a una profundidad de 45 a 55 mm.9 Se tuvo cuidado de colocar la sonda de 2 MHz en el mismo lado de cada paciente durante todo el período de estudio. La posición de las sondas estaba asegurada por una diadema de goma. El MCAV se midió después de que los sujetos hubieran estado en decúbito supino durante al menos 10 minutos.

La presión arterial se midió con un monitor totalmente automatizado (OMRON M4) 10 en la parte superior izquierda del brazo del paciente.

Análisis estadístico

Los valores de los 2 grupos de estudio (ICC y controles) se compararon mediante la prueba t de Student para observaciones no apareadas. Los valores previos y posteriores al trasplante se compararon mediante la prueba t de Student pareada. Los resultados se expresan como media±SEM, y P<0,05 se considera significativo.

Resultados

FCB y MCAV

El FCB en reposo fue de 36±1 mL/min por 100 g en los 12 pacientes con ICC, lo que corresponde a una reducción del 31% en comparación con el grupo control (52±5 ml/min por 100 g) (P<0,05)(Figura 1a). La distribución regional de CBF no se modificó (P>0,05). Aunque se observó una tendencia a la disminución de la VCM en los pacientes con ICC, estos cambios no alcanzaron significación estadística debido a una variabilidad bastante grande (ICC, 36±8 cm/s; control, 49±9 cm/s; P>0,05) (Figura 2a).

Los valores de CBF antes y 1 mes después del trasplante fueron de 35±3 y 50±3 ml/min por 100 g, respectivamente (P< 0,05) (Figura 1b). Por lo tanto, el FSC se normaliza rápidamente después del trasplante cardíaco (Figura 1b). Los valores de MCAV aumentaron después del trasplante, pero de nuevo el cambio no alcanzó significación estadística (Figura 2b). En el pequeño número de pacientes (n=3) reexaminados después de 6 meses, el FCB y la AVCM después de 6 meses no difirieron de los valores a 1 mes (FCB, 43±1 ml/min por 100 g).

La presión arterial y el dióxido de carbono

La PAM en reposo fue significativamente menor en el grupo de ICC (76±5 mm Hg) que en los 12 controles (95±3 mm Hg). La presión de la PAM aumentó significativamente después del trasplante (antes del trasplante, 76±5 mm Hg; después del trasplante, 93±7 mm Hg; n=5) y no se diferenció de la PAM en los voluntarios sanos. Los pacientes con ICC presentaron concentraciones de CO2 espiratorias finales ligeramente inferiores a las del grupo control (4,6±0,2 versus 5,2±0,1 kPa; P<0,05).

Discusión

Hemos encontrado que la FCB se reduce en aproximadamente un 30% en pacientes con ICC grave en comparación con un grupo de control sano de la misma edad. Este hallazgo se ve corroborado por un aumento significativo de la FCB entre los pacientes sometidos a trasplante cardiaco y por cambios cualitativamente similares en la VCM.

La autorregulación del flujo asegura que el flujo a través de un órgano o un lecho vascular se mantenga bastante constante a pesar de los cambios en la PAM. En circunstancias normales, la FCB comienza a disminuir cuando la PAM disminuye a aproximadamente el 80% de los valores basales de la PAM (por lo general, aproximadamente 60 mm Hg), que es algo inferior a la media de la PAM basal de 76 mm Hg encontrada en los pacientes con ICC en este estudio. Se desconoce si la autorregulación cerebral se conserva en pacientes con ICC. Teóricamente, la activación inducida por la ICC de mecanismos de contrarregulación neurohormonal fisiológicos, como el sistema nervioso simpático y el sistema renina-angiotensina,puede resultar en un desplazamiento hacia la derecha del límite inferior de autorregulación 11,12, por lo que una disminución de la FCB puede resultar de los bajos valores de PAM encontrados en los pacientes con ICC. Por otro lado,ya que se sabe que en la hipertensión arterial ocurren mecanismos adaptativos para el desplazamiento hacia la derecha del límite inferior de autorregulación, 13 el fenómeno inverso es probable que ocurra en la hipotensión crónica. Se ha demostrado previamente un desplazamiento hacia la izquierda después de la hipotensión cerebral crónica14 y después de la administración de inhibidores de la ECA.15 Sin embargo, se necesitan estudios futuros para abordar si los límites de la autorregulación cerebral se ven afectados por la presencia de ICC.

Los pacientes con ICC presentaron concentraciones de CO2 espiratorias finales ligeramente inferiores a las del grupo control. Incluso si se asume que la reactividad cerebrovascular de CO2 es normal, esta reducción de la Pco2 solo sería responsable de aproximadamente el 18% de la disminución del FSC observada. Además, dado que la hipocapnia es un fenómeno crónico bien conocido en muchos pacientes con ICC, y dado que se produce una adaptación hemodinámica cerebral en respuesta a una reducción prolongada del CO2, la influencia de la diferencia actual en el CO2 espiratorio final en la FCB es cuestionable.16

