Để hiểu rõ sự thay đổi về chuyển hóa, ta khảo sát chi tiết các đường chuyển hóa của từng chất trong tế bào cơ tim ở hai trạng thái: tưới máu bình thường và thiếu máu cục bộ.
1.2.3. Hậu quả của thiếu máu cục bộ trên hoạt động cơ tim
1.2.3.1. Hoạt động điện học
Cơ tim bình thường và mô cơ tim thiếu máu cục bộ có sự khác biệt rõ rệt về tính chất điện học.
Ở giai đoạn sớm có tình trạng giảm của:
Điện thế nghỉ màng tế bào
Biên độ, tốc độ và thời gian hoạt động điện học của tế bào Giai đoạn muộn hơn:
Hoạt động điện của tế bào có khuynh hướng kéo dài
Xuất hiện thời kỳ trơ sau khử cực, và thời gian này kéo dài hơn cả giai đoạn tái cực hoàn toàn.
Thời gian khử cực bất thường và sự không đồng nhất về thời gian khử cực của vùng thiếu máu so với vùng cơ tim bình thường làm xuất hiện tình trạng block một chiều tại vùng thiếu máu và đó là nguyên nhân gây rối loạn nhịp do cơ chế vào lại.
1.2.3.2. Ảnh hưởng trên huyết động
Hậu quả trên chức năng tâm thu
Tình trạng giảm oxy mô làm cho quá trình chuyển hóa tại tế bào được thực hiện trong hoàn cảnh yếm khí và hậu quả là không cung cấp đủ các hợp chất phosphate giàu năng lượng cần thiết cho hoạt động co bóp cơ tim.
Bởi vì quả tim hầu như không có những nguồn dự trữ oxygen để bù đắp tình trạng thiếu hụt chất này ở giai đoạn rất sớm của thiếu máu cục bộ, hơn nữa các vùng cơ tim không bị nhồi máu, sau khi được tái tưới máu lại có
tình trạng tiêu thụ oxy có thể trên cả mức bình thường (trong khi khả năng tạo ATP chỉ ở mức vừa phải) và gây ra sự bất thường trong hoạt động co bóp.
Có 4 dạng co bóp bất thường của cơ tim:
Không đồng bộ: sự co bóp không phối hợp giữa các vùng cơ tim khác nhau.
Giảm động: giảm khả năng co ngắn của một vùng cơ tim
Vô động: hoàn toàn không co ngắn của một vùng cơ tim
Loạn động: dãn (phình) nghịch thường của một vùng cơ tim
Cùng với tình trạng rối loạn vận động của vùng cơ tim bị thiếu máu (hoặc nhồi máu) thì các vùng cơ tim bình thường lại có tình trạng tăng động, có thể là do cơ chế bù trừ trong giai đoạn cấp (hậu quả của tăng hoạt tính hệ thần kinh giao cảm và do cơ chế Frank-Starling).
Nếu vùng cơ tim bị tổn thương rộng thì các rối loạn vận động có thể gây giảm cung lượng tim, lưu lượng tim, phân suất tống máu, trong khi đó áp lực và thể tích tâm thất cuối kỳ tâm trương lại tăng.
Khi vùng rối loạn vận động chiếnm 20-25% thất trái sẽ gây suy thất trái. Nếu vùng tổn thương tăng 40% cơ thất trái sẽ gây suy bơm nặng và nếu diễn biến cấp tính có thể dẫn đến choáng tim.
Hậu quả trên chức năng tâm trương
Vùng cơ tim bị thiếu máu cục bộ (hoặc nhồi máu) không chỉ ảnh hưởng trên khả năng co bóp (chức năng tâm thu) mà còn gây hậu quả trên chức năng tâm trương.
Thiếu máu cục bộ cơ tim làm cho đường biểu diễn sự tương quan giữa thể tích và áp lực cuối tâm trương thất trái: tăng và chuyển trái do vậy áp lực trong thất trái luôn luôn cao (với mọi giá trị thể tích).
Thiếu máu cục bộ cũng làm giảm khả năng dãn của tâm thất, do vậy làm tăng kháng lực đổ đầy tâm thất.
Như vậy, sự suy giảm chức năng tâm thu và tâm trương làm tăng áp lực đổ đầy tâm thất với những triệu chứng của sung huyết phổi. Tuy nhiên, giảm khả năng co bóp cơ tim cũng tạo những lợi ích nhất định cho vùng cơ tim bị thiếu máu cục bộ. Trong điều kiện bình thường, hoạt động cơ học của tim đã tiêu thụ đến 75% (hoặc hơn) năng lượng do tế bào tạo ra, do vậy nếu sự tiêu hao năng lượng (do hoạt động co bóp tạo ra) được giảm, thì cơ tim càng có điều kiện dự trữ năng lượng (ATP) cần thiết để duy trì thăng bằng nội mô và sửa chữa lại những tổn thương gây ra trong giai đoạn thiếu máu cục bộ, như vậy sẽ hạn chế được diễn tiến hoại tử tế bào cơ tim.
