de intensivist

Inleiding

Hartfalen is een ernstige aandoening waarbij het hart niet in staat is om voldoende bloed rond te pompen om aan de behoeften van het lichaam te voldoen, of dit slechts kan doen onder verhoogde vullingsdrukken.[1,2] De huidige richtlijn differentieert subklassen hartfalen niet op basis van de linkerventrikel einddiastolische druk, maar op basis van linkerventrikel ejectiefractie (LVEF). Aan de ene kant van het spectrum is er hartfalen waarbij sprake is van een verminderde LV-ejectiefractie (HFrEF) op basis van gedaalde contractiekracht, met duidelijke behandelrichtlijnen op basis van robuuste bewijsvoering.[3] Aan de andere kant van het spectrum staat hartfalen met een normale LVEF (HFpEF), waarbij niet de contractiliteit, maar de diastolische vulling gestoord is. Om deze vulling te optimaliseren, heeft het hart verhoogde vullingsdrukken nodig, leidend tot typische symptomen zoals kortademigheid en vochtretentie en uiteindelijk tot remodellering van het linkeratrium, atriumfibrilleren, pulmonale hypertensie en rechterventrikelfalen.[2-5] Mede door een breed scala aan onderliggende cardiale en niet-cardiale pathofysiologische mechanismen in HFpEF is er, in tegenstelling tot bij HFrEF, beperkt bewijs voor de behandeling.[5]
Bètablokkers vormen een essentieel onderdeel van de behandeling van HFrEF[3], maar het bewijs voor hun effectiviteit bij HFpEF is conflicterend, waarbij eventuele positieve behandelingssignalen voornamelijk lijken voort te komen uit een subgroep waar alsnog sprake is van een contractiele dysfunctie.[6-8] Hoewel bètablokkers geen plaats hebben in de richtlijnen voor diastolisch hartfalen (HFpEF)[3], worden zij wel frequent voorgeschreven[9], waarschijnlijk door een wijdverspreid geloof dat patiënten met diastolische dysfunctie gebaat zouden zijn bij een tragere hartfrequentie met een langere tijd voor de ventriculaire vulling.[10,11] Hieronder toetsen we deze theorie aan de hand van relevant pathofysiologisch en hemodynamisch onderzoek.

Fysiologie van de diastole

De diastole kenmerkt zich door een fase van actieve relaxatie, gevolgd door een fase van passieve vulling. De relaxatie is een energie-afhankelijk proces van snel isovolumetrisch drukverval. Deze energie wordt enerzijds gegenereerd door de elastische terugslag van een tijdens de systole in elkaar verwrongen (twisting) en getordeerd (torsion) myocardium. Hoe sterker de twist, hoe kleiner het eindsystolisch volume (ESV), hoe groter de kracht van terugslag, dus hoe groter de ontstane atrioventriculaire drukgradiënt aan het begin van de diastole.[12-14] Anderzijds wordt de energie gegenereerd tijdens de diastole zelf, door de dissociatie van calcium ter ontkoppeling van actine-myosine bindingen. Dit proces is sterk afhankelijk van een adequate calciumhuishouding in de cel en goed voor 30% van de totale energieconsumptie.[13] De tweede fase is de passieve vulling, die begint na de opening van de mitralisklep door de atrioventriculaire drukgradiënt. De grootste volumeshift vindt plaats in de vroege diastole, waarna een fase volgt van relatieve stagnatie, zijnde de diastase. In de late diastole wordt de resterende 15-30% van de ventriculaire vulling voorzien door de atriale contractie. De druk op het einde van de atriale contractie is de linkerventrikel einddiastolische druk (LVEDP). De mate van drukstijging tijdens de diastole wordt bepaald door de einddiastolische druk-volumerelatie (EDPVR), die gerelateerd is aan de passieve mechanische eigenschappen van het myocard, wanneer het maximum aan actin-myosin bindingen ontkoppeld zijn, dus een maat voor de intrinsieke stijfheid van die hartspier. De EDPVR verloopt niet-lineair met in een uiterste toename van einddiastolisch volume een exponentiële stijging van de druk. Bij intrinsiek toegenomen stijfheid, zoals in ernstige concentrische hypertrofie, zal de EDPVR naar linksboven opschuiven, wat resulteert in sterkere stijging van druk bij lagere einddiastolische volumes (figuur 1).[12]

 

Rol van hartfrequentie op de LV-diastologie

Vanuit experimenten met geïsoleerd myocardium weten we dat een toegenomen hartfrequentie een stimulerend effect heeft op zowel de contractiliteit als de relaxatiesnelheid.[15-17] Ook in vivo is dit vastgesteld met behulp van invasieve meting van druk-volumerelaties.[18,19] Op basis van druk-volume-analyse werd zowel de eindsystolische druk-volumerelatie (ESPVR) gemeten, die wordt beschouwd als een pre- en afterload-onafhankelijke maat voor contractiliteit[20], maar ook de einddiastolische druk-volumerelatie (EDPVR), van waaruit een stijfheidsconstante (β) en relaxatietijdsconstante (τ) werd berekend. Na verhoging van hartfrequentie middels atriale pacing werd een stijging in contractiliteit en een snellere actieve relaxatie geobjectiveerd.[18,19] Een verhoogde contractiliteit uit zich door een linksverschuiving van de PV-curve en steiler lopende ESPVR (zie figuur) met een kleiner eindsystolisch volume (ESV) tot gevolg. Het kleiner ESV wordt verklaard door een toegenomen concentratie intracellulair calcium.[21] Bij lagere eindsystolische druk en volume aan het begin van de diastole, zal de druk ook na vulling lager blijven bij gelijk gebleven elastische eigenschappen. Bij een normale diastolische functie zal bij een klein eindsystolisch volume, het einddiastolisch volume grotendeels gelijk blijven wat resulteert in stijging van slagvolume (EDV-ESV), en bij tevens hogere hartfrequentie nog grotere toename in cardiac output.[18] Dit zou kunnen worden verklaard door toegenomen vroege vulling door de sterke elastische terugslag bij een toegenomen contractiliteit.[11,23] Ook de coronairflow blijft behouden ondanks kortere diastole, vanwege compensatoire vasodilatatie.[24] Bij gezonde vrijwilligers leidt een linksverschuiving van PV-curve, door toegenomen hartfrequentie, dus tot een lagere vullingsdruk waardoor sprake is van een lagere LV-wandspanning en lagere linkeratriumdruk.[22]

