Tổng quan về suy tim

Suy tim thường xảy ra do rối loạn chức năng tâm thất trái (2). Kết quả là, Phân loại chung về suy tim đã phân loại suy tim theo phân suất tống máu giảm, bảo tồn, giảm ở mức tối thiểu và được cải thiện dựa trên chức năng tâm thu thất trái (1). Trong suy tim trái, cung lượng tim giảm và áp lực tĩnh mạch phổi tăng. Khi áp lực mao mạch phổi vượt quá áp lực keo của protein huyết tương (khoảng 24 mm Hg), dịch sẽ thoát ra khỏi mao mạch vào khoảng kẽ và phế nang, làm giảm khả năng đàn hồi của phổi và tăng công hô hấp. Có sự gia tăng dẫn lưu bạch huyết nhưng không thể bù lại được sự gia tăng dịch phổi. Tình trạng ứ đọng chất lỏng đáng kể trong phế nang (phù phổi) làm thay đổi đáng kể mối quan hệ thông khí-tưới máu (V/Q). Máu động mạch phổi bị khử oxy đi qua các phế nang thông khí kém, làm giảm sự oxy hóa ở động mạch toàn thân (áp suất riêng phần của oxy động mạch [PaO2]) và gây khó thở. Tuy nhiên, khó thở có thể xuất hiện trước khi có bất thường V/Q, có thể do áp lực tĩnh mạch phổi tăng lên và gây tăng công hô hấp; cơ chế chính xác vẫn chưa được làm rõ.

Trong trường hợp suy thất trái nặng hoặc mạn tính, thường có tràn dịch màng phổi, làm tình trạng khó thở trở nên trầm trọng hơn. Tăng thông khí phút; do đó, áp suất riêng phần của carbon dioxide ở động mạch (PaCO2) giảm và pH máu tăng (nhiễm kiềm hô hấp). Phù khoảng kẽ tại các đường thở nhỏ gây cản trở thông khí, sự gia tăng PaCO2 là dấu hiệu báo trước suy hô hấp sắp xảy ra.

Ở HFrEF (còn gọi là suy tim tâm thu), rối loạn chức năng tâm thu toàn bộ thất trái chiếm ưu thế. Thất trái co bóp kém và không tống máu theo cách thích hợp, dẫn đến:

• Tăng thể tích và áp lực tâm trương

• Phân suất tống máu giảm (≤ 40%)

Có nhiều khiếm khuyết trong việc sử dụng năng lượng, cung cấp năng lượng, chức năng điện sinh lý và tương tác của các yếu tố co bóp, cùng với những bất thường trong điều hòa canxi nội bào và quá trình sản sinh ra adenosine monophosphate vòng (cAMP).

Rối loạn chức năng tâm thu chiếm ưu thế thường gặp trong suy tim do nhồi máu cơ tim, viêm cơ tim và bệnh cơ tim giãn. Suy giảm chức năng tâm thu chủ yếu gây ảnh hưởng tới thất trái và có thể cả thất phải; suy tim trái cũng thường dẫn tới suy tim phải.

Ở HFpEF (còn gọi là suy tim tâm trương), khả năng đổ đầy thất trái bị suy giảm, dẫn đến:

• Tăng áp lực cuối tâm trương khi nghỉ ngơi hoặc khi gắng sức

• Thông thường, thể tích thất trái cuối tâm trương

Khả năng co bóp toàn bộ và do đó phân suất tống máu thất trái vẫn bình thường (≥ 50%).

Tuy nhiên, ở một số bệnh nhân, tình trạng hạn chế đáng kể việc đổ đầy thất trái có thể khiến cho thể tích cuối kỳ tâm trương thất trái thấp không phù hợp và do đó làm cho cung lượng tim thấp và gây ra các triệu chứng toàn thân. Tăng áp lực nhĩ trái có thể gây tăng áp động mạch phổi và ứ máu tại phổi.