1.2. Tính sống còn cơ tim
Tính sống còn cơ tim là nguyên tắc căn bản đặt nền móng cho các biện pháp điều trị tái tưới máu, dù là trong tình trạng pha cấp sau nhồi máu cơ tim hay thiếu máu cục bộ mạn tính gây ra rối loạn chức năng thất trái. Nếu có vùng mô cơ tim còn sống, hồi phục đủ dòng cấp máu mạch vành trên lí thuyết sẽ cải thiện hiệu quả co bóp cơ tim và phân suất tống máu thất trái, với hi vọng là kéo theo cải thiện tiên lượng về lâu dài.
1.3.1. Cơ tim choáng váng
Các công trình nghiên cứu sớm về và sự giới hạn dòng cấp máu cơ tim đã ủng hộ giả thuyết thiếu máu cục bộ cơ tim gây tổn thương tế bào cơ tim đáng kể [41].
Heyndrickx và cs. là những người đầu tiên minh họa tác động của thiếu máu cục bộ tạm thời lên dự trữ tính co bóp cơ tim. Dùng các mô hình động vật, họ cho thấy chủ động khởi phát những đợt thiếu máu cục bộ ngắn (5
– 15 phút), theo sau là gian đoạn tái tưới máu lên cơ tim (6 giờ nếu cơn thiếu máu cục bộ dài 5 phút và > 24 giờ nếu cơn dài 15 phút) đã gây ra sự thiếu hụt từng vùng trong chức năng co bóp và vẫn kéo dài mặc dù đã được tái tưới máu. Hiện tượng này được đặt tên là cơ tim choáng váng, được định nghĩa là
sự rối loạn chức năng kéo dài nhưng hoàn toàn có thể hồi phục của cơ tim bị thiếu máu cục bộ mà sự rối loạn này vẫn tiếp tục sau khi hồi phục dòng cấp máu ĐMV. Cơ tim bị choáng đã được nhận thấy có đáp ứng với chất kích thích co bóp từ những nghiên cứu sớm này, với bằng chứng cho thấy tăng chức năng co bóp đáp ứng với catecholamines ngoại sinh [66].
Hiện tượng cơ tim choáng váng cũng được quan sát thấy trong thực hành lâm sàng, đặc biệt trong hoàn cảnh tăng nhu cầu cơ tim hoặc giảm cung cấp máu mạch vành như là co thắt mạch vành, hậu nhồi máu cơ tim hoặc hậu nối tắt tim phổi thứ phát sau tuần hoàn ngoài cơ thể. Cơ tim choáng váng cũng thường gặp ở những bệnh nhân hậu nhồi máu cơ tim được tái thông mạch vành thành công, trong những trường hợp này rối loạn chức năng tâm thu thường mất đến vài ngày để trở về bình thường sau biến cố ban đầu [30], [65], [107].
1.3.2. Cơ tim ngủ đông
Cơ tim ngủ đông đại diện cho tình trạng sụt giảm duy trì chức năng cơ tim trong bệnh mạch vành, mà tình trạng này sẵn sàng cải thiện sau khi cơ tim được tái tưới máu. Khái niệm này lần đầu được đề cập đến bởi Diamond và cs. vào năm 1978 [41], sau đó được phổ biến bởi các công trình của Rahimtoola [105]. Người ta đặt giả thuyết là sự suy giảm chức năng cơ tim kéo dài này được khởi động bởi những thay đổi căn bản trong chuyển hoá và sử dụng năng lượng của cơ tim, mà cả hai quá trình này đều bị giảm đi để phù hợp với sự giảm đồng thời của lưu lượng dự trữ vành.
Một giả thuyết thay thế khác giả định rằng cơ chế của sự giảm chức năng cơ tim kéo dài này chính là sự lặp lại của giả thuyết choáng váng cơ tim. Trong lí thuyết này, nhiều đợt khởi phát của tăng nhu cầu trong thiếu máu cục bộ khi mà có sự giới hạn dòng cấp máu mạch vành dẫn đến những đợt tái lặp
của rối loạn chức năng cơ tim gây ra do thiếu máu cục bộ (choáng váng), cuối cùng tạo ra môi trường duy trì sự sụt giảm chức năng cơ tim kéo dài [31].