 

Diastolische dysfunctie

De MyPACE trial[25], bij patiënten met diastolisch hartfalen (HFpEF), toonde een verbetering in inspanningstolerantie, een daling in NTpro-BNP en een risicoreductie in atriumfibrilleren bij patiënten die werden behandeld met gepersonaliseerde frequentieverhoging middels atriale en/of His-bundel pacing in vergelijking met de klassieke behandeling met lage lower rate pacemakerinstellingen. Daarbovenop kon recent onderzoek uit Maastricht[26], ook bij patiënten met HFpEF, een duidelijke daling in de direct gemeten linkeratriumdruk geobjectiveerd worden bij incrementele atriale pacing. De minimale linkeratriumdrukken werden bereikt rond een atriale pacing frequentie van 80/min, waarbij opnieuw stijging in de drukken werd geobjectiveerd bij hogere hartfrequenties. Na correctie van de toename in het PR-interval bij toegenomen frequenties, met behulp van een computationeel model, werd en verdere daling van linkeratriumdruk geobjectiveerd bij toename van hartfrequentie. Rond 130 tot 140/min werd een plateau bereikt in linkeratriumdruk waarna geen verdere daling meer optrad. Bij patiënten met HFpEF werd, in tegenstelling tot bij gezonde vrijwilligers, wel een daling in slagvolume gezien op basis van een daling in einddiastolisch volume bij lagere vullingsdrukken.[26]
Bij patiënten met diastolisch hartfalen (HFpEF) wordt een evidente daling in linkerventrikel einddiastolische druk van 17 naar 8mmHg bij atriale pacing op 120/min, net zoals bij gezonde vrijwilligers, gezien.[18] Echter in deze groep met HFpEF werd eveneens een daling in einddiastolisch volume geobjectiveerd wat, in tegenstelling tot bij gezonde vrijwilligers, wel tot een gedaald slagvolume leidde. In dit cohort van HFpEF patiënten echter wordt ondanks gedaald slagvolume geen daling in cardiac output gezien bij toegenomen hartfrequentie. Het relatieve behoud van de totale output is mede te danken aan een geremde daling in slagvolume door enerzijds een behouden kracht-frequentie relatie (stijging in contractiliteit na stimulatie van hartfrequentie) en anderzijds een blijvende frequentie-afhankelijke acceleratie van relaxatie, die in de basis wel gestoord is.[18]
Het potentieel risico van een netto gedaalde cardiac output, bij hogere hartfrequenties, hangt dus samen met intrinsieke limitaties in preloadreserve. Dit betreft dus met name de HFpEF subcategorie met een erg stijf myocard.[11]
Enerzijds is het potentieel groter voor een daling in einddiastolisch volume, maar anderzijds is het risico op sterkere daling van slagvolume groter bij verminderde preload reserve door verminderde capaciteit voor linksverschuiving van een reeds steile ESPVR.

Conclusie: vertaling naar de IC praktijk

Gezien de prevalentie is onvermijdelijk dat diastolisch hartfalen op het pad komt van de intensivist, waarbij het goed is te realiseren dat het geen ’innocent bystander’ is. Zo is er o.a. een sterke associatie met weaningsfalen aangetoond,[27-28] maar ook bij sepsis is meer multi-orgaanfalen en toegenomen mortaliteit aangetoond.[29,30]
HFpEF is een te heterogeen ziektebeeld om een eenduidig behandeladvies te geven. Wel is duidelijk dat de verlenging van de hartcyclus door hartfrequentievertragende medicatie niet de standaard behandelstrategie zou moeten zijn. Bij een beademde cardiochirurgische patiënt, met tot 75% diastolisch hartfalen,[31] kan rondom extubatie een (tijdelijke) stopzetting van bètablokkers een daling in vullingsdrukken en dus lager risico op het ontstaan van longoedeem bewerkstelligen. Voor patiënten waar het vermoeden op diastolische dysfunctie bestaat, lijkt het opportuun om laagdrempelig een gestructureerde beoordeling van vullingsdrukken, hetzij echografisch hetzij via invasieve drukmeting, te verrichten. Zo kan de behandeling beter geïndividualiseerd worden, waarbij het in veel gevallen opportuun kan zijn om tijdelijk een hogere hartfrequentie te accepteren, gezien dit bij behouden atrioventriculaire synchronie leidt tot een lagere wandspanning, lagere linkeratriumdruk en meer optimale cardiale energetica, op voorwaarde dat de afterload niet toeneemt.

De auteurs verklaren dat er geen sprake is van een belangenconflict. Er is geen financiering of financiële steun ontvangen