Suy giảm chức năng tâm trương thường do suy giảm khả năng thư giãn của tâm thất (quá trình tác động), tăng mức độ xơ cứng thành tâm thất, bệnh van tim, hoặc viêm màng ngoài tim co thắt. Nhồi máu cơ tim cấp cũng là nguyên nhân gây suy giảm chức năng tâm trương. Mức độ kháng cự quá trình làm đầy tăng theo tuổi tác, phản ánh tình trạng rối loạn chức năng tế bào cơ tim và mất tế bào cơ tim, cũng như tình trạng gia tăng lắng đọng collagen ở mô kẽ; do đó, rối loạn chức năng tâm trương đặc biệt phổ biến ở người cao tuổi. Suy giảm chức năng tâm trương chiếm ưu thế trong các trường hợp bệnh cơ tim phì đại, bệnh lý có phì đại tâm thất (tăng huyết áp, hẹp van động mạch chủ nặng), bệnh cơ tim thâm nhiễm amyloid. Có thể có sự suy giảm đổ đầy và chức năng thất trái nếu có sự gia tăng đáng kể áp lực thất phải, khiến vách liên thất bị đẩy sang trái.

Rối loạn chức năng tâm trương được coi là nguyên nhân quan trọng gây ra suy tim. Khoảng 50% số bệnh nhân suy tim có HFpEF; tỷ lệ hiện mắc tăng theo tuổi và ở những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường (3). HFpEF là một hội chứng phức tạp, không đồng nhất, đa cơ quan, toàn thân, thường có nhiều bệnh lý sinh lý đi kèm. Dữ liệu cho thấy nhiều bệnh đi kèm (ví dụ: béo phì,tăng huyết áp, tiểu đường, bệnh thận mạn tính) dẫn đến tình trạng viêm toàn thân, rối loạn chức năng nội mô lan rộng, rối loạn chức năng vi mạch tim và cuối cùng là những thay đổi về phân tử trong tim gây ra tình trạng xơ hóa cơ tim và làm cứng tâm thất. Do đó, suy tim phân suất tống máu giảm thường liên quan đến tổn thương cơ tim nguyên phát, còn suy tim có phân suất tống máu bảo tồn thường có liên quan tới tổn thương cơ tim thứ phát do những bệnh lý ngoài tim.

Suy tim có phân suất tống máu giảm nhẹ (HFmrEF) được định nghĩa là phân suất tống máu thất trái từ 41 đến 49%. Không rõ liệu nhóm này là một quần thể riêng biệt hay bao gồm một hỗn hợp các bệnh nhân suy tim có phân suất tống máu bảo tồn hoặc HFrEF.

Bệnh nhân bị suy tim có giá trị tuyệt đối của phân suất tống máu thất trái cải thiện hơn 10% so với giá trị trước đó và cũng đo được trên 40% sẽ được phân loại là bị HFimpEF.

Suy thất phải thường xảy ra do hậu quả hoặc đồng thời với suy thất trái. Suy tim phải đơn độc ít gặp hơn nhiều. Trong suy tim liên quan đến rối loạn chức năng tâm thất phải (xem Suy tim phải), áp lực tĩnh mạch toàn thân tăng lên, gây ra tình trạng dịch thoát ra ngoài mạch và sau đó là phù nề, chủ yếu ở các mô phụ thuộc (bàn chân và cổ chân của bệnh nhân ngoại trú) và các tạng trong ổ bụng. Gan là cơ quan bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất, nhưng dạ dày và ruột cũng có thể có hiện tượng sung huyết; có thể có sự tích tụ dịch trong khoang phúc mạc gây cổ trướng. Suy thất phải thường gây ra rối loạn chức năng gan ở mức độ trung bình, thường có tăng nhẹ bilirubin liên hợp và bilirubin không liên hợp, thời gian prothrombin (PT) và các men gan (đặc biệt là phosphatase kiềm và gamma-glutamyl transpeptidase [GGT]). Suy giảm chức năng gan dẫn tới giảm tiết aldosterone, càng làm gia tăng mức độ ứ dịch. Tình trạng sung huyết tĩnh mạch mạn tính ở nội tạng có thể gây chán ăn, kém hấp thu chất dinh dưỡng và thuốc, bệnh ruột mất protein (đặc trưng bởi tiêu chảy và giảm albumin máu rõ rệt), mất máu đường tiêu hóa mạn tính và hiếm khi gây nhồi máu ruột do thiếu máu cục bộ.