1.3.3. So sánh giữa cơ tim choáng váng và cơ tim ngủ đông
Tưới máu cơ tim khi nghỉ thì bình thường hoặc gần bình thường trong trường hợp cơ tim choáng váng nhưng lại giảm trong trường hợp cơ tim ngủ đông. Cơ tim choáng váng thường biểu hiện bởi rối loạn vận động vùng thất trái tạm thời, kéo dài vài giờ đến vài ngày sau khi được tái tưới máu sau khi dòng cấp máu mạch vành bị ảnh hưởng ban đầu nặng nề nhưng chỉ trong thời gian ngắn. Cơ tim ngủ đông, mặt khác, là tình trạng suy giảm khả năng hoạt động cơ tim kéo dài khi nghỉ do giảm mạn tính dòng cấp máu mạch vành mà có thể hồi phục được thông qua điều chỉnh hợp lý cân bằng cung cầu oxy cho cơ tim [33]. Mặc dù ban đầu hai tình trạng này được mô tả như hai quá trình riêng biệt, tuy nhiên cơ tim choáng váng hay ngủ đông thật ra đại diện cho những giai đoạn của một quá trình liên tục của rối loạn chức năng thất trái gây ra do những đợt thiếu máu cục bộ lặp đi lặp lại (như trong giả thuyết cơ tim choáng váng lặp lại).
Bảng 1.1: So sánh đặc điểm cơ tim còn sống và không còn sống
Dòng cấp máu | Chức năng | Tiềm năng hồi phục | |
Sẹo / Xơ | Không còn sống Giảm | Giảm | Không |
Choáng váng | Còn sống Bảo tồn (đã bị TMCB gián đoạn) | Giảm | Có thể nếu tổn thương không kéo dài hoặc lặp lại, có thể có lợi từ tái tưới máu |
Có thể bạn quan tâm!
-
Vai trò của xạ hình tưới máu cơ tim bằng kỹ thuật Spect-CT trong đánh giá tính sống còn cơ tim - 1 -
Vai trò của xạ hình tưới máu cơ tim bằng kỹ thuật Spect-CT trong đánh giá tính sống còn cơ tim - 2 -
Siêu Âm Tim Gắng Sức Với Dobutamine Có Chất Tương Phản. Hình Ảnh Cuối Thì Tâm Thu Khi Nghỉ: (A) Liều Thấp, (B) Liều Cao, (C) Và -
Xạ Hình Tưới Máu Cơ Tim Kết Hợp 2 Đồng Vị: Nghỉ Tĩnh Với 201Tl Và Gắng Sức Với 99Mtc-Mibi -
Hướng Dẫn Của Hội Tim Mạch Châu Âu (Esc 2013) Xử Trí Bệnh Mạch Vành Ổn Định Về Sử Dụng Nghiệm Pháp Gắng Sức Bằng Thể Lực Hoặc Bằng Thuốc
Xem toàn bộ 154 trang tài liệu này.
Dòng cấp máu | Chức năng | Tiềm năng hồi phục | |
Có thể hồi | |||
phục một phần | |||
Ngủ đông | Giảm | Giảm | hoặc hoàn toàn nếu được tái |
tưới máu đầy | |||
đủ | |||
Thiếu máu cục bộ | Bảo tồn khi nghỉ (giảm khi gắng sức) | Bảo tồn | Có thể có lợi từ tái tưới máu |
“Nguồn: Fallahi B. et al, 2008”[46]
Nhận diện được vùng cơ tim ngủ đông có ý nghĩa trên thực hành lâm sàng, vì nó đại diện cho mô cơ tim có thể hồi phục được. Tái tưới máu mạch vành trong bối cảnh này nhiều khả năng có thể cải thiện khả năng co bóp, chức năng tâm thu thất trái, và sau đó, tỉ lệ biến chứng và tử vong chung. Mặc dù vậy, cơ tim ngủ đông, nếu không được điều trị, nguy cơ bị biến thành suy tim rõ rệt trên lâm sàng. Tái tưới máu mạch vành, thông qua can thiệp mạch vành hoặc phẫu thuật bắc cầu, là biện pháp chủ lực để hồi phục dòng cấp máu mạch vành, ngoại trừ những trường hợp có tuần hoàn bàng hệ tự nhiên được hình thành trong trường hợp có bệnh mạch máu nguyên phát trước đó.
1.3. Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh đánh giá tính sống còn cơ tim về mặt tế bào và mô học
Sự biến chuyển của các tế bào cơ tim còn sống thành mô hoại tử cần phải trải qua những thay đổi quan trọng về mặt chuyển hoá và mô học bao gồm sự thích ứng chuyển hoá, biểu hiện gen, mất chức năng ti thể, quá trình chết tế bào và sự giãn nở khoang ngoại bào. Các kĩ thuật chẩn đoán hình ảnh tim mạch nâng cao đã và đang được phát triển nhằm đánh giá các hiện tượng sinh lý bệnh này, qua đó khảo sát được tính sống còn cơ tim.