En la insuficiencia cardíaca moderada, el gasto cardíaco normal en reposo aumenta insuficientemente durante el ejercicio, mientras que en la insuficiencia cardíaca más grave el gasto cardíaco ya se reduce en reposo. En esta última condición, generalmente se ha aceptado que el flujo sanguíneo se redistribuye a favor del cerebro y el corazón para preservar el flujo sanguíneo a estos órganos. Sin embargo,los pacientes con ICC grave muestran una paradójica vasodilatación periférica mediada por barorreceptores en posición erguida17, que puede contrarrestar la distribución del flujo sanguíneo al cerebro y dirigir el flujo sanguíneo fuera de la circulación cerebral. De hecho,el bajo gasto cardíaco crónico se asocia a una reducción de la FCB en conejos cardiomiopáticos4, mientras que los animales con sangrado agudo sin insuficiencia cardíaca conservan una FCB normal2 o solo una ligera reducción en ausencia de hipotensión profunda. Los datos en humanos son limitados y contradictores5,18,pero en general el FSC se ha considerado normal incluso en pacientes con insuficiencia cardíaca de moderada a grave.18 Datos más recientes sugieren que la VCM disminuye con la disminución del gasto cardíaco.19 También se observó una tendencia en el presente estudio (grupo ICC versus grupo control). Además, otros relatos sugieren que es el aumento del gasto cardiaco, en lugar del aumento de la presión arterial, lo que aumenta el FCB en condiciones caracterizadas por un gasto cardiaco bajo20 o vasoespasmo cerebral.21,22

Sobre la base de las respuestas a la hipercapnia, los datos de Georgiadis et al23 sugieren recientemente que la capacidad dilatoria arteriolar cerebral está casi agotada en pacientes con ICC grave. El bajo FCB en este estudio es compatible con esta sugerencia. En animales moderadamente hipotensos, en los que el FSC sigue siendo normal debido a la vasodilatación arteriolar, la estimulación simpática reduce significativamente el FSC.11,24 La actividad exagerada de los sistemas simpático y renina-angiotensina es una respuesta neurohormonal central para mantener el gasto cardíaco y la integridad hemodinámica central durante el desarrollo de ICC. En consecuencia, se puede especular que en pacientes con ICC grave, la combinación general de PAM reducida y aumento de la actividad neurohormonal no puede ser compensada por la vasodilatación autorregulada arteriolar cerebral y/o por los mecanismos sistémicos disponibles para la redistribución del flujo sanguíneo. En este sentido, es interesante observar que el inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina captopril ha demostrado aumentar la FCB en pacientes con ICC5, mientras que, hasta donde sabemos, ningún estudio ha evaluado el efecto de, por ejemplo, la inhibición β-adrenérgica sobre la FCB en pacientes con ICC.

En sujetos normales, una reducción aguda del 30% del FCB se asocia con síntomas leves de hipoperfusión cerebral, y la confusión mental ocurre en un 50 a 60% de los niveles normales de FCB.25 Por lo tanto, es probable que los síntomas neurológicos/mentales asociados a la ICC sean causados por episodios crónicos o intermitentes de hipoperfusión cerebral. Datos recientes sugieren que los síntomas mentales son potencialmente reversibles después del trasplante cardiaco,6 lo que restaura la hemodinámica central (p. ej., PAM y gasto cardíaco) y normaliza el impulso neurohormonal observado antes del trasplante. No realizamos pruebas neuropsicológicas, pero el hallazgo de que la reducción del 30% en el FCC en pacientes en espera de trasplante cardíaco se normalizó en el plazo de 1 mes después de la operación puede proporcionar una explicación fisiológica de los efectos neuropsicológicos notificados del trasplante.

Durante los cálculos del FCB, asumimos que el tiempo de tránsito de xenón desde los pulmones hasta el cerebro en pacientes con ICC es similar al tiempo de tránsito en sujetos sanos. Un aumento sustancial del tiempo de tránsito pulmonar sin corregir producirá una disminución de la FCB, lo que teóricamente podría explicar parte de la reducción de la FCB en nuestros pacientes con ICC. Los datos sobre este tema son limitados, pero los pacientes con ICC con un índice cardíaco de 2,8±0,2 L/min por metro cuadrado han demostrado tener un tiempo de tránsito pulmonar normal, y solo los pacientes con un índice cardíaco de 1,9 tienen un tiempo de tránsito dos veces mayor.26 En nuestro estudio, ya que el índice cardíaco fue de 2,5±0.2 en el grupo de ICC, es probable que los cambios (si están presentes) en el tiempo de tránsito en este grupo induzcan solo alteraciones menores en los valores medidos de CBF. Esto se ve corroborado por el hallazgo de que los cálculos basados en tiempos de tránsito dos veces los valores normales aún producían un FSC que se redujo significativamente en pacientes con ICC.

En conclusión, encontramos que la FCB se reduce en aproximadamente un 30% en pacientes con ICC grave (clase III y IV de la NYHA) y que la FCB se normaliza después del trasplante cardíaco. Este es el primer estudio que muestra que el FCB se reduce de forma reversible en pacientes con insuficiencia cardíaca de clase III/IV de la NYHA. Este fenómeno puede contribuir a los síntomas neurológicos que a menudo experimentan los pacientes con ICC.

Notas a pie de página