Khi khả năng co bóp của thất trái bị suy giảm, như trường hợp HRrEF, cần phải có tiền gánh cao hơn để duy trì cung lượng tim. Kết quả là các tâm thất sẽ được tái cấu trúc theo thời gian. Trong quá trình tái cấu trúc thất trái chuyển dạng từ hình thuôn sang tròn hơn, giãn rộng hơn và phì đại hơn; thất phải giãn rộng và có thể có sự phì đại. Khởi đầu bù, những tái cấu trúc cuối cùng có liên quan đến các kết quả bất lợi bởi thay đổi này cuối cùng sẽ làm giảm tình trạng giãn nở thời kỳ tâm trương và gia tăng độ cứng và sức căng thành cơ tim, từ đó gây suy chức năng tâm trương, làm giảm hiệu suất hoạt động của tim, đặc biệt là khi chịu các stress về thể lực. Sự gia tăng sức căng thành cơ tim gây tăng nhu cầu oxy và đẩy nhanh quá trình chết tế bào cơ tim theo chương trình. Tình trạng giãn tâm thất cũng có thể gây ra tình trạng hở van hai lá hoặc hở van ba lá (do giãn vòng van) kèm theo sự gia tăng thêm về thể tích cuối thì tâm trương.

Khi cung lượng tim giảm, việc cung cấp oxy đến các mô được duy trì bằng cách tăng lượng oxy chiết xuất từ ​​máu và đôi khi dịch chuyển đường cong phân ly oxyhemoglobin (xem hình Đường cong phân ly oxyhemoglobin) sang bên phải để ưu tiên giải phóng oxy.

Giảm cung lượng tim cùng với huyết áp toàn thân thấp hơn sẽ kích hoạt các phản xạ áp suất ở động mạch, làm tăng trương lực dây thần kinh giao cảm và giảm trương lực dây thần kinh phó giao cảm. Từ đó gây tăng nhịp tim và tăng co bóp cơ tim, co thắt các mao mạch tại một số giường mạch máu nhất định, xuất hiện tình trạng co thắt tĩnh mạch đồng thời gây tăng tái hấp thu muối nước. Những thay đổi này sẽ bù trừ cho sự suy giảm hiệu suất thất trái và giúp duy trì sự cân bằng huyết động trong giai đoạn sớm của suy tim. Tuy nhiên, những thay đổi này lại làm gia tăng công cơ tim, tiền gánh và hậu gánh; giảm tưới máu mạch vành và mạch thận; gây tích tụ dịch dẫn đến tình trạng sung huyết; gây tăng bài tiết kali; có thể gây hoại tử tế bào cơ tim và phát sinh các ổ loạn nhịp.

Khi chức năng tim suy giảm, lưu lượng máu đến thận sẽ giảm do cung lượng tim thấp. Ngoài ra, áp lực tĩnh mạch thận tăng, dẫn đến tình trạng sung huyết tĩnh mạch thận. Những thay đổi này dẫn đến giảm mức lọc cầu thận (GFR) và lưu lượng máu trong thận được phân phối lại. Phân số lọc cầu thận suy giảm, nhưng lại có sự gia tăng hiện tượng tái hấp thu ống thận, từ đó dẫn đến sự tích lũy nước và natri. Khi gắng sức, dòng máu lại càng được tái phân bố không qua thận, nhưng khi nghỉ, lưu lượng máu tới thận lại có sự cải thiện.

Giảm tưới máu ở thận (và có thể giảm mức độ giãn động mạch ở thì tâm thu thứ phát do suy giảm chức năng tâm thất) kích hoạt hệ thống renin-angiotensin-aldosterone, làm tăng giữ natri và giữ nước cũng như tăng trương lực mạch máu ngoại biên và trương lực mạch máu ở thận. Những ảnh hưởng này được khuếch đại bởi tín hiệu cường giao cảm đi kèm với suy tim.

Hệ renin-angiotensin-aldosterone-vasopressin (hệ thống hormone chống bài niệu) [ADH] gây ra một loạt tác động có hại về lâu dài. Angiotensin II làm trầm trọng thêm tình trạng suy tim bằng cách gây co mạch, bao gồm cả co mạch thận ly tâm và bằng cách tăng sản sinh ra aldosterone, làm tăng tái hấp thu natri ở ống lượn xa và cũng gây lắng đọng collagen và xơ hóa ở cơ tim và mạch máu. Angiotensin II làm tăng giải phóng norepinephrine, kích thích giải phóng vasopressin và gây ra cơ chế gây chết tế bào theo chương trình. Angiotensin II có thể liên quan đến phì đại mạch máu và phì đại cơ tim, do đó góp phần vào việc tái cấu trúc tim và mạch máu ngoại biên, có khả năng làm trầm trọng thêm tình trạng suy tim. Aldosterone có thể được tổng hợp ở tim và ở mạch máu độc lập với angiotensin II (có thể qua trung gian corticotropin, oxit nitric, các gốc tự do và các kích thích khác) và có thể có tác dụng có hại ở các cơ quan này.

Suy tim gây ra tình trạng suy thận tiến triển (bao gồm rối loạn chức năng thận do thuốc dùng để điều trị suy tim) góp phần làm tình trạng suy tim trở nên trầm trọng hơn và được gọi là hội chứng tim thận.

Trong điều kiện căng thẳng, phản ứng thần kinh thể dịch giúp làm tăng chức năng tim và duy trì huyết áp cũng như tưới máu cơ quan. Sự kích hoạt lâu dài của các phản ứng này có hại cho sự cân bằng bình thường giữa các hormone kích thích cơ tim và các hormone gây co mạch và giữa các hormone làm thư giãn cơ tim và hormone làm giãn mạch.

Tim có nhiều thụ thể thần kinh thể dịch (alpha-1, beta-1, beta-2, beta-3, angiotensin II loại 1 [AT1] và loại 2 [AT2], muscarinic, endothelin, serotonin, adenosine, cytokine, natri peptide lợi niệu); vai trò của tất cả các thụ thể này vẫn chưa được xác định đầy đủ. Ở những bệnh nhân suy tim, các thụ thể beta-1 (chiếm khoảng 70% thụ thể beta tại tim) bị điều hòa giảm, có thể nhằm mục đích đáp ứng với các kích thích cường giao cảm mạnh. Kết quả của quá trình điều hòa này là sự giảm co cơ tim và tăng nhịp tim.

Nồng độ norepinephrine trong máu gia tăng, phần lớn do các kích thích giao cảm, bởi nồng độ epinephrine trong máu không có sự gia tăng. Các tác dụng bất lợi bao gồm co mạch, tăng tiền gánh và hậu gánh, gây tổn thương trực tiếp cơ tim thông qua các cơ chế chết tế bào theo chương trình, giảm lưu lượng máu thận và hoạt hóa các hệ thống thần kinh thể dịch khác, bao gồm cả hẹ renin-angiotensin-aldosterone-vasopressin.

Vasopressin được giải phóng thông qua nhiều kích thích thần kinh thể dịch khác nhau, nhằm đáp ứng với tình trạng hạ áp. Tăng vasopressin làm giảm bài tiết nước tự do qua thận, từ đó góp phần gây tình trạng hạ natri máu trong suy tim. Nồng độ vasopressin rất khác nhau ở những bệnh nhân suy tim có huyết áp bình thường.

Peptide lợi niệu tâm nhĩ được giải phóng nhằm đáp ứng với tình trạng gia tăng thể tích và áp lực tâm nhĩ; peptide natriuretic loại B (BNP) được giải phóng tại tâm thất nhằm đáp ứng với tình trạng căng giãn thành tâm thất. Các peptide này làm tăng cường quá trình bài tiết natri qua thận; tuy nhiên, ở những bệnh nhân bị suy tim, tác dụng này bị giảm do áp lực tưới máu ở thận bị giảm, quá trình điều hòa thụ thể giảm và có lẽ là do tăng quá trình phân hủy bằng enzym. Ngoài ra, sự gia tăng nồng độ peptide natriuretic gây hiệu ứng kháng điều hòa trên hệ thống renin-angiotensin-aldosterone và kích thích catecholamine.

Do rối loạn chức năng nội mô xảy ra trong suy tim nên có ít chất giãn mạch nội sinh (ví dụ: oxit nitric, prostaglandin) được sản sinh ra hơn và nhiều chất co mạch nội sinh (ví dụ: endothelin) được sản sinh ra hơn, do đó làm tăng hậu gánh.

Tình trạng suy tim và suy chức năng các cơ quan khác gây sản sinh yếu tố hoại tử u TNF alpha. Cytokine này gây tăng dị hoá và có thể gây ra tình trạng suy mòn tim (hủy mô ≥ 10%), từ đó gây suy tim mức độ nặng có triệu chứng cùng với những thay đổi bất lợi khác. Tình trạng suy tim cũng gây ra những thay đổi về chuyển hoá, với sự gia tăng sử dụng axit béo tự do và giảm sử dụng glucose; những thay đổi này có thể được ứng dụng như là mục tiêu điều trị.

Những thay đổi liên quan đến tuổi tại hệ thống tim mạch càng làm hạ thấp ngưỡng biểu hiện suy tim. Collagen gia tăng trong mô kẽ cơ tim làm cơ tim mất tính đàn hồi, và kéo dài thời gian giãn cơ tim. Những thay đổi này dẫn đến giảm đáng kể chức năng thất trái ở thì tâm trương, ngay cả ở người cao tuổi khỏe mạnh. Chức năng tâm trương cũng có sự suy giảm nhẹ khi lão hóa. Sự giảm đáp ứng cơ tim và thành mạch với các kích thích trên hệ beta-adrenergic càng làm giảm khả năng đáp ứng của hệ thống tim mạch với tải lượng hoạt động ngày càng gia tăng.

Kết quả của những thay đổi này là khả năng tập thể dục tối đa giảm đáng kể (khoảng 8%/thập kỷ sau 30 tuổi) và cung lượng tim giảm nhẹ hơn ở mức tập thể dục cao nhất. Sự suy giảm này có thể được hạn chế nhờ tập luyện thường xuyên. Vì vậy, bệnh nhân cao tuổi thường dễ xuất hiện các triệu chứng suy tim hơn bệnh nhân trẻ tuổi, khi chịu các stress do các bệnh lý hệ thống hoặc các biến cố tim mạch dù tương đối nhẹ. Các yếu tố gây căng thẳng bao gồm nhiễm trùng (đặc biệt là viêm phổi), cường giáp, thiếu máu, tăng huyết áp, thiếu máu cục bộ ở cơ tim, hạ oxy máu, tăng thân nhiệt, suy thận, lượng dịch truyền tĩnh mạch trong thời gian phẫu thuật, không tuân thủ phác đồ dùng thuốc hoặc chế độ ăn ít muối và sử dụng một số loại thuốc nhất định (đặc biệt là thuốc chống viêm không steroid [NSAID]).