Trong điều kiện nghỉ ngơi, cơ tim sử dụng quá trình beta oxy hoá axít béo như là chất xúc tác do quá trình này tạo ra ATP nhiều hơn tương đối so với đường. Tuy nhiên, khi có sự thiếu hụt oxy, chuyển hoá cơ tim sẽ chuyển sang quá trình oxy hoá đường do quá trình này sinh ATP hiệu quả hơn trong điều kiện thiếu máu cục bộ [89]. Trong tình huống này, protein glucose transporter 1 được tăng điều hoà, dẫn đến tăng hấp thu đường glucose vào trong tế bào cơ tim. Chụp PET 18F-FDG phát hiện được sự thay đổi quá trình chuyển hoá này thông qua hình ảnh tăng hấp thu glucose. Những chất theo dõi chuyển hoá khác có thể giúp đánh giá chuyển hoá cơ tim và mối liên quan tới tính sống còn trên PET bao gồm 11C-palmitate, chất này đánh giá chuyển hoá axít béo, và 11C-acetate, chất này có thể được dùng để lượng giá tiêu thụ oxy cơ tim [56].
Bằng chứng trên lấy mẫu mô cơ tim đã minh hoạ quá trình tăng điều hoà của TNF-α và tổng hợp NO trong cơ tim ngủ đông. Giả thuyết tăng biểu hiện mRNA của những cytokine ức chế tim này đã được nêu ra để giải thích cho sự giảm tính co bóp cơ tim [78]. Toan chuyển hoá gây ra do TMCB gây ra mở các kênh protein xuyên màng ti thể, dẫn đến gây mất hiệu lực màng tế bào ti thể. Hậu quả là vỡ màng ti thể, giải phóng cytochrome C, chất này kích hoạt dòng thác phản ứng, cuối cùng dẫn đến chết tế bào. Các mô hình thực nghiệm trên động vật đã minh hoạ khả năng đo hiệu lực màng tế bào ti thể bằng chất đánh giấu phóng xạ tetraphenylphosphonium [56].
Nhiều đồng vị hạt nhân đã được phát triển để đánh giá quá trình chết tế bào và cuối cùng là hoại tử một khi màng tế bào ti thể bị vỡ, bao gồm 99mTc-pyrophosphate, 111In-antimyoain và 99mTc-annexin V. Đặc biệt, 99mTc-annexin V có thể phát hiện sự phân bố không đồng đều của phospholipid màng gây ra do caspase [123].
Một khi hoại tử đã xảy ra, các chất nội bào trong tế bào cơ tim thoát vào khoảng gian bào, do đó gây giãn nở khoang ngoại bào và khởi phát phản ứng viêm. Hoại tử sau nhồi máu cơ tim cũng có thể gây ra giãn nở khoang ngoại bào và chất tương phản galodium tiêm đường tĩnh mạch sẽ tích tụ trong khoang này. Chụp MRI tim có thể phát hiện sự gia tăng khoang ngoại bào này với hình ảnh tăng ngấm thuốc gadolinium muộn ở hình T1W vì những vùng xơ cơ tim hiện diện như là những khu vực tín hiệu cường độ cao, tương phản với cơ tim có cường độ tín hiệu thấp xung quanh [42].
1.4. Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh đánh giá tính sống còn cơ tim trên lâm sàng
1.4.1. Chụp mạch vành qua da
Chụp mạch vành và các công cụ chẩn đoán hình ảnh nội mạch đánh giá giải phẫu và chức năng hệ ĐMV và đóng vai trò quan trọng trong khảo sát tính sống còn cơ tim. Sự hiện diện của hẹp nặng đoạn gần, dòng chảy TIMI III đoạn xa, tẩm nhuận thuốc cản quang trong cơ tim và dòng cấp máu từ tuần hoàn bàng hệ, tất cả các yếu tố này gợi ý vùng cơ tim đó còn sống [106]. Cải thiện tính co bóp cơ tim sau khi tiêm nitroglycerine hoặc kích thích co bóp với liều thấp dobutamine cũng cho thấy tính sống còn vùng cơ tim [21].
So với vùng cơ tim còn sống, vùng cơ tim bị nhồi máu bị giảm dòng cấp máu nền và cả khi tăng lưu lượng do rối loạn chức năng hệ vi mạch và có khối lượng cơ tim nhỏ hơn. Thông qua phương pháp xâm lấn, áp lực và vận tốc dòng máu mạch vành có thể đo được thông qua tăng lưu lượng dòng máu bằng thuốc. Kết quả đo phân suất dự trữ lưu lượng mach vành (FFR) với adenosine không chỉ bị ảnh hưởng bởi mức độ hẹp mạch vành mà còn bởi khối lượng cơ tim còn sống được cấp máu bởi động mạch được khảo sát và cả tưới máu từ tuần hoàn bàng hệ. Điều này có nghĩa là giá trị FFR đoạn xa của sang thương hẹp sẽ thấp hơn khi vùng cơ tim đó còn sống so với vùng cơ tim