Cardiologia Geral Insuficiência Cardíaca

Dispositivos de Assistência Circulatória – Parte V: efeitos hemodinâmicos dos dispositivos de assistência circulatória

Os dispositivos de assistência circulatória artificialmente alteram o fluxo de sangue dentro do sistema cardiovascular. Neste tópico abordaremos o efeito hemodinâmico dos dispositivos de acordo com seu mecanismo de funcionamento, além  do que esperar após o implante do dispositivo, que depende do local que o dispositivo ‘tira’ o sangue e do local que ele ‘devolve’ o sangue.

Para começarmos, gostaria de relembra um pouco da fisiologia cardiovascular através de uma curva de pressão x volume normal do ventrículo esquerdo.

Curva Pressão x Volume do ventrículo esquerdo representando um ciclo cardíaco. 1: Fim da fase de relaxamento isovolumétrico. 1 –> 2: Aumento do volume do VE durante a diástole. 2: Fim da diástole com volume máximo do VE. 2 –> 3:Contração Isovolumétrica . 3 Fim da fase de contração isovolumétrica, neste ponto a pressão do VE supera a pressão da Aorta e o sangue começa a ser ejetado pelo VE. 3 –> 4 Fase de ejeção sistólica, o VE ejeta o sangue na Aorta até que a pressão Aórtica supera a pressão do VE e a valva aórtica se fecha chegando ao ponto 4 (  ponto de pressão-volume ao final da sístole). 4 –> 1 Relaxamento isovolumétrico completando o ciclo. SV: volume sistólico ( corresponde a largura da curva pressão x volume). Ea: elastância arterial efetiva: um dos componentes da pós-carga e é definida pela relação entre volume sistêmico e pressão no VE ao final da sístole, representa o acopalhamento entre VE e Aorta durante a sístole. Emax: representa a contratilidade do VE independente da pré-carga ( tangente da curva de pressão x volume no VE ao final da sístole). Fonte: Rihal et al. Percutaneous MCS Devices in Cardiovascular Care. JACC 2015

1) Suporte AD-Aorta

Para estes dispositivos retira-se o sangue do átrio direito e devolve-se o sangue na Aorta. O principal exemplo é a ECMO Veno-Arterial.  Para estes dispositivos inicialmente aumenta-se muito a pós-carga do VE ( o dispositivo está retirando sangue do lado direito e ejetando no lado esquerdo, dificultando a ejeção nativa do sangue do VE). Como a maior parte desses pacientes já está trabalhando no ‘máximo’ da capacidade do VE ( contratilidade máxima e em geral com ajuda de inotrópicos), o único jeito do VE conseguir ejetar sangue após o aumento da pós-carga é através do mecanismo de starling ( isto é: aumentando o seu volume ao final da diástole para ir para um ponto mais para direita da curva de starling – vide post pré-carga e curva de starling). Com isso aumenta-se a pressão diástolica final do VE, que pode ser transmitida retrogradamente para o AE e sucessivamente para o pulmão causando Edema Agudo de Pulmão. Incrivelmente a ECMO VA pode levar a Edema Agudo de Pulmão, por isso é extremamente importante que uma vez que a ECMO é aplicada em um paciente em choque cardiogênico que se reduza a pós-carga destes pacientes seja com medicação ( Vasodilatores – Nitroprussiato principalmente) ou mecanicamente ( Balão Intra-Aórtico)
Efeitos da ECMO na curva pressão x volume de acordo com a velocidade do dispositivo. Note que com o aumento da velocidade do dispositivo ( traçados laranja, cinza e vermelho sucessivamente) a curva pressão volume vai ficando mais estreita e para direita, indicando progressivamente um menor volume sistêmico ejetado pelo VE nativo e aumento das pressão no VE ao final da diástole. Esse aumento de pressão pode levar a Edema Agudo de Pulmão. Fonte: Burkhoff et al. Hemodynamics of Mechanical Circulatory Support. JACC 2015
2) Suporte Átrio Esquerdo – Aorta ( AE-Ao)
 
Este tipo de suporte, representado pelo Tandem-Heart ( dispositivo implantado de maneira percutânea através de punção transseptal), como o sangue é retirado diretamente do Átrio esquerdo, esse dispositivo diminui a pré-carga do VE e consequentemente a PDF ( Pressão diastólica final) do VE e PCP ( Pressão Capilar Pulmonar). Novamente, pelo fato do dispositivo ejetar o sangue na aorta o VE precisa ‘vencer’ esse aumento de pressão para conseguir ejetar o sangue no Aorta durante a sístole, nesse caso no entanto como o dispositivo retira o sangue do AE o VE consegue aumentar a sua pressão apenas aumentando o seu volume sistólico final ( não o diástolico como na ECMO – aonde o sangue fica ‘represado’ no VE) ( assumindo que o VE mantenha a sua mesma contratilidade)
Curva pressão x volume do suporte AD-Aorta com aumento progressivo de velocidades. Com o aumento das velocidades o volume sistólico pelo VE diminui progressivamente, mas o volume diástolico não aumento pois o sangue está sendo retirado do VE, isso culmina na velocidade máxima do dispositivo com um volume sistólico extremamente pequeno ( curva pressão x volume vermelha), mas as custas do aumento da pressão ao final da sístole ( e não da diástole como na ECMO), a curva não é deslocada para a direita, dessa maneira a circulação pulmonar fica ‘protegida’ desde aumento de pressão. Fonte: Burkhoff et al. Hemodynamics of Mechanical Circulatory Support. JACC 2015

3) Suporte Ventrículo Esquerdo – Aorta ( VE-Aorta)

Neste tipo de suporte representando tanto por dispositivos de curta duração como Impella, PHP, como dispositivos de longa duração ( LVAD’s: HeartMate, Heart Ware, …), o dispositivo retira o sangue diretamente do VE e ejeta na Aorta, de maneira contínua. Pelo fato da ejeção ser contínua e não respeitar o ciclo cardíaco ( sístole, diástole), a curva pressão-volume perde seus contornos característicos ( forma trapezóide) pela abolição dos períodos isovolumétricos. Com isso o formato da curva pressão x volume torna-se triangular. Como neste tipo de suporte a capacidade de ‘descarregar’ o VE não depende da função nativa do VE, o aumento da velocidade do dispositivo deixará o VE progressivamente mais vazio ( curva se desloca para esquerda na curva pressão x volume) e diminui também as pressões: PDFVE e PCP.
Curva de pressão x volume para dispositivos VE-Aorta com aumento progressivo de velocidades. Note que com o aumento progressivo de velocidade ( curva vermelha) as curvas vão indo para a esquerda e para baixo, representando diminuição tanto dos volumes do VE e das suas pressões. O formato da curva de pressão volume também muda e torna-se triangular. Fonte: Burkhoff et al. Hemodynamics of Mechanical Circulatory Support. JACC 2015

 

Leitura Recomendada:
1) 2015 SCAI/ACC/HFSA/STS Clinical Expert Consensus Statement on the Use of Percutaneous Mechanical Circulatory Support Devices in Cardiovascular Care. JACC 2015
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25861963

2) Burkhoff et al. Hemodynamics of Mechanical Circulatory Support. JACC 2015
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26670067

Sobre o Autor

Caio de Assis

Graduado em Medicina pela Universidade de São Paulo. Médico com residência médica em Clínica Médica pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo e em Cardiologia Clínica pelo Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor-HC-FMUSP). Atualmente é médico preceptor dos residentes e estagiários em Cardiologia Clínica do InCor-HC-FMUSP